4.1A: Características de las células procariotas

Un procariota es un organismo simple, unicelular que carece de un núcleo organizado u otro orgánulo unido a la membrana.

Objetivos de aprendizaje

• Describir la estructura de las células procariotas

Puntos Clave

• Los procariotas carecen de un núcleo organizado y otros orgánulos unidos a la membrana.
• El ADN procariota se encuentra en una parte central de la célula llamada nucleoide.
• La pared celular de un procariota actúa como una capa extra de protección, ayuda a mantener la forma celular y previene la deshidratación.
• El tamaño de las células procariotas varía de 0.1 a 5.0 μm de diámetro.
• El pequeño tamaño de los procariotas permite una rápida entrada y difusión de iones y moléculas a otras partes de la célula al tiempo que permite una rápida eliminación de los productos de desecho fuera de la célula.

Términos Clave

• eucariotas: Tener células complejas en las que el material genético se organiza en núcleos unidos a membrana.
• procariota: De células, carentes de núcleo.
• nucleoide: la región de forma irregular dentro de una célula procariota donde se localiza el material genético

Componentes de las células procariotas

Todas las celdas comparten cuatro componentes comunes:

1. una membrana plasmática: una cubierta externa que separa el interior de la célula del entorno circundante.
2. citoplasma: un citosol gelatinoso dentro de la célula en el que se encuentran otros componentes celulares
3. ADN: el material genético de la célula
4. ribosomas: donde ocurre la síntesis de proteínas

Figura: Estructura general de una célula procariota: Esta figura muestra la estructura generalizada de una célula procariótica.Todos los procariotas tienen ADN cromosómico localizado en un nucleoide, ribosomas, una membrana celular y una pared celular.Las otras estructuras mostradas están presentes en algunas, pero no todas, bacterias.

Sin embargo, los procariotas difieren de las células eucariotas de varias maneras.

Un procariota es un organismo simple, unicelular (unicelular) que carece de un núcleo organizado o de cualquier otro orgánulo unido a la membrana. En breve llegaremos a ver que esto es significativamente diferente en eucariotas. El ADN procariota se encuentra en una parte central de la célula: el nucleoide.

La mayoría de los procariotas tienen una pared celular de peptidoglicano y muchos tienen una cápsula de polisacárido. La pared celular actúa como una capa extra de protección, ayuda a la célula a mantener su forma y evita la deshidratación. La cápsula permite que la célula se adhiera a las superficies de su entorno. Algunos procariotas tienen flagelos, pili o fimbrias. Los flagelos se utilizan para la locomoción. Los pili se utilizan para intercambiar material genético durante un tipo de reproducción llamado conjugación. Las fimbrias son utilizadas por las bacterias para unirse a una célula hospedadora.

Tamaño de Celda

Con 0.1 a 5.0 μm de diámetro, las células procariotas son significativamente más pequeñas que las células eucariotas, las cuales tienen diámetros que van de 10 a 100 μm. El pequeño tamaño de los procariotas permite que los iones y las moléculas orgánicas que ingresan en ellos se difundan rápidamente a otras partes de la célula. Del mismo modo, cualquier residuo producido dentro de una célula procariota puede difundirse rápidamente. Este no es el caso en las células eucariotas, que han desarrollado diferentes adaptaciones estructurales para potenciar el transporte intracelular.

Figura: Tamaño microbiano: Esta figura muestra los tamaños relativos de microbios en una escala logarítmica (recordemos que cada unidad de aumento en una escala logarítmica representa un aumento de 10 veces en la cantidad que se mide).

El tamaño pequeño, en general, es necesario para todas las células, ya sean procariotas o eucariotas. Examinemos por qué es así. Primero, consideraremos el área y el volumen de una celda típica. No todas las celdas son de forma esférica, pero la mayoría tienden a aproximarse a una esfera. Quizás recuerdes de tu curso de geometría de secundaria que la fórmula para el área superficial de una esfera es 4πr ², mientras que la fórmula para su volumen es 4/3πr ³. Así, a medida que aumenta el radio de una celda, su superficie aumenta a medida que el cuadrado de su radio, pero su volumen aumenta a medida que el cubo de su radio (mucho más rápidamente). Por lo tanto, a medida que una celda aumenta de tamaño, su relación superficie a volumen disminuye. Este mismo principio se aplicaría si la celda tuviera la forma de un cubo. Si la célula crece demasiado grande, la membrana plasmática no tendrá suficiente área de superficie para soportar la velocidad de difusión requerida para el aumento del volumen. En otras palabras, a medida que una célula crece, se vuelve menos eficiente. Una forma de ser más eficiente es dividir; otra forma es desarrollar orgánulos que realicen tareas específicas. Estas adaptaciones llevaron al desarrollo de células más sofisticadas llamadas células eucariotas.

Figura: Tamaño de la superficie de la celda: Observe que a medida que una celda aumenta de tamaño, su relación área superficial-volumen disminuye. Cuando no hay suficiente área de superficie para soportar el aumento del volumen de una celda, una celda se dividirá o morirá. La celda de la izquierda tiene un volumen de 1 mm3 y una superficie de 6 mm2, con una relación superficie a volumen de 6 a 1, mientras que la celda de la derecha tiene un volumen de 8 mm3 y una superficie de 24 mm2, con una relación superficie a volumen de 3 a 1.