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5. LA CÉLULA PROCARIOTA
Las células procariotas tienen la organización celular más sencilla, pero los
representantes actuales, las bacterias, son organismos altamente evolucionados,
que a lo largo de millones de años, han generado una notable diversidad metabólica
y una gran adaptación a diferentes ambientes. Las características más destacadas
son.
- Poseen una membrana única, rodeada por una pared celular de composición y
naturaleza propia de estos organismos.
- Carecen de membrana nuclear y de orgánulos membranosos.
- Tienen un reducido tamaño y solo forman organismos unicelulares.
- La mayoría tienen formas celulares características: cocos, bacilos, espirilos,
vibrios, etc.
Veamos sus componentes:
1. Envolturas celulares. Son:
Membrana plasmática: es una envoltura que rodea al citoplasma. Su estructura y composición
son iguales que las de las células eucariotas (modelo unitario), variando sólo algunas de las
moléculas que la componen. Una diferencia con la de las células eucariotas es que carece de
colesterol.
Presenta unos repliegues internos llamados mesosomas, en forma de vesículas, túbulos o
laminillas, donde se localizan los enzimas respiratorios y los pigmentos fotosintéticos.
Su función, como la membrana de cualquier célula es limitar la bacteria y regular el paso de
sustancias. Los mesosomas incrementan la superficie de la membrana, sirven para sujetar el
cromosoma bacteriano y poseen muchas enzimas que utilizan para dirigir la duplicación del ADN,
realizar la respiración celular, la fotosíntesis y asimilar nitrógeno, nitratos y nitritos en las que
son capaces de hacerlo.
Pared celular: es una envoltura rígida y fuerte que da forma a la célula y la protege; se sitúa
por fuera de la membrana plasmática. Su principal componente es la mureína o péptidoglucano,
que es una gran macromolécula constituida por:
- Un heteropolisacárido de cadena lineal,
formado por unidades de un disacárido de
N-acetilglucosamina y ácido
N-acetilmurámico, unidas por un enlace
O-glucosídico β (14).
- Un tetrapéptido, de 4 aminoácidos
distintos, que se enlaza al
N-acetilmurámico.
Estas cadenas se disponen de forma paralela y se unen transversalmente entre ellas
mediante un pentapéptido de 5 glicinas, dando lugar a una malla molecular.
Existen diferencias en la composición química de las paredes celulares, lo que se
pone de manifiesto con la tinción de Gram, que utiliza un colorante fundamental, el
cristal violeta, y otro de contraste, la safranina (rosa) . Las bacterias que se tiñen de
violeta se dice que dan positiva la tinción de Gram, por lo que se les llama
Grampositivas (Gram+), mientras que las que no retienen el colorante fundamental,
se observan de color rosa y se llaman Gramnegativas (Gram-). Esta distinta coloración
se debe a diferencias en la estructura de la pared celular.
Las bacterias gramnegativas presentan una
pared b i estratificada, bastante compleja. Una
capa es el péptidoglucano, que constituye el 10%
de la pared, y la otra, por fuera de la anterior es
una membrana formada por una doble capa lipídica
de fosfolípidos, y además contiene proteínas y
lipopolisacáridos. La zona que separa la pared celular
de la membrana se llama espacio periplasmático. A
este grupo pertenecen bacterias como las de la sífilis o el tifus. Son las más abundantes y las
que presentan mayor diversidad.
Las bacterias grampositivas presentan una pared gruesa y uniforme, monoestratificada,
que presenta una capa de péptidoglucano que constituye el 90% de la misma, a la que se
asocian proteínas, polisacáridos y
ácidos teicoicos. El espacio
periplasmático es muy pequeño. A
este grupo pertenecen bacterias como
la del botulismo o la tuberculosis, y otras
como Lactobacillus, que se utiliza en la
fabricación de yogures.
Las funciones de la pared celular son: debido a su rigidez, resiste la presión osmótica
interna típica de las bacterias, lo que evita la entrada incontrolada de agua en un medio
hipotónico. Actúa como una membrana semipermeable, regulando el paso de iones. La acción
bactericida de las penicilinas se debe a que inhiben el crecimiento de la pared al bloquear el
entrecruzamiento final de las cadenas peptídicas para formar la malla de péptidoglucano. La
lisozima hidroliza el disacárido debilitando la pared. La destrucción de la pared deja indefensa a
la bacteria.
Cápsula bacteriana: es una capa gelatinosa que aparece en casi todos los grupos bacterianos
patógenos. Es una cubierta rica en glúcidos de gran tamaño, y también presenta glucoproteínas.
