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El blog de fergonpacheco

CELULA MICROBIANA..

9 Julio 2009 , Escrito por fergonpacheco

La célula (del latín cellula, diminutivo de cella, hueco) es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares

            Existen fundamentalmente dos clases de células diferentes. Las células procariotas (griego pro, antes, y karyon, nuez, núcleo; organismo con un núcleo primordial) tienen una morfología mas sencilla que las eucariotas y carecen de un núcleo delimitado por una membrana. Todas las bacterias son procariotas. Por el contrario las células eucariotas (griego eu, verdadero, y kayron, nuez, núcleo) poseen un núcleo rodeado por una membrana; son mas complejas y generalmente mayores que las procariotas. Las algas, hongos, protozoos, las plantas superiores y los animales tienen células eucariotas.

 

Células procariotas.

 

Tamaño, forma y agrupamiento.

            La mayoría de las bacterias conocidas presentan forma de coco o de bacilo. Los cocos son células casi esféricas. Pueden existir como células individuales, pero se asocian también en agrupaciones características que son útiles para identificar a las bacterias.

La otra forma común bacteriana es el bastoncillo, denominado bacilo. Bacillus megaterium es el ejemplo clásico de una bacteria con forma de bastoncillo. Los bacilos varían considerablemente en la proporción entre longitud y diámetro, siendo los cocobacilos tan cortos y anchos que parecen cocos.

Muchas bacterias poseen una forma semejante a bacilos largos retorcidos como espirales o hélices; se deniminan espirilos si son rigidos, y espiroquetas cuando son flexibles.

Finalmente, algunas bacterias pueden presentar formas variables; se denomina pleomorficas .

En conjunto, el grupo bacteriano también varia en tamaño como en forma. Las mas pequeñas (Genero Mycoplasma) tienen aproximadamente 0.3µm de diámetro, casi el tamono de los virus mas grandes (poxvirus). Las nanobacterias o ultramicrobacterias tienen un diámetro aproximado de entre 0.2µm y menos 0.05µm. Escherichia coli, bacilo de tamaño medio, mide 1.1-1.5µm de ancho y 2.0-6.0µm de largo. Algunas bacterias son bastante grandes; la cianobacteria Oscillatoria tiene un diámetro de casi 7µm (el mismo que un eritrocito), y algunas espiroquetas pueden alcanzar un diámetro de 500µm.

Estructuras celulares

            Las células procariotas contienen numerosas estructuras. Además, existen diferencias significativas entre cada genero y pared celular de las células Gram negativas y Gram positivas. Sin embargo, a pesar de estas variaciones, se puede considerar que las células procariotas son constantes en su estructura fundamental y en la presencia de ciertos componentes fundamentales.

 

Membrana de la célula procariota

            Las membranas son componentes imprescindibles para todos los organismos vivos. La células procariotas están limitadas por una pared celular químicamente compleja. Separada de esta por un espacio periplasmico, se sitúa la membrana plasmática. La célula procariota no contiene orgánulos internos rodeados por membranas internas rodeados por membrana, su interior parece morfológicamente muy simpe. 

            Las células deben interactuar recíprocamente con su ambiente de forma selectiva, tanto si se trata del medio interno de un organismo multicelular como de un medio externo , menos protegido y mas variable. Las células no deben ser solo capaces de tomar nutrientes y eliminar residuos, si no también de mantener su interior en u estado constante, muy organizado frente a cambios externos.

            La Membrana plasmática rodea el citoplasma de las células procariotas y eucariotas. Esta membrana es el punto clave de contacto con el entorno celular y, por ello, es responsable de gran parte de su relación con el mundo exterior. La membrana plasmática contiene tanto proteínas como lípidos aunque las proteínas exactas de unas y otras varían ampliamente. Las membranas plasmáticas presentan una proporción más alta de proteínas que las eucariotas, probablemente debido a las numerosas funciones realizan. La mayoría de los lípidos asociados a membranas son estructuralmente asimétricos, con extremos polares hidrofílicos y no polares hidrofóbicos. Esta propiedad de los lípidos les confiere la capacidad de formar membranas en bicapa. Muchos de estos lípidos anfipáticos son fosfolipidos.  Las membranas bacterianas se diferencian normalmente de las eucariotas en que carecen de esteroles, como el colesterol. Sin embargo, muchas membranas bacterianas contienen moléculas pentaciclicas, tipo esteroles, denominados hopanoides.

