Célula procariota: características, partes y funciones
La totalidad de los organismos vivientes está compuesta por células, las cuales representan la unidad funcional más elemental. A pesar de este punto en común, cada grupo de seres vivos muestra diferencias, presentando necesidades específicas y reaccionando de modo particular ante su entorno. Estas disparidades se inician a nivel celular, identificándose dos amplias categorías: procariotas y eucariotas. En este caso nos centraremos en el primer grupo. Te animamos a leer este escrito de ContaminaciónAmbiental donde se abordarán las características de la célula procariota, sus partes y sus funciones.
Definición y rasgos de una célula procariota
Una célula procariota se define como aquella unidad funcional más elemental de los organismos vivos unicelulares, tales como arqueas y bacterias.
Se caracteriza por la ausencia de núcleo, el cual centraliza todo el material genético correspondiente. De hecho, el término "procariota" significa "antes del núcleo". Además, es distintiva por presentar una pared celular, una característica exclusiva de estas células.
Otro rasgo diferenciador es la carencia de orgánulos internos limitados por membranas, aspecto que será detallado más adelante.
Variedades morfológicas de las células procariotas
Los organismos unicelulares pueden existir de manera individual o formar agrupaciones. Igualmente, su forma puede ser sumamente diversa. Por ejemplo, en el caso de las bacterias:
- Bacilos: presentan una forma alargada, pudiendo alinearse en fila (estreptobacilos), enfrentarse uno al lado del otro (empalizados) o encontrarse en solitario.
- Cocos: poseen una forma esférica, agrupándose en cadenas (estreptococos), pares (diplococos), grupos de cuatro (tétradas) o múltiples (estafilococos), mientras que individualmente se les denomina coco.
- Cocobacilos: exhiben una forma intermedia entre bacilo y coco.
- Formas especiales: algunas bacterias no encajan en las formas mencionadas previamente, como las espiroquetas (enrolladas), los filamentos (semejantes a hilos) o los vibrios (forma de coma ondulada), por mencionar algunos ejemplos.
Por su parte, las arqueas muestran una variedad de formas aún más amplia que las bacterias. Además de ser espirilos, espiroquetas, cocos o bacilos, pueden ser:
- Lobuladas.
- De plato.
- Irregulares.
Finalmente, las células procariotas se caracterizan por ser microscópicas, con dimensiones de entre 0.1 y 10 micrómetros.
Componentes de la célula procariota
La célula procariota desempeña diversas funciones vitales para su mantenimiento. Estas funciones son llevadas a cabo gracias a sus componentes, los cuales, a pesar de ser células internamente simples, poseen mecanismos complejos.
Revisemos la estructura de la célula procariota para profundizar en este tema.
- Pared celular: se encarga de delimitar la célula respecto a su entorno, proporcionándole soporte. Está compuesta por peptidoglicano, polisacáridos o glucoproteínas, dependiendo de si se trata de una arquea o una bacteria.
- Membrana plasmática:bajo la pared celular se encuentra la membrana plasmática compuesta de fosfolípidos.
- Microcompartimentos: la membrana plasmática puede presentar pliegues con el fin de aumentar la superficie y, por consiguiente, mejorar la eficiencia. Estos pliegues son conocidos como microcompartimentos.
- Glicocálix: como protección adicional, algunas células procariotas pueden tener una cápsula impermeable que las resguarda de condiciones extremas del entorno, como la desecación, además de permitirles adherirse fácilmente a hospedadores. Esta estructura no siempre está presente. Cuando se encuentra densamente unida a la pared celular se le conoce como cápsula, mientras que cuando está dispersa se denomina capa de limo.
- Nucleoide: el material genético en forma de ADN se halla libre en el citoplasma y se aglutina en uno de los polos, recibiendo el nombre de nucleoide.
- Plásmidos: se refiere a pequeños fragmentos circulares de ADN o cromosomas adicionales, empleados en la reproducción sexual por conjugación bacteriana, tema que abordaremos más adelante.
- Hialoplasma: es el medio donde se disponen todos los componentes celulares, caracterizado por ser fluido y carente de citoesqueleto.
