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Célula procariota

 

Su componente fundamental es el agua, que puede alcanzar el 90% (células jóvenes) o el 70% (para el caso de células viejas), además tenemos proteínas, lípidos y carbohidratos. La composición cuantitativa de la célula, varía a lo largo del ciclo de vida de la misma. Tienen una barrera que las aísla del medio externo, es la denominada membrana celular, plasmática o citoplásmica. Esta membrana separa, delimita la célula y es por donde van a pasar los diferentes nutrientes que necesita la célula. Si únicamente existiera esta membrana, las bacterias dependerían de la presión osmótica del medio en que vivieran, ya que, es bastante débil. Entraría entonces el agua en la célula por ser mayor la concentración de soluto dentro de la célula, y estallaría. Para evitar esto, se ha desarrollado otra estructura externa a esta membrana plasmática: la pared celular, presente en todas las células procariotas (excepto en los micoplasmas). También hay pared celular en células eucariotas (células vegetales), aunque su composición es diferente, también los hongos y algas. Por el contrario, carecen de pared celular los metazoos y las células animales, que tienen otros mecanismos frente a la osmosis. La pared celular da forma y estabilidad a la bacteria. Si se elimina (mediante tratamientos químicos), se obtiene un protoplasto, que debe mantenerse en un medio isotónico para que no estalle. Externamente a la pared celular, puede haber una estructura llamada cápsula o glicocálix, que tiene diferentes composiciones en las diferentes bacterias que la tienen. Suele estar relacionada con la patogeneidad de la bacteria. No es una estructura esencial. También hacia el exterior, puede presentar estructuras filamentosas, que pueden ser: LARGAS, flagelos. Otorgan movilidad a las bacterias. CORTAS, pelos, pili o fimbrias. Aparecen en mayor número que los flagelos. No intervienen en la movilidad, sino que está relacionados con la recombinación genética. En el interior de la célula no existen sistemas membranosos, sólo se observan
invaginaciones de la membrana plasmática (sobre todo en la zona central). MESOSOMAS, desaparecen al quitar la pared celular, son importantes porque sostienen el DNA en la replicación. No hay membrana nuclear. Se pueden observar algunas vesículas (sin membrana, con 3 capas, sólo con membrana proteica), que dependiendo de lo que lleven se llaman de una forma u otra. CÁPSULA: Capa externa a la pared celular (también es una capa mucilaginosa). Está compuesta por una sustancia gelatinosa que se observa con tinción negativa, aunque su composición varía según el tipo de microorganismos. Formada también por polisacáridos (las externas fijan cierto microorganismo patógeno a tejidos específicos).
Su presencia está relacionada con la patogeneidad, y hace mucho más difícil la acción de las células fagocíticas del sistema inmunológico. Algunas bacterias desarrollan el glicocalix cuando viven en medio de sacarosa, formando dextranos, y estos dextranos son los responsables de las caries. Además, favorecen la resistencia a componentes antibacterianos. PARED CELULAR: Es la responsable de la estructura de la célula, ya que la membrana plasmática no es suficientemente rígida para controlar la presión osmótica del interior. Su componente principal es la mureína = peptidoglicano = glicopéptido. Este componente
es una estructura formada por largas cadenas de aminoazúcares (N-acetilglucosamina y Nacetilmurámico)
Del N-acetilmurámico cuelga una estructura de tetrapéptido con 4 aminoácidos (Lalanina, ácido D-glutámico, ácido mesodiaminopimélico con ácido D-alanina). La cadena se une a otras por un enlace peptídico al ácido diaminopimélico con la D - alanina terminal de otra cadena. En las bacterias GRAM + unión a través de un puente de 5 glicinas. El ácido diaminopimélico se sustituye por la L-Lys en algas.
GRAM- unión directa en los aminoácidos. Las GRAM +, forman una capa de mureína más gruesa, con muchas uniones (90%), mientras que en las bacterias GRAM - sólo constituyen el 5-20% de la pared.
Podemos diferenciar las GRAM + y -, ya que las GRAM + se tiñen todas con colorante y, al decolorar durante 5' con alcohol no se decolora por completo, mientras que en las GRAM - si se puede.