            Por lo tanto la membrana plasmática sirve como barrera selectiva, frontera mecánica de la célula, transporte de nutrientes y residuos, localización de muchos procesos metabólicos, detección de señales ambientales quimiotacticas.  

 

La Pared celular. En los procariotas es una estructura rígida que envuelve la membrana citoplasmática, responsable de la forma de la célula y de su protección contra la lisis osmótica.

Bacterias Gram-positivas: la pared celular de esas bacterias está compuesta de muchas capas de una macromolécula denominada peptidoglicano (disacáridos ligados a polipéptidos) y ácidos teicóicos (constituídos por alcohol y fosfato).
Bacterias Gram-negativas: la pared celular está representada por una fina capa de peptidoglicano situada en medio de dos capas lipoprotéicas. La capa externa además de lipoproteínas, tiene lipopolisacáridos y fosfolípidos.
Los procariotas pueden presentar estructuras externas en la parede celular. Las células bacterianas pueden contener: glicocálix, un polímero gelatinoso compuesto por polisacáridos y/o polipéptidos (cápsula); flagelo, un largo filamento responsable de la movilidad celular; filamentos axiales (endoflagelo); fímbrias, que son filamentos menores y más finos que los flagelos, cuya principal función es la adherencia; y pili, más largos que las fímbrias y en número de uno o dos.

La matriz citoplasmática es la sustancia situada entre la membrana plasmática y el nucleoide, esta compuesta principalmente por agua (casi el 70% es agua). La de células procariotas, a diferencia de la de eucariotas, carece de orgánulos limitados por una membrana unitaria. A menudo esta compactada con ribosomas y se encuentra muy organizada.

            Cuerpos de inclusión, granulos de material organico, visible a menudo con el microscopio de luz, se encuentran en la matriz citoplasmática. Estos cuerpos normalmente se utilizan como reserva energética y también pueden reducir la presión osmótica mediante la agrgacion de moléculas en forma de partículas.

 

            Los ribosomas, se encuentran en la matriz pero también pueden encontrarse adheridos débilmente a la membrana plasmática. Son muy complejos, compuestos por proteínas y ácido ribonucleico. Los ribosomas sintetizan proteínas destinadas a permanecer dentro de la celula, mientras que los ribosomas de la membrana plasmática elaboran proteínas que son transportadas al exterior.

            El nucleoide. El cromosoma procariotico, casi siempre constituido por un único circulo de doble cadena de DNA, esta irregularmente distribuido en esta zona amplia denominada nucleoide.

            Vacuola de gas. Hincha la célula para flotar en un medio acuoso.

            Espacio periplásmico. Contiene enzimas hidroliticas y proteínas de unión para la captura y transporte de nutrientes.

 

Células eucariotas  

            Las algas, los hongos y los protozoos son microorganismos eucariotas. Estos microorganismos son amenudeo muy complejos, interesantes por si mismos y miembros importantes del ecosistema.

            La diferencia más obvia entre las células procariotas y eucariotas radica en el uso de las membranas.

 

Estructuras celulares eucariotas

            Membrana plasmática. Limite mecánico de la célula, barrera selectivamente permeable, con sistemas de transporte, mediadora de reacciones entre células, adhesión a superficies y secreción.

            Matriz citoplasmática. Entorno para otros orgánulos, localización de muchos procesos metabólicos.

            Microfilamentos, filamentos intermedios y microtubulos. Estructura y movimiento celular, formando el citoesqueleto.

            Retículo endoplasmico. Transporte de materiales, síntesis de proteínas y lípidos.

