Características y Funciones de Células Procariotas y Eucariotas: Una Mirada a su Estructura y Genética

Diferencias entre Células Procariotas y Eucariotas

Células Eucariotas

• Poseen membrana nuclear.
• Núcleo definido.
• Carga genética diploide.
• Organelas citoplasmáticas especializadas.
• Reproducción sexual y asexual.

Microorganismos Eucariotas

• Hongos.
• Protozoarios.

Células Procariotas

• No poseen membrana nuclear.
• Nucleoide.
• Carga genética haploide.
• Cromosoma único celular, superenrollado y ubicado en algún lugar del citoplasma.
• No poseen organelas especiales.
• Reproducción asexual.

Microorganismos Procariotas

• Bacterias.
• Cianobacterias.
• Algas verdeazules.

Virus: Nivel Subcelular

Los virus son microorganismos, partículas infectadas que no pueden considerarse células, ya que solo poseen un ácido nucleico y no se reproducen solos, sino a expensas de toda la maquinaria metabólica de las células eucariotas y procariotas.

Estructuras Esenciales de las Células Procariotas

• Nucleoide y genoma bacteriano.
• Citoplasma.
• Membrana citoplasmática.
• Mesosomas.
• Ribosomas.
• Inclusiones citoplasmáticas.
• Pared celular.

Estructuras No Esenciales de las Células Procariotas

• Cápsula.
• Flagelos.
• Fimbrias.
• Esporas.

Nucleoide y Genoma Bacteriano

• Una sola molécula de ADN, cerrada y superenrollada.
• No posee membrana nuclear.
• División celular vertical.
• Haploide.
• No posee nucléolos ni histonas.
• Solo un cromosoma que se duplica por el modelo semiconservador de Watson y Crick en los mesosomas.
• Tipos de ADN: cromosómico y extracromosómico.

Función del Nucleoide

Contener la información genética esencial y regular gran parte de las funciones bacterianas.

Citoplasma

Formado por un 85% de agua, contiene todo lo que está dentro del cuerpo de la bacteria: nucleoide, inclusiones, ribosomas, etc. Tiene una parte periférica granulosa y una parte central.

Ribosomas

Numerosos y dispersos, de 20 nm de diámetro, sueltos o agrupados. Contienen ARN y proteínas, son de tipo 70S.

Función de los Ribosomas

Síntesis proteica. Punto diana de antibióticos.

Inclusiones Citoplasmáticas

Elementos sin estructuras. Sirven de mecanismos de regulación o almacenaje. Vacuolas: envejecimiento.

Granulaciones: volutina, hierro, azufre, glucógeno.

Membrana Citoplasmática

Compuesta por una doble capa de fosfolípidos y proteínas, más glucolípidos, entre ellos el bactoprenol, que transporta los componentes de la pared celular.

Mesosomas

Invaginaciones de la membrana citoplasmática, remolinos u ovillos con estructuras vesiculares y tubulares.

Pared Celular

Cubierta rígida que envuelve a la bacteria. Solo los micoplasmas no la poseen. Componentes: peptidoglucano, lípidos, lipoproteínas.

Gram Positivas

Sencilla y gruesa, 60-80% de peptidoglucano abundante y en múltiples capas, ácidos teicoicos y lipoteicoicos.

Gram Negativas

Delgada y compleja, 10-20% de peptidoglucano en fragmentos cortos, 40-60% de lípidos. No posee ácidos teicoicos.

Funciones de la Pared Celular

• Dar rigidez y forma a la bacteria.
• Conferir resistencia a la presión osmótica interna.
• Intervenir en la división celular en el momento de dividirse las dos células hijas.

Cápsula

Estructura perfectamente definida, compuesta por polisacáridos y polipéptidos.

Flagelos

Filamentos largos, finos, flexibles, ondulados y libres. Presentes en algunas bacterias, compuestos por la proteína flagelina.

Tipos de flagelos:

• A) Monotricos
• B) Lofotricos
• C) Anfitricos
• D) Peritricos

Fimbrias o Pilis

Estructuras filamentosas, numerosas, cortas y rectas, presentes en algunas bacterias. Compuestas por pilina.

Esporas

Ovaladas y de alta resistencia. También llamadas endosporas.

Clasificación de los Cocos

• Forma esférica: coco.
• Dos cocos juntos: diplococos.
• De 4 a 20 cocos en cadenas: estreptococos.
• División a lo largo de dos planos diferentes: tétradas.
• División a lo largo de tres planos:
  • Regularmente: sarcinas.
  • Irregularmente: estafilococos.

Elementos Extracromosómicos

• Plásmidos.
• Transposones.
• Secuencias de inserción.

Mecanismos de Transferencia de Genes

• Conjugación.
• Transformación.
• Transducción.

Estructura del Cromosoma Bacteriano

ADN circular de una sola cadena, único.

ADN Extracromosómico: Plásmidos

Autorreplicativos, autónomos y transfieren genes. Factores sexuales: pili sexual. Factores de resistencia. Factores de patogenicidad.

Secuencias de Inserción

Elementos transponibles sencillos, miden alrededor de 700 pares de bases. No confieren caracteres fenotípicos a la bacteria, sino transponerse con baja frecuencia, entre lugares distintos del genoma, en localizaciones y números variables según especies y cepas.

Mutación Genética

Alteraciones genéticas que pueden ser espontáneas o inducidas y que pueden llevar a cambios genotípicos y fenotípicos.

Mecanismos de Transferencia de Genes

Son mecanismos que permiten la transferencia de genes de una bacteria a otra, dando a la otra bacteria características que no poseía. Son muy abundantes en las bacterias y son inducidos por la presión selectiva.

Conjugación

Es la transferencia de ADN extracromosómico de una bacteria donadora a una bacteria receptora a través de un puente de conjugación.

Transformación

Es la absorción de ADN libre, soluble en el medio, por una bacteria competente, y le confiere características que no poseía.

Transducción

Es la transferencia de genes a través de un bacteriófago.

Importancia Médica del Intercambio Genético Bacteriano

• Adquisición de nuevas características que la bacteria no poseía.
• Nuevas formas de resistencia a los antibióticos.
• Nuevas bacterias resistentes que antes eran sensibles.
• Dificultad en el tratamiento de las infecciones.