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2: Procariotas

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    Las primeras células de la Tierra eran procariotas (pro- significando antes, karyo- refiriéndose al núcleo). Como implica el nombre, las células procariotas carecen de un núcleo, así como de cualquier organelo unido a membrana. Los procariotas se han dividido en dos dominios: Bacterias y Archaea. Junto al dominio Eukarya, estos tres dominios componen el árbol de la vida, tal y como lo entendemos actualmente.

    Estructura celular

    En su forma más simple, estos organismos unicelulares poseen una pared celular, membrana celular, citosol, ribosomas y ADN. Como la vasta diversidad de vida en la Tierra es procariota, se puede imaginar que existe una gran diversidad de formas y muchas excepciones a estos lineamientos generales.

    El ADN en las células procariotas es un solo cromosoma en forma de bucle, a menudo agrupado en una región condensada llamada nucleoide. Puede haber pequeños bucles de ADN presentes llamados plásmidos. Estos pequeños bucles de ADN pueden intercambiarse entre procariotas y el ambiente y son frecuentemente la ubicación de genes de resistencia a antibióticos.

    En el exterior, los procariotas tienen una pared celular. También pueden tener flagelos (sing. flagelo) para el movimiento y/o pili (sing. pilus) para interactuar con otros organismos.

    Los componentes de una célula procariota generalizada
    Figura\(\PageIndex{1}\): El diagrama anterior muestra las estructuras presentes en una célula procariota. Hay un solo círculo de ADN bicatenario y un círculo más pequeño de ADN bicatenario que representa un plásmido. Hay un cúmulo de ribosomas flotando en el citosol (la matriz gelatinosa que llena la célula), pero no hay orgánulos unidos a la membrana. La célula está rodeada por una pared celular con la membrana celular justo dentro de la pared celular. Hay un solo flagelo largo, así como muchos pili más cortos. Obras de Nikki Harris CC BY-NC con etiquetas agregadas por Maria Morrow.

    Reproducción

    No hay núcleo en una célula procariota, por lo que no pueden sufrir mitosis o meiosis. En cambio, los procariotas se replican mediante un proceso llamado fisión binaria (bi- significa dos, fisión que significa separarse).

    Fisión binaria, una célula procariota se divide en dos células idénticas
    Figura\(\PageIndex{2}\): El diagrama anterior muestra cómo una célula procariota se divide en dos células idénticas mediante fisión binaria. En el primer paso, se replica el ADN. En la etapa dos, se segrega una copia del ADN a cada lado diferente de la célula a medida que se alarga. En el paso 3, comienza a formarse un tabique (división) en el centro de la célula alargada, formando una nueva pared celular y dividiendo la célula original en dos. El resultado son dos células idénticas, cada una con un cromosoma de ADN idéntico. Obras de Nikki Harris CC BY-NC con etiquetas agregadas por Maria Morrow.

    Endosimbiosis

    La endosimbiosis (endo- significado interior, simbiosis que significa vida compartida) es un proceso por el cual varios orgánulos fueron adquiridos por linajes de organismos eucariotas, incluyendo mitocondrias y plastidios.

    Endosimbiosis primaria

    Tanto las mitocondrias como los cloroplastos en las plantas se adquirieron a través de un proceso llamado endosimbiosis primaria. En la endosimbiosis primaria que resultó en cloroplastos, un procariota fotosintético similar a las cianobacterias modernas fue envuelto por un eucariota heterotrófico (un método de alimentación llamado fagocitosis). Algo salió mal durante este proceso y la célula procariota no fue digerida. En cambio, quedó atrapada dentro de la célula eucariota. Continuó fotosintetizando, produciendo azúcares que resultaron en un aumento de la aptitud para su huésped. Durante un largo periodo de tiempo, los genes se transfirieron eventualmente entre el procariota y el núcleo eucariota y se formó un orgánulo: el cloroplasto.

    Endosimbiosis primaria, un eucariota heterótrofo envuelve un procariota fotosintético
    Figura\(\PageIndex{3}\): Este diagrama muestra una célula procariota en el extremo izquierdo. En el paso uno, esta célula es engullida por una célula eucariota. En el paso dos, vemos la célula procariota atrapada dentro de la célula eucariota, aunque todavía se ve igual que antes de ser engullida. Está rodeado por una membrana del eucariota (línea punteada). En el paso tres, probablemente después de un largo periodo de evolución y etapas intermedias, vemos un cloroplasto completamente formado con dos membranas. Obras de Nikki Harris CC BY-NC con etiquetas agregadas por Maria Morrow.

    Endosimbiosis Secundaria

    Muchos grupos no relacionados de organismos fotosintéticos obtuvieron la capacidad de fotosintetizar mediante un proceso llamado endosimbiosis secundaria. Esto es similar a la endosimbiosis primaria, excepto que el organismo que se engulle es un eucariote fotosintético (cuyos cloroplastos fueron el resultado de la endosimbiosis primaria en algún lugar de su historia evolutiva). Por ejemplo, las algas pardas y las diatomeas son ambas el resultado de un evento endosimbiótico secundario en el que un heteroconte heterotrófico (ver Capítulo 5.2 Moldes de Agua) envolvió un alga roja.

    Endosimbiosis secundaria, un eucariota heterotrófico envuelve a un eurcariota fotosintético
    Figura\(\PageIndex{4}\): En el diagrama anterior, vemos un eucariota fotosintético unicelular con un cloroplasto de 2 membranas. En el paso uno, este organismo es envuelto por un eucariota heterótrofo. En el paso dos, vemos el organismo fotosintético dentro del organismo heterótrofo. En el paso tres, el organismo fotosintético original se ha reducido a un cloroplasto con 4 membranas. Obras de Nikki Harris CC BY-NC con etiquetas agregadas por Maria Morrow.

    • 2.1: Cianobacterias
      Las cianobacterias son un grupo dentro del dominio Las bacterias que realizan fotosíntesis oxigénica están relacionadas con los cloroplastos en las plantas. A menudo se encuentran en relaciones mutualistas fijando nitrógeno.
    • 2.2: Nódulos radiculares
      Los nódulos radiculares son una forma de mutualismo entre bacterias y raíces de plantas

    This page titled 2: Procariotas is shared under a CC BY-NC 4.0 license and was authored, remixed, and/or curated by Maria Morrow (ASCCC Open Educational Resources Initiative) .