Procariota y Eucariota: Estructura y Funciones Celulares
Todas las células están formadas por los siguientes elementos:
Membrana Plasmática
Formada por una bicapa lipídica en cuya superficie hay proteínas. Los lípidos hacen que la membrana se comporte como una barrera aislante entre el medio acuoso intracelular y extracelular. Las proteínas son las que permiten el paso de las sustancias hidrosolubles. Las liposolubles pueden atravesar los lípidos de la membrana.
Citoplasma
Es la parte de la célula entre la membrana plasmática y el núcleo, si lo tiene. Está formada por una solución líquida llamada hialoplasma. En procariotas, el citoplasma es más sencillo al no tener orgánulos, citoesqueleto ni núcleo.
Material Genético
Formado por una o varias moléculas de ADN.
Células Eucariotas
Tienen el material genético dentro de un núcleo, que está separado del citoplasma por una doble membrana. Poseen orgánulos, muchos de los cuales son membranosos por estar rodeados por una o dos membranas. Las células de animales, vegetales y hongos son eucariotas.
Células Procariotas
No tienen núcleo ni orgánulos, excepto los ribosomas. Al no tener núcleo, su material genético está libre en el citoplasma. Las bacterias son células procariotas, ya que su tamaño es menor.
Pared Bacteriana: Estructura y Tipos
La pared bacteriana tiene peptidoglucano. La pared es rígida, lo que le da forma a la célula y le permite soportar una elevada presión osmótica. Esta rigidez se debe a la capa de peptidoglucano, formada por la repetición de un monómero construido por cuatro aminoácidos y azúcares.
Tipos de Pared Bacteriana: Gram+ y Gram-
Las bacterias reaccionan de manera diferente a la tinción de Gram, distinguiéndose dos tipos: las Gram+, que se tiñen de color azul, y las Gram-, de color rojo. Las Gram+ tienen una sola capa gruesa y muy rígida compuesta por peptidoglucano, que en su estructura reticular se une a proteínas, polisacáridos y ácidos, y contienen muy pocos lípidos. Las Gram- tienen una capa delgada de peptidoglucano y proteínas y lipoproteínas, formando una segunda capa como una membrana externa. Esta bicapa lipídica contiene una proteína llamada porina que permite su permeabilidad.
Estructuras Externas de la Pared Bacteriana
Las bacterias pueden tener:
Flagelos
Son apéndices largos y finos, de mayor longitud que la bacteria. Están formados por el filamento flagelar, el codo y la estructura basal. El filamento flagelar es trenzado de fibrillas formadas por la proteína flagelina. El codo une el filamento a la superficie de la célula. La estructura basal está compuesta por varios anillos discoidales, al menos uno con capacidad de giro.
Fimbrias
Son filamentos cortos y numerosos para adherirse a sustratos inertes o vivos.
Pili
Se parecen a las fimbrias, pero son más largos y anchos, utilizados para el intercambio de ADN con otras bacterias. Las tienen las Gram-. Las fimbrias y los pelos están formados por proteínas globulares.
Parasexualidad en Bacterias
Su reproducción es asexual, pero tienen mecanismos para intercambiar ADN con otras bacterias. Estos mecanismos de intercambio se llaman mecanismos parasexuales y hay tres tipos:
Conjugación
A través de los pili, una bacteria donadora transmite un plásmido a otra. Un plásmido es un fragmento de ADN independiente del ADN normal, de menor tamaño. La bacteria donadora tiene el llamado plásmido F, que tiene los genes para la producción de pelos sexuales. Las bacterias con plásmidos F se llaman F+ y las que no tienen F-. A veces, el plásmido puede unirse al ADN y se llama episoma. El plásmido se replica al mismo tiempo que se transfiere, y solo se transfiere una de las cadenas.
Transformación
La bacteria capta del medio, a través de su pared, un fragmento de ADN que viene de otra bacteria. Las bacterias que sufren una transformación son competentes. Esto pasa cuando una bacteria sufre una lisis, que se rompe al morir liberando su ADN, y hay bacterias capaces de coger su ADN.
Transducción
A veces, un bacteriófago, que son virus que infectan a las bacterias, coge de forma accidental ADN de la bacteria y, cuando va a infectar a otra bacteria, le transmite ese ADN.
Estructura de la Membrana: Modelo de Mosaico Fluido
La membrana es una estructura fluida y no rígida, compuesta por una doble capa de lípidos con la que se asocian moléculas proteicas que están en las dos caras de esta bicapa lipídica. Todas las moléculas se pueden mover. Se llama mosaico fluido porque las proteínas pueden desplazarse lateralmente y presenta las siguientes características: la membrana está formada por una bicapa lipídica con proteínas, las moléculas tienen las zonas polares hacia el exterior e interior. Tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse lateralmente. Los lípidos y las proteínas integrales están en mosaico. Las membranas son estructuras asimétricas en la distribución de sus componentes.
Función de las Membranas Plasmáticas
Hay tres funciones importantes:
Función de Intercambio de Sustancias
La membrana plasmática debe permitir el intercambio de moléculas para la vida celular, es decir, la entrada de nutrientes para producir el metabolismo y la salida de desechos producidos durante el metabolismo. La doble capa lipídica deja pasar con facilidad las moléculas apolares de tamaño pequeño, pero es impermeable a sustancias polares como iones. Hay sustancias polares como el agua que pueden atravesar la membrana por tener muy baja masa molecular.
Intercambio de Sustancias
Las proteínas, mediante permeabilidad selectiva, permiten el paso de sustancias polares de pequeño tamaño. El paso a través de la membrana de moléculas de pequeño tamaño se puede realizar de dos formas: por transporte pasivo, que no gasta energía, y transporte activo, que consume energía.
Transporte Pasivo
Es un proceso espontáneo porque se produce a favor del gradiente, desde el medio más concentrado hacia el menos concentrado. No consume energía. Hay varios tipos:
Difusión Simple
Ocurre cuando las moléculas son solubles en la membrana y la atraviesan directamente. La difusión simple se realiza a través de la bicapa o por canales proteicos. Los lípidos pasan a través de la bicapa y los iones pasan a través de proteínas canal, que son proteínas transmembranosas con un orificio o canal por donde pasan los iones. Estos canales están cerrados hasta que reciben una señal. Estas señales pueden ser sustancias químicas, como hormonas, que se unen a una proteína canal y esta unión produce la apertura del canal.
Difusión Facilitada
Ocurre cuando las moléculas no son solubles en la membrana. Se transportan moléculas polares como aminoácidos con la intervención de proteínas específicas para cada sustrato, que lo arrastran hacia dentro o fuera de la célula. Son las llamadas proteínas transportadoras o permeasas. Se diferencia de la difusión a través de canales porque tiene mayor especificidad, lo que permite el transporte de moléculas más grandes.