            Ribosomas. Síntesis de proteínas. Puede estar asociado al retículo endoplasmico rugoso o libre. Algunas proteínas sintetizadas por los ribosomas libres se insertan en orgánulos como el núcleo, mitocondrias, y el cloroplasto.

            Aparato de Golgi. Selección de materiales con diversos fines, formación de lisosomas, compuesto por cisternas aplanadas y apiladas, parecidas a sacos.

            Lisosomas. Digestión intracelular, este orgánulos es sintetizado por el aparato de golgi y el retículo endoplasmico, están cubiertos por una membrana, contienen enximas capaces de digerir todo tipo de macromoléculas.

Mitocondrias. Producción de energía a través del ciclo de los acidos tricarboxilicos, transporte de electrones, fosforilacion exudativa y otras vías.

Cloroplastos. Fotosíntesis, captación de energía lumínica y captación de hidratos de carbono a partir de CO2 y agua.

Núcleo. Reposición de la información genética, centro de control celular.

Nucleolo. Síntesis de RNA ribosomal, formación de los ribosomas

Pared celular y película. Confieren fuerza y forma a la célula.

Cilios y flagelos. Dan movimiento a la célula

Vacuola. Almacen temporal, digestión (vacuolas digestivas), balance de agua (vacuolas contráctiles)

 

Genética microbiana

 

Genética.- Disciplina que estudia los mecanismos por los cuales los caracteres pasan de un organismo a otro Importancia.- La genética microbiana es importante por diversas razones:

  • El gen es la base del funcionamiento celular y la investigación básica en la genética microbiana
  • Los microorganismos son sistemas relativamente simples para estudiar los fenómenos genéticos y en consecuencia son empleados como herramienta en los intentos de descifrar los mecanismos genéticos
  • Los microorganismos se emplean para aislar y duplicar genes específicos provenientes de otros organismos con técnicas llamadas clonamiento celular
  • Los microorganismos producen muchas sustancias de valor industrial como antibióticos y las manipulaciones genéticas pueden emplearse para aumentar los rendimientos y mejorar los procesos de fabricación
  • Muchas enfermedades son producidas por microorganismos y los caracteres genéticos se encuentran detrás de estas funciones perjudiciales. Comprendiendo la genética de los microorganismos que producen enfermedad, se puede controlar más fácilmente su proliferación en el cuerpo y evitarla.

Los virus, aunque son agentes causantes de enfermedad, pueden considerarse como elementos genéticos

Estructura de los genes en procariotas y eucariotas

  • El genoma bacteriano consta de una sola molécula circular de DNA cerrada covalentemente distribuida en el interior de la célula
  • El genoma eucariótico consta de varios segmentos lineales de DNA que se encuentra en cromosomas individuales en el núcleo celular. Cada cromosoma eucariótico consta de una sola molécula de DNA unidas a proteínas llamadas histonas
  • En contraste a los procariotas, la transcripción y traducción están separados en los eucariotas, la transcripción se realiza en el núcleo y las moléculas de RNA se trasladan al citoplasma para la traducción
  • Los genes de los eucariotas se encuentran con frecuencia fragmentados, regiones no codificantes parciales separan las regiones de codificación

exones.-

región de codificación

intrones.-

regiones no codificantes

Tanto los intrones como los exones se transcriben en RNA y el RNAm funcional se forma más tarde por eliminación enzimática de las regiones no codificantes.

Un elemento genético es una partícula o estructura que contiene material genético. Se han identificado diferentes tipos de elementos genéticos y aunque el principal de ellos es el cromosoma, también se han encontrado otros que tienen funciones muy importantes en el desempeño del gen tanto en los procariotas como eucariotas.
Las dos propiedades más importantes de los elementos genéticos son:

  1. Su capacidad de autorreplicación
  2. Sus propiedades codificadoras genéticas


Cromosoma.- La organización cromosómica de los eucariotas implica una característica que no se encuentra en los procariotas: genes partidos

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