Se sitúa por fuera de la pared celular, es decir, es la capa más externa. La capacidad de
producir cápsula es hereditaria y aunque no es un componente esencial, tiene un valor de
supervivencia, pues sirve de protección frente a la desecación, la fagocitosis, la infección de un
bacteriófago y la acción de los anticuerpos. Esta capa mucosa regula, también, los procesos de
intercambio de agua, iones y sustancias nutritivas. Permite además la adherencia sobre
distintas superficies y en las patógenas facilitan su fijación a las células del tejido
hospedador.
2. Diferenciaciones externas. Son:
Flagelos: son prolongaciones cuya longitud es varias veces la de la
bacteria y aparecen en número de 1 a 100. Su función es permitir
la locomoción de las bacterias que los poseen. Su estructura es
distinta a la de los flagelos de las células eucariotas. Están unidos
a la célula por un extremo y libres por el otro. Al microscopio
electrónico se observan las siguientes zonas:
- Un filamento rígido y ligeramente ondulado, formado por
una proteína, la flagelina, con disposición helicoidal. No está
rodeado de membrana celular como el de las eucariotas.
- Un codo o gancho, que une el filamento a la superficie celular.
-
El corpúsculo basal: formado por dos anillos en las grampositivas y cuatro en las
gramnegativas; en estas últimas , dos se sitúan a nivel de la membrana y los otros dos a
nivel de la pared, con un eje o cilindro central que los atraviesa por su centro. El
movimiento se produce por la rotación de uno de los anillos de la base, llamado anillo
M o motor.
Pili o fimbrias: son unas estructuras huecas, tubulares, muy numerosas, cortas, que se anclan
en la pared de las bacterias gram-, (las gram+ no los poseen).
Las fimbrias son cortas y muy numerosas, mientras que los pili
son más largos y solo presentan 1 ó 2 por bacteria. Su función
no tiene que ver con la movilidad: las fimbrias parece que
intervienen en la fijación de la bacteria a un sustrato, mientras
que los pili intervienen en el intercambio de moléculas con el
exterior y de información genética con otra bacteria.
3. Citoplasma: sus componentes son:
Citosol o hialoplasma: está formado por una matriz gelatinosa con un alto contenido en agua y
de aspecto granuloso, que contiene proteínas y enzimas, y alberga al morfoplasma (conjunto
de estructuras citoplasmáticas, todas ellas carentes de membrana). Es inmóvil, no existiendo
corrientes citoplasmáticas ni emisión de pseudópodos.
Morfoplasma: contiene:
 Ribosomas: son partículas globulares que
aparecen libres en el citoplasma, con un
coeficiente de sedimentación 70S, con dos
subunidades de 30S y 50S. Su función es la
síntesis de proteínas.
 Inclusiones: son gránulos de reserva
dispersos en el citoplasma, sin membrana
que las aísle. Acumulan diversos tipos de
sustancias, tanto nutritivas como de desecho: polisacáridos, lípidos, polifosfatos (gránulos
de volutina), azufre.
 Vesículas: son estructuras huecas y rígidas de cuerpo cilíndrico y extremos cónicos,
formadas por proteínas. Son impermeables al agua y los solutos, pero dejan pasar los gases.
Permiten la flotabilidad de las bacterias que las poseen.
 Plásmidos: son moléculas circulares de ADN bicatenario extracromosómico, que pueden ser
transferidas entre células. Se replican con independencia del cromosoma bacteriano, aunque
a veces se integran en él (entonces se llaman episomas). Se encuentran en todas las
especies bacterianas en número variable, y también en algunos organismos eucariotas como
levaduras y Drosophila. Se transmiten a las siguientes generaciones, y aunque no son
imprescindibles para la vida de la célula, pueden aportar genes que les confieran
propiedades beneficiosas. Cada célula puede tener más de un plásmido, iguales o distintos
entre ellos. Se utilizan en ingeniería genética como vectores. Sirven para: aportar toda la
información para la conjugación entre bacterias, conferir resistencia a los antibióticos,
permitir nuevas fuentes de nutrientes, transformar a la bacteria en patógena.
4. Nucleoide: es la región del citoplasma en la que se encuentra el ADN. El cromosoma bacteriano es
una sola molécula de ADN circular bicatenario, muy plegada y que suele estar unida a los
mesosomas. Está asociado a proteínas similares a las histonas. Mantiene y conserva la información
genética y dirige el funcionamiento de la bacteria.