1. ¿Qué son los procariontes?
Los procariontes son organismos unicelulares y microscópicos, con un tamaño aproximado de 1–10 μm. Su nombre significa “antes del núcleo”, debido a que carecen de un núcleo rodeado por una membrana. Su material genético (ADN) se localiza en una región específica denominada nucleoide.
Existen registros fósiles de procariontes que datan de hace más de 3500 millones de años. Históricamente, Louis Pasteur demostró que los microorganismos no surgen por generación espontánea, sino que provienen de otros microorganismos ya presentes en el ambiente.
2. Estructura de una célula procariota
La arquitectura de estos organismos es eficiente y especializada:
- Cápsula o glicocálix: Es una capa externa que protege a la bacteria y facilita su adherencia a superficies.
- Pared celular: Mantiene la forma estructural y evita la lisis osmótica (que la célula estalle).
- Membrana plasmática: Controla selectivamente el intercambio de sustancias.
- Nucleoide: Contiene el ADN circular principal.
- Plásmidos: Pequeños anillos de ADN adicional que pueden portar genes de resistencia a antibióticos.
- Ribosomas: Encargados de la síntesis de proteínas.
- Fimbrias y Pilus: Las fimbrias permiten la adhesión, mientras que el pilus de conjugación facilita la transferencia de ADN.
- Flagelos: Estructuras para el movimiento compuestas por un cuerpo basal, un gancho y un filamento.
Orden básico de las capas y componentes:
Cápsula → Pared celular → Membrana → Citoplasma → Nucleoide + Plásmidos + Ribosomas
3. Reproducción y transferencia genética
Los procariontes se reproducen asexualmente mediante la fisión binaria, proceso en el cual el ADN se duplica y la célula se divide en dos células hijas idénticas. Sin embargo, poseen mecanismos de transferencia genética para aumentar su variabilidad:
- Conjugación: Transferencia de ADN entre bacterias a través de un pilus.
- Transformación: Captación de ADN libre del ambiente.
- Transducción: Transporte de ADN mediante un bacteriófago (virus).
Resumen: Conjugación = pilus | Transformación = ADN libre | Transducción = virus
4. Dominio Bacteria
La mayoría de las bacterias presentan una pared celular compuesta por peptidoglicano. Según su estructura, se clasifican mediante la tinción de Gram:
- Gram-positivas: Poseen una pared gruesa de peptidoglicano y se tiñen de color violeta.
- Gram-negativas: Tienen una capa delgada de peptidoglicano y una membrana externa; se tiñen de color rosado/rojo.
Formas y arreglos bacterianos
- Cocos: Formas esféricas.
- Bacilos: Forma de bastón.
- Espirilos: Forma helicoidal o espiral.
Los arreglos comunes incluyen: diplo- (pares), strept- (cadenas) y staph- (racimos).
5. Metabolismo bacteriano
La diversidad metabólica de las bacterias es amplia:
- Aeróbicas: Requieren oxígeno para vivir.
- Anaerobias obligadas: El oxígeno les resulta tóxico.
- Anaerobias facultativas: Pueden sobrevivir con o sin oxígeno.
- Fotoautótrofas: Utilizan la luz como fuente de energía.
- Quimioautótrofas: Obtienen energía oxidando compuestos inorgánicos.
- Quimioheterótrofas: Obtienen carbono y energía de materia orgánica.
- Saprótrofas: Descomponedores que aprovechan la materia orgánica muerta.
6. Relaciones simbióticas
Los procariontes interactúan con otros seres vivos de diversas formas:
- Mutualismo: Ambas especies se benefician (ej. bacterias intestinales o Rhizobium en leguminosas).
- Comensalismo: Una especie se beneficia sin afectar a la otra.
- Parasitismo: Una especie se beneficia perjudicando al hospedador. Las bacterias que causan enfermedades se denominan patógenas.
7. Toxinas y endosporas
Las bacterias patógenas pueden liberar toxinas, como la toxina tetánica de Clostridium tetani. Para sobrevivir a condiciones adversas, algunas bacterias forman endosporas, que son estructuras de resistencia (calor, desecación, desinfectantes) y no de reproducción.
Nota clave: Endospora = sobrevivir, NO reproducirse.
8. Antibióticos
Los antibióticos son sustancias diseñadas para inhibir o destruir bacterias. Actúan de diferentes formas:
- Inhibición de síntesis de proteínas: Ejemplos como la eritromicina y tetraciclinas.
- Afectación de la pared celular: Ejemplos como la penicilina y ampicilina.
Importante: Los antibióticos solo actúan contra bacterias, no tienen efecto sobre los virus.
9. Cianobacterias
Las cianobacterias son bacterias gram-negativas fotosintéticas. Realizan fotosíntesis oxigénica, liberando O₂ a la atmósfera. Algunas desarrollan heterocistos, células especializadas en la fijación del nitrógeno (N₂), y pueden asociarse con hongos para formar líquenes.
10. Dominio Archaea
Las arqueas son procariontes que se distinguen de las bacterias por la ausencia de peptidoglicano en su pared celular. Sus membranas poseen lípidos con enlaces éter, lo que les otorga estabilidad en ambientes extremos. Evolutivamente, están más emparentadas con los eucariontes.
Principales tipos de arqueas:
- Halófilos: Habitan ambientes hipersalinos (ej. Mar Muerto). Algunas usan bacteriorrodopsina (pigmento púrpura).
- Termoacidófilos: Viven en condiciones de alta temperatura (más de 80 °C) y acidez, como géiseres.
- Metanógenos: Anaerobios obligados que producen metano (CH₄), presentes en pantanos y tractos digestivos.
Además de los ambientes extremos, las arqueas habitan en suelos y océanos, desempeñando roles cruciales en ciclos biogeoquímicos como el del nitrógeno.