El peptidoglicano forma un componente que está presente en todas las eubacterias. En las GRAM -, la estructura de la pared es mucho mayor en cuanto a la complejidad (tiene una pared mucho menor, 5-10%) y por encima de esta capa de mureína tiene una estructura más compleja, que se denomina lipopolisacárido, formado por una doble capa de fosfolípidos (ambos tienen diferentes estructuras). La parte interna es la que se denomina Lp A, que es una región hidrófoba y que en lugar de los ácidos grasos típicos; tienen ácidos grasos no saturados. Unido a la Lp A hay una región celular denominada core
formado por uniones de azúcares que son relativamente raros. FLAGELOS: Son estructuras externas a la pared celular, muy largas y finas, que tienen finalidad motora. Tienen diferentes partes: - filamento axial, es el filamento que sale a la superficie. Está compuesto por proteínas denominadas flagelinas, compuestas de aminoácidos que presentan una composición rara, pocos aminoácidos aromáticos pero los mayoritarios son ácido aspártico o glutámico. - gancho, estructura con esa forma, próximo a la pared celular. Está formado también por flagelina. - Cuerpo basal, hacia el interior. Es una estructura compleja, formada por una serie de anillos que se sujetan en la pared celular. En las bacterias GRAM + existen sólo 2 anillos, que se localizan dentro de los péptido glicanos. En las GRAM- existen 2 pares de anillos. El movimiento del flagelo se produce cuando se mueven en sentido contrario los discos, tienen que estar más sujetos, en las GRAM+ sólo con dos se anclan bien (más gruesa) pero en las GRAM - se necesitan más discos para que les de buena fijación. Para que el flagelo sea funcional, necesita ser lo suficientemente largo. Además, es indispensable para el movimiento.
Otras estructuras filamentosas son las FIMBRIAS, PELOS O PILI: no intervienen en la movilidad. Existen diferentes tipos, aunque de algunos no se conoce aún la función (pueden facilitar la adhesión a células de tejidos determinados). Están constituídos por proteínas llamadas pilinas. Algunos de estos están relacionados con procesos de material genético, como la conjugación, existe contacto físico entre 2 células, y se realiza por la unión de una de estas estructuras con otra bacteria. A través de ella pasa un trozo de material genético a la otra célula. MEMBRANA CELULAR: Lo que delimita a la célula. Es una estructura delgada (más o menos 8 nm de ancho) que separa la célula del exterior. Al principio se observó que existían células con estructuras que tenían aspecto de triple capa (2 claras y 1 interna oscura), estructura trilaminar o unidad de membrana. FUNCIÓN DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA: Transporte de nutrientes o producción de desechos. Hay una necesidad de ser atravesada por sustancias nutritivas y de desecho. Si la membrana no pudiera transportar y fuera sólo permeable, como en el interior hay una mayor concentración de solutos, por osmosis el agua tendería a entrar (provocando una explosión de la célula). Existen así unas proteínas que ayudan en el transporte: proteínas de transporte. En el interior de la membrana (en procariotas) existen prolongaciones o invaginaciones de la propia membrana hacia el interior, son los denominados MESOSOMAS.
Estas estructuras tienen diferentes localizaciones:
- Zonas centrales y laterales generalmente.
- Normalmente son más numerosas en GRAM + que en GRAM -.
CENTRALES: participan en la reproducción de la célula, ayudando en la duplicación del ADN y en la formación del septo que divide a la célula en dos.
LATERALES: son el lugar de formación de enzimas que produce la célula, y que son expuestas al exterior. Es en uno de estos mesosomas donde se ha detectado la producción de una enzima, (beta-lactanasa=penicilanasa) que da resistencia a la penicilina.
También pueden tener pigmentos fotosintéticos, tilacoides, que se piensa que son comparables a cloroplastos de eucariotas, los responsables de la fotosíntesis.

ENDOSPORA O ESPORA BACTERIANA: Son las formas de resistencia de algunas bacterias, principalmente, Bacilus, Clostrictium y las GRAM+. Se forma cuando la célula bacteriana comienza a percibir que se le agotan los nutrientes. Lo primero que hace es adquirir mayor movilidad, para lo cual sintetiza más
flagelos (con lo que puede desplazarse para buscar nuevos alimentos). Después, comienza la formación de la endospora, que tiene una duración totalmente determinada.

 

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