Estructura Celular: Cromatina, Cromosomas, Membrana Plasmática y Componentes Bacterianos

Estructura de la Cromatina

La cromatina es una estructura compuesta por ADN asociado a proteínas básicas denominadas histonas. Vista al microscopio, la cromatina se asemeja a un collar de cuentas. Cada "cuenta" es un complejo nucleosomal formado por un octámero de histonas (H2A, H2B, H3, H4) alrededor del cual se enrolla el ADN (aproximadamente 146 pares de bases en dos vueltas). Estos complejos están unidos por un ADN espaciador de aproximadamente 54 pares de bases. La unidad básica de la fibra de cromatina se llama nucleosoma, que consiste en un complejo nucleosomal y el ADN espaciador, sumando un total de 200 pares de bases. Esto constituye la fibra elemental de cromatina, con un espesor de 10 nm.

Otra histona, la H1, se une al ADN espaciador, provocando el acercamiento de los complejos nucleosomales y el enrollamiento helicoidal de la fibra de ADN. Así se forma el solenoide o fibra de 30 nm, que contiene 6 nucleosomas por cada vuelta de hélice. Los solenoides se pliegan aún más, originando bucles radiales que, al compactarse, formarán las cromátidas o brazos de los cromosomas durante la mitosis celular.

Función de la Cromatina

El ADN de la cromatina contiene la información necesaria para la transcripción, es decir, la formación de ARN. Este proceso es la primera etapa fundamental para la síntesis de proteínas.

Núcleo Mitótico y Cromosomas

Durante la mitosis, la cromatina se condensa y estructura, formando los cromosomas.

Morfología del Cromosoma Metafásico

• Cromátidas: Filamentos idénticos de cromatina que, unidos, forman un cromosoma durante la metafase. Las cromátidas de un mismo cromosoma se denominan cromátidas hermanas.
• Centrómero: Zona donde se unen las cromátidas en un cromosoma metafásico.
• Constricciones secundarias: Zonas del cromosoma que contienen ADN que codifica el ARNr, formando el organizador nucleolar que dará lugar a los nucléolos en la telofase.
• Cinetocoros: Placas de proteínas situadas en el centrómero, donde se conectan los microtúbulos o fibras del huso mitótico.
• Telómero: Extremo de la cromátida. Contiene ADN de secuencia repetida para evitar la pérdida de información genética durante la replicación.

Tipos de Cromosomas

Según la posición del centrómero, los cromosomas se clasifican en:

• Metacéntricos: Cromátidas con brazos de igual longitud debido a la posición central del centrómero.
• Submetacéntricos: Brazos de diferente longitud.
• Acrocéntricos: Brazos muy desiguales.
• Telocéntricos: Un solo brazo visible.

Dotación Cromosómica: Haploide y Diploide

El tamaño y número de cromosomas varían según la especie. Los organismos haploides presentan n cromosomas (número impar), mientras que los diploides tienen dos cromosomas iguales (pareja) de cada tipo, resultando un número par representado como 2n. Cada pareja idéntica se denomina cromosomas homólogos (autosomas). Durante la meiosis, los gametos reciben solo un cromosoma de cada pareja (n), de modo que, tras la fecundación, el nuevo individuo tendrá una dotación diploide (un cromosoma materno y otro paterno en cada pareja de homólogos).

Cromosomas Sexuales o Heterocromosomas

Los heterocromosomas o cromosomas sexuales son una pareja de cromosomas que determinan las características sexuales de los individuos. También portan información para otros caracteres no sexuales, como el daltonismo o la hemofilia. Se denominan no homólogos porque no son idénticos a los autosomas. Se distinguen el cromosoma X y el cromosoma Y. Las combinaciones posibles son XX (sexo femenino) y XY (sexo masculino).

Membrana Plasmática en Células Procariotas

La célula procariota está delimitada por una membrana plasmática típica. Esta membrana es crucial, ya que, al carecer de orgánulos, las células procariotas presentan en ella las proteínas de transporte y las enzimas metabólicas relacionadas con la respiración celular, la fotosíntesis y otros tipos de metabolismo.

Mesosomas

Los mesosomas son invaginaciones de la membrana presentes en algunas bacterias. Se cree que, al estar situados en la zona media de la célula, podrían estar relacionados con la división celular.

Pared Bacteriana

La pared bacteriana es una estructura rígida que se encuentra por encima de la membrana plasmática y rodea completamente a la célula. Se distinguen dos tipos según su composición y estructura:

Gram Positivas (Gram +)

• Una gruesa capa de peptidoglicano o mureína, formada por cadenas de polisacáridos (N-acetilglucosamina y N-acetilmurámico) unidos por enlaces glucosídicos.
• Ácidos teicoicos (polialcoholes con fosfato) y lipoteicoicos (ácidos teicoicos unidos a lípidos de la membrana plasmática) unidos a la capa de mureína.

Gram Negativas (Gram -)

• Membrana externa: Bicapa lipídica con proteínas asociadas y una alta proporción de lipopolisacáridos en su cara externa.
• Periplasma: Coloide tipo gel entre la membrana externa y la membrana plasmática, que contiene proteínas receptoras y enzimas hidrolíticas.
• Una fina capa de mureína unida a la membrana externa mediante lipoproteínas que atraviesan el periplasma.

Funciones de la Pared Bacteriana

• Mantiene la forma de la célula y previene la lisis osmótica.
• Contiene antígenos importantes para la identificación bacteriana.
• Regula el intercambio de sustancias con el exterior.

Cápsula Bacteriana

Las cápsulas bacterianas son cubiertas mucosas compuestas por polisacáridos y proteínas que muchas bacterias presentan en el exterior de su pared, adheridas firmemente a ella.

Funciones de la Cápsula Bacteriana

• Protege a la bacteria de productos tóxicos y de la fagocitosis.
• Evita la desecación al retener agua.
• Permite la adherencia a superficies y a otras células.

Flagelos

Estructura de los Flagelos

• Filamento: Rígido y curvado, constituido por la proteína flagelina.
• Codo o gancho: Une el filamento a la superficie celular.
• Estructura basal: Serie de anillos (2 en Gram + y 4 en Gram -).

Función de los Flagelos

Movimiento celular.

Pili

Estructura de los Pili

Más largos que las fimbrias y menos numerosos. Compuestos por proteínas globulares de disposición helicoidal.

Función de los Pili

Permiten la unión de dos bacterias durante la conjugación (parasexualidad).

Fimbrias

Estructura de las Fimbrias

Prolongaciones cortas, finas y numerosas, con la misma composición que los pili.

Función de las Fimbrias

Adhesión a otras células o a superficies.