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LibreTexts Español

1.2: Organización celular - Células procariotas y eucariotas

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    Objetivos de aprendizaje

    1. Describa brevemente por qué, en términos de diferencias en el tamaño celular, una célula eucariota es estructuralmente más compleja y compartimentada que una célula que es procariota.
    2. Cuando se le da una descripción, determinar si una célula es procariota o eucariota y explica por qué.
    3. Exponga brevemente por qué los virus no son considerados como procariotas ni eucariotas.

    Según la teoría celular, la célula es la unidad básica de la vida. Todos los organismos vivos están compuestos por una o más células. Con base en la organización de sus estructuras celulares, todas las células vivas se pueden dividir en dos grupos: procariotas y eucariotas (también deletreadas procariotas y eucariotas). Animales, plantas, hongos, protozoos y algas poseen tipos de células eucariotas. Solo las bacterias tienen tipos de células procariotas.

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    Figura\(\PageIndex{1}\): Bacterias en una Célula Epitelial Humana de Boca. Las bacterias son los pequeños puntos de color púrpura oscuro y los guiones en la célula azul claro. La masa púrpura ovalada en el centro es el núcleo de la célula epitelial.

    Las células procariotas son generalmente mucho más pequeñas y más simples que las eucariotas ic (Figura\(\PageIndex{1}\)). Las células procariotas son, de hecho, capaces de ser estructuralmente más simples debido a su pequeño tamaño. Cuanto más pequeña es una celda, mayor es su relación superficie-volumen (la superficie de una celda en comparación con su volumen).

    El área de superficie de un objeto esférico se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:

    \[S = 4\, \pi\, r^2\]

    El volumen de un objeto esférico se puede calcular usando la fórmula:

    \[V = \dfrac{4}{3}\, \pi\, r^3 \]

    Por ejemplo, una célula esférica de 1 micrómetro (µm) de diámetro -el tamaño promedio de una bacteria en forma de cocco- tiene una relación superficie-volumen de aproximadamente 6:1, mientras que una célula esférica que tiene un diámetro de 20 µm tiene una relación superficie-volumen de aproximadamente 0. 3:1.

    Una gran relación superficie-volumen, como se ve en células procariotas más pequeñas, significa que los nutrientes pueden llegar fácil y rápidamente a cualquier parte del interior de las células. Sin embargo, en la célula eucariota más grande, el área de superficie limitada en comparación con su volumen significa que los nutrientes no pueden difundirse rápidamente a todas las partes interiores de la célula. Es por eso que las células eucariotas requieren de una variedad de orgánulos internos especializados para llevar a cabo el metabolismo, proporcionar energía y transportar químicos por toda la célula. Ambos, sin embargo, deben llevar a cabo los mismos procesos de vida. Algunas características que distinguen a las células procariotas y eucariotas se muestran en la Tabla\(\PageIndex{1}\). Todas estas características serán discutidas en detalle más adelante en la Unidad 1.

    Tabla\(\PageIndex{1}\): Células eucariotas versus procariotas

    Cuerpo Nuclear

    célula eucariota

    a. El cuerpo nuclear está delimitado por una membrana nuclear que tiene poros que lo conectan con el retículo endoplásmico (ver Figura\(\PageIndex{2}\) y Figura\(\PageIndex{3}\)).
    b. Contiene uno o más cromosomas lineales pareados compuestos por ácido desoxirribonucleico (ADN) asociado a proteínas histonas).
    c. Un nucleolo está presente. El ARN ribosómico (ARNr) se transcribe y ensambla en el nucleolo.
    d. El cuerpo nuclear se denomina núcleo.

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    Una micrografía electrónica de un núcleo celular, que muestra el nucleolo teñido de oscuridad. (Dominio público; Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales de los Estados Unidos/Institutos Nacionales de Salud)

    célula procariota

    a. El cuerpo nuclear no está delimitado por una membrana nuclear (ver Figura\(\PageIndex{4}\)).
    b. Por lo general, contiene un cromosoma circular compuesto por ácido desoxirribonucleico (ADN) asociado a proteínas similares a histonas.
    c. No hay nucleolo.
    d. El cuerpo nuclear se denomina nucleoide.

    División Celular

    célula eucariota

    a. El núcleo se divide por mitosis.
    b. Las células sexuales haploides (1N) en organismos diploides o 2N se producen a través de la meiosis.

    célula procariota

    a. La célula suele dividirse por fisión binaria. No hay mitosis.
    b. Las células procariotas son haploides. La meiosis no es necesaria.

    Membrana citoplásmica, también conocida como membrana celular o membrana plasmática

    célula eucariota

    a. La membrana citoplasmática (ver Figura\(\PageIndex{2}\) y Figura\(\PageIndex{3}\)) es una bicapa fluida de fosfolípidos (ver Figura\(\PageIndex{5}\)) que contiene esteroles (ver Figura\(\PageIndex{6}\)).
    b. La membrana es capaz de endocitosis (fagocitosis y pinocitosis) y exocitosis.

    célula procariota

    a. La membrana citoplásmica (Figura\(\PageIndex{4}\)) es una bicapa fluida de fosfolípidos (Figura\(\PageIndex{5}\)) que carece de esteroles. Las bacterias generalmente contienen moléculas similares a esteroles llamadas hopanoi ds (Figura\(\PageIndex{7}\)).

