Cèl·lules Procariotes: Estructura, Metabolisme i Tipus

Característiques de les Cèl·lules Procariotes

Les cèl·lules procariotes són les més abundants, antigues i variades. S'adapten ràpidament al medi. La seva mida cel·lular varia molt, no tenen orgànuls grossos i poden ser aerobis o anaerobis. Contenen fragments d'ADN independents anomenats plasmidis i la seva divisió cel·lular es realitza per fissió binària.

Estructura de la Cèl·lula Procariota

Càpsula

És una capa gruixuda i mucosa, formada per polisacàrids. La seva funció és retenir l'aigua per crear un ambient favorable, facilitar l'intercanvi d'ions, acumular substàncies i ajudar el bacteri a fixar-se al substrat.

Paret Cel·lular

Un embolcall rígid, format principalment per peptidoglicà (mureïna). Segons el gruix d'aquesta paret, els bacteris es classifiquen en grampositius o gramnegatius.

Membrana Plasmàtica

És una bicapa lipídica unitària amb fosfolípids i proteïnes que envolta tot el citoplasma. Regula l'intercanvi de substàncies amb el medi. Els mesosomes (plecs interns de la membrana) compensen l'absència d'alguns orgànuls.

Citoplasma

Un fluid gairebé transparent que conté ribosomes, més petits que els de les cèl·lules eucariotes.

Material Hereditari

La informació genètica (ADN) es troba en una regió del citoplasma anomenada nucleoide.

Flagels

Són filaments proteics que permeten el moviment d'alguns bacteris. Estan ancorats a la membrana i poden presentar tactisme, un moviment en resposta a un estímul (ex: fototactisme per la llum, termotactisme per la calor).

Fímbries

Són filaments curts que permeten al bacteri fixar-se a superfícies o a altres cèl·lules. Mai no serveixen per al moviment.

Tipus Morfològics de Bacteris

• Cocs: Forma esfèrica (ex: causants de la gonorrea).
• Diplococs: Cocs agrupats en parelles.
• Estafilococs: Agrupacions en forma de raïm (ex: causants de la pneumònia).
• Estreptococs: Cocs formant cadenes (ex: causants de furóncols).
• Bacils: Forma de bastó (ex: causant de la tuberculosi).
• Vibrions: Forma de coma (ex: causant del còlera).
• Espirils: Forma d'espiral o tirabuixó (ex: causant de la sífilis).

Metabolisme Bacterià

El metabolisme és el conjunt de reaccions químiques que tenen lloc en un organisme. Els bacteris presenten una gran versatilitat metabòlica per diverses raons:

1. Són de naturalesa molt diversa.
2. Els procariotes muten i intercanvien l'ADN més fàcilment, la qual cosa afavoreix una ràpida adaptació.
3. Tenen una relació superfície/volum alta, que permet un metabolisme més ràpid.

Classificació Metabòlica

Segons la Font d'Energia i Carboni

• Quimioautòtrofs: Energia d'enllaços químics de molècules inorgàniques.
• Quimioheteròtrofs: Energia de molècules orgàniques (ex: glucosa).
• Fotoautòtrofs: Energia de la llum i carboni de fonts inorgàniques.
• Fotoheteròtrofs: Energia de la llum i carboni de substàncies orgàniques (ex: acetat).

Segons la Necessitat d'Oxigen

• Aerobis: Utilitzen oxigen (O₂) per al seu metabolisme.
• Anaerobis: No utilitzen oxigen.

Reproducció i Transferència Genètica

Els bacteris es reprodueixen asexualment per bipartició (autoclonació), podent dividir-se cada 20 minuts en condicions òptimes. Quan les condicions són desfavorables, alguns formen endòspores, estructures de resistència que protegeixen l'ADN fins que l'entorn torna a ser favorable.

A més, han desenvolupat mecanismes de transferència horitzontal de gens que augmenten la seva variabilitat genètica:

• Conjugació: Transferència d'informació genètica a través del contacte directe entre dos bacteris mitjançant un pilus sexual.
• Transducció: Un virus bacteriòfag transfereix ADN d'un bacteri a un altre.
• Transformació: Un bacteri capta fragments d'ADN lliures en el medi, provinents de la lisi d'altres bacteris.

Grups Especials de Procariotes

Cianobacteris

També anomenats algues blaves, són procariotes fotosintètics. Es troben en sediments marins o fluvials i en colònies globulars. Són responsables de gran part de la producció d'oxigen atmosfèric.

Arqueobacteris (Archaea)

Són un domini d'organismes antics amb una importància ecològica notable. Molts són extremòfils, capaços de suportar condicions extremes d'acidesa, salinitat i temperatures altes.