- Ribosomas: compuestos por ARN y proteínas. Puedes encontrar más información sobre la función y estructura de los ribosomas en el siguiente artículo de ContaminaciónAmbiental.
- Cuerpos de reserva: utilizados para almacenar nutrientes en forma de reserva.
- Tilacoides: presentes únicamente en las cianobacterias fotosintéticas, no en todas las células procariotas. Estos tilacoides contienen pigmentos que capturan y transforman la energía solar para producir energía metabólica.
- Organelos accesorios: sirven para proporcionar ventajas a las células en su entorno. Algunos ejemplos son los pili sexual utilizados para la transferencia de información genética entre células, los flagelos que permiten el desplazamiento, y las fimbrias que son estructuras filamentosas útiles para la adhesión a superficies de hospedadores.
Funciones de la célula procariota
Ya que conoces los distintos organelos y componentes de la célula procariota, podemos ahora analizar cuáles son sus funciones. La principal función de toda célula es asegurar su propia supervivencia, lo que implica su capacidad de reproducirse, alimentarse, crecer y responder a su entorno.
Veamos detalladamente cuáles son estas funciones de la célula procariota:
- Síntesis de proteínas: el ARN mensajero es transcrito y traducido por los ribosomas para la síntesis de proteínas, procesos necesarios para expresar la información genética codificada.
- Intercambio de sustancias con el entorno: se realiza a través de la membrana plasmática, permitiendo la comunicación con el entorno.
- Obtención de energía: las células procariotas llevan a cabo procesos de respiración mediante reacciones bioquímicas para obtener la energía necesaria para sus funciones internas.
- Alimentación: se realiza a través de procesos metabólicos para la obtención de nutrientes. El metabolismo de los procariontes es diverso debido a la variedad de hábitats en los que se encuentran. Hay organismos autótrofos que utilizan dióxido de carbono atmosférico para producir energía, y organismos heterótrofos que obtienen carbono del exterior.
A su vez, estos últimos organismos se
- Organismos heterótrofos: utilizan sustancias orgánicas, como el carbono, para obtener su energía.
- Cautótrofos: emplean la energía solar para generar su energía.
- Productores fotosintéticos: a diferencia de los fotótrofos, estos seres producen oxígeno como subproducto de su uso de la luz solar para producir energía.
- Quimiótrofos: utilizan compuestos inorgánicos, como el amoníaco, nitritos o azufre, para generar su energía. Descubre más sobre la materia orgánica e inorgánica y encuentra ejemplos en este artículo.
- Heterometabólicos: son aquellos capaces de mezclar un metabolismo fotótrofo con otro tipo de metabolismo, adaptándose así a la energía disponible.
Proceso de reproducción en la célula procariota
La manera en que se lleva a cabo la reproducción en la célula procariota puede variar. Algunas formas incluyen las siguientes:
División binaria
En su mayor parte, la célula procariota, ya sea arquea o bacteria, se multiplica a través de la división binaria, que constituye un método de reproducción asexual. Aquí se produce la división de una célula inicial idéntica para dar lugar a dos nuevas células con información genética igual a la inicial, las cuales a su vez se dividen nuevamente, y así sucesivamente.
Te recomendamos leer nuestro siguiente post sobre la Reproducción asexual: concepto, tipos y ejemplos a continuación.
Gemación
Otro método de reproducción asexual es la gemación, donde se forman protuberancias que eventualmente se separarán y darán lugar a una nueva célula hija. Para más información sobre la Gemación: definición y ejemplos, te invitamos a leer este artículo de ContaminaciónAmbiental.
Conjugación bacteriana
Mencionamos anteriormente el pili sexual, el cual es una estructura presente en ciertas bacterias y se utiliza para intercambiar material genético. Este proceso se conoce como conjugación bacteriana y resulta ser un método de reproducción sexual beneficioso para el intercambio de material genético y la adaptación al entorno.
La conjugación ocurre cuando una bacteria donante se conecta con una bacteria receptora mediante el pili, y una porción del plásmido, que es ADN independiente del cromosómico, es transferida.