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    Figura\(\PageIndex{4}\): Célula procariota (Bacillus megaterium)
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    Figura\(\PageIndex{5}\): Diagrama de una membrana citoplasmática
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    Figura\(\PageIndex{7}\): Los hopanoides tipo esterol se encuentran en la membrana citoplasmática de muchas bacterias.

    b La membrana es incapaz de endocitosis y exocitosis.

    Estructuras citoplásmicas

    célula eucariota

    a. Los ribosomas están compuestos por una subunidad 60S y una 40S que se unen durante la síntesis de proteínas para formar un ribosoma 80S.

    - Densidad de subunidades ribosómicas: 60S y 40S

    b. Están presentes orgánulos internos unidos a membrana como mitocondrias, retículo endoplásmico, aparato de Golgi, vacuolas y lisosomas (ver Figura\(\PageIndex{2}\) y Figura\(\PageIndex{3}\)).
    c. Los cloroplastos sirven como orgánulos para la fotosíntesis.
    d. Un huso mitótico involucrado en la mitosis está presente durante la división celular.
    e. Un citoesqueleto está presente. Contiene microtúbulos, micofilamentos de actina y filamentos intermedios. Estos juegan colectivamente un papel en dar forma a las células, permitiendo el movimiento celular, el movimiento de orgánulos dentro de la célula y la endocitosis, y la división celular.

    célula procariota

    a. Los ribosomas están compuestos por una subunidad 50S y una 30S que se unen durante la síntesis de proteínas para formar un ribosoma 70S. Ver Figura\(\PageIndex{8}\).

    - Densidad de subunidades ribosómicas: 50S y 30S

    b. Los orgánulos internos unidos a la membrana como mitocondrias, retículo endoplásmico, aparato de Golgi, vacuolas y lisosomas están ausentes (ver Figura\(\PageIndex{4}\))
     c. No hay cloroplastos. La fotosíntesis suele realizarse en infoldings o extensiones derivadas de la membrana citoplásmica.
    d. No hay mitosis ni huso mitótico.
    e. Los diversos filamentos estructurales del citoplasma forman colectivamente el citoesqueleto procariota. Los filamentos citoesqueléticos desempeñan un papel esencial en la determinación de la forma de una bacteria (coccus, bacilo o espiral) y también son críticos en el proceso de división celular por fisión binaria y en la determinación de la polaridad bacteriana.

    Pared celular

    célula eucariota

    a. Las células vegetales, las algas y los hongos tienen paredes celulares, generalmente compuestas de celulosa o quitina. Las paredes celulares eucariotas nunca están compuestas de peptidoglicano (ver Figura\(\PageIndex{3}\)).
    b. Las células animales y los protozoos carecen de paredes celulares (ver Figura\(\PageIndex{2}\)).

    célula procariota

    a. Con pocas excepciones, los miembros del dominio Las bacterias tienen paredes celulares compuestas por peptidoglicano (ver Figura\(\PageIndex{4}\)).
    b. Los miembros del dominio Archae tienen paredes celulares compuestas por proteína, un carbohidrato complejo o moléculas únicas que se asemejan pero no lo mismo al peptidoglicano.

    Organelos Locomotoras

    célula eucariota

    - Las células eucariotas pueden tener flagelos o cilios. Los flagelos y los cilios son orgánulos involucrados en la locomoción y en las células eucariotas consisten en una disposición distinta de microtúbulos deslizantes rodeados por una membrana. La disposición de los microtúbulos se conoce como una disposición 2X9+2 (ver Figura\(\PageIndex{9}\)).

    célula procariota

    - Muchos procariotas tienen flagelos, cada uno compuesto por una única fibrilla giratoria y generalmente no rodeada por una membrana (ver Figura\(\PageIndex{10}\)). No hay cilios.

    Organismos Representativos

    • célula eucariota: El dominio Eukarya: animales, plantas, algas, protozoos y hongos (levaduras, mohos, hongos).
    • célula procariota: El dominio Bacterias y el dominio Archae.

    Dado que los virus son acelulares- no contienen orgánulos celulares, no pueden crecer y dividirse, y no llevan a cabo un metabolismo independiente- no se consideran ni procariotas ni eucariotas. Debido a que los virus no son células y no tienen orgánulos celulares, solo pueden replicarse y ensamblarse dentro de una célula hospedadora viva. Convierten la célula huésped en una fábrica para fabricar partes virales y enzimas virales y ensamblar los componentes virales.

    Los virus, que poseen características tanto vivas como no vivas, serán discutidos en la Unidad 4. Recientemente, los virus han sido declarados como entidades vivientes con base en el gran número de pliegues proteicos codificados por genomas virales que se comparten con los genomas de las células. Esto indica que los virus probablemente surgieron de múltiples células antiguas.

    Resumen

    1. Hay dos tipos básicos de células en la naturaleza: procariotas y eucariotas.
    2. Las células procariotas son estructuralmente más simples que las células eucariotas.
    3. Cuanto más pequeña es una celda, mayor es su relación superficie/volumen.
    4. Cuanto menor sea la relación superficie a volumen, más compleja estructuralmente (compartimentada) necesita ser una célula para llevar a cabo funciones de vida.
    5. Existen diferencias fundamentales entre células procariotas y eucariotas.
    6. Las bacterias son células procariotas; los hongos, protozoos, algas, plantas y animales están compuestos por células eucariotas.
    7. Los virus no son células por lo que no son ni procariotas ni eucariotas. Pueden replicarse sólo dentro de una célula viva.

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