Tipos de células procariotas
Las células procariotas desempeñan funciones vitales para varios organismos, pero ¿cuáles son estos grupos? A continuación examinaremos la clasificación de las células procariotas.
El Reino Monera engloba a los seres con células procariotas, como las bacterias y las arqueas. Otras clasificaciones pueden utilizar el Superreino Prokaryota para referirse también a las bacterias y arqueas procariotas.
Estas son las características distintivas de ambos tipos de células procariotas:
Bacterias
Además de las características típicas de una célula procariota, como su unicelularidad y la presencia de una pared celular de peptidoglicano, las bacterias pueden ser patógenas, pero también pueden formar parte de la biota de organismos sanos, contribuyendo a diversos procesos fisiológicos. Su metabolismo puede presentar variaciones.
Puede resultarte interesante leer acerca de las Bacterias halófilas: ejemplos y características en este artículo.
Dominio Archaea
Las arqueas son células muy primitivas que están adaptadas a sobrevivir en condiciones extremas, como las que existían en los tiempos más remotos. En aquel entonces, no había oxígeno en la atmósfera, y las arqueas estaban adaptadas a ese entorno.
Además, había
temperaturas muy elevadas, como por ejemplo en las chimeneas hidrotermales que solían ser abundantes y llegan hasta el centro de la Tierra. Pueden habitar en otras regiones que no sean tan extremas, como los océanos o la tierra.
El metabolismo que poseen es quimioautótrofo, y esta característica es una de las diferencias significativas con las bacterias. Aunque son muy similares, las arqueas están más relacionadas con los eucariontes por sus procesos metabólicos. Además, las secuencias de ADN y ARN son más cercanas a las de los eucariontes que a las de los procariotas.
Otra distinción importante con respecto a las bacterias es que su pared celular está compuesta de polisacáridos, glucoproteínas o pseudopeptidoglicano.
Ejemplos de células procariotas
Algunos casos de células procariotas son:
- Escherichia coli: es la bacteria más conocida y desempeña un papel importante en la flora intestinal para la síntesis de las vitaminas K y B, así como para una adecuada digestión. Sin embargo, algunas cepas pueden ser patógenas y causar diarrea.
- Halobacterium salinarum: es una arquea que se desarrolla en entornos marinos o lagos extremadamente salinos. Cuando se multiplican en gran número, el agua puede adquirir tonalidades moradas o rojizas.
Importancia de las células procariotas
Las células procariotas son sumamente relevantes porque la vida se originó a partir de ellas y dieron lugar a la amplia variedad de organismos que conocemos en la actualidad.
Estas células fueron las primeras en existir y, a partir de ellas, se formaron dos grupos, como las ya mencionadas arqueas y bacterias. Con el tiempo, de estos grupos evolucionaron las células eucariotas, entre las que se encuentra la célula animal.
Además, las células procariotas han sido fundamentales para el progreso humano. Desde tiempos antiguos, las bacterias se han utilizado en la producción de alimentos como yogur, vino y quesos. Recientemente, han sido incorporadas a la tecnología. Por ejemplo, al ser capaces las arqueas de resistir temperaturas extremas, se pueden utilizar en procesos industriales gracias a sus enzimas termoestables.
Estas células han sido empleadas en la extracción de petróleo, en el tratamiento de aguas residuales, la fabricación de solventes y, incluso, en medicina para la elaboración de antibióticos, entre muchas otras aplicaciones.
Para concluir, descubre las diferencias entre las células eucariotas y procariotas en el siguiente video.
Si quieres seguir leyendo otros artículos similares sobre Célula procariota: características, partes y funciones, te recomendamos que visites nuestra categoría de Biología.
Bibliografía
- Angulo, A., Galindo, A., Avendaño, R., Pérez, C. (2009). Biología Celular. Coahuila: Universidad Autónoma de Sinaloa.
- Jungbauer, W., Randler, C., Reck, M., Stripf, R. (2006). Netzwerk Biologie 2. Braunschweig: Schrödel.
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