Todos los organismos derivan de una célula ancestral primitiva que, tras evolucionar, dio origen a las células procariotas, pequeñas y de estructura muy simple y, posteriormente, a células eucariotas más complejas.
1) LA CÉLULA PROCARIOTA:
-Carece de núcleo e incluye diversos tipos de bacterias:
a)arqueobacterias: bacterias anaerobias.
b)eubacterias: bacterias fotosintéticas y cianofíceas.
-Tamaño medio: 1-10 milimicras.
-Forma: alargada o esférica, generalmente.
-Rodeando a la membrana plasmática presentan una envoltura externa llamada pared celular.
-La membrana posee unas invaginaciones hacia el interior, llamadas mesosomas.
-Algunas bacterias poseen una cápsula que rodea a la pared bacteriana.
-En la superficie de muchas bacterias aparecen estructuras filamentosas, las fimbrias o pelos, y los flagelos, cuya función es locomotora.
-El interior celular no presenta compartimentos (sin orgánulos, a excepción de ribosomas).
-En general, se reproducen asexualmente, por bipartición (fisión binaria), y lo hacen a gran velocidad en condiciones óptimas (pueden dividirse cada 20 minutos, originando 5.000 millones de células en aproximadamente 10 horas).
-El material genético lo constituye una molécula de ADN circular o genoma bacteriano (genóforo), anclado en un punto de la membrana plasmática.
2) LA CÉLULA EUCARIOTA:
-Células de mayor tamaño (10 a 100 milimicras).
-Posee un núcleo rodeado por una doble membrana: envuelta nuclear. El núcleo está constituido por ADN asociado a histonas que forman la cromatina.
-Reproducción por mitosis y meiosis.
-Su característica principal es la compartimentación del citoplasma, de modo que las distintas funciones quedan circunscritas a diferentes zonas de la célula.
-El espacio existente entre la doble membrana nuclear se continúa con la extensa red de canales que atraviesa todo el citoplasma de la célula: es el retículo endoplasmático (RE), cuyas membranas sintetizan lípidos.
Una parte del retículo está recubierta de ribosomas (RER) que sintetizan proteínas y las vierten al interior de éste, desde son transferidas al aparato de Golgi, en el cual son procesadas y transportadas a distintos lugares.
-Otros orgánulos membranosos son los lisosomas, cuya función principal es la degradación de moléculas y orgánulos.
-Las mitocondrias y cloroplastos son orgánulos de doble membana que proporcionan la energía necesaria para las actividades fisiológicas celulares.
a)las mitocondrias realizan la respiración celular (se hallan en todos los eucariotas, a excepción de algunos protozoos anaerobios)
b)los cloroplastos se hallan en células vegetales (excepción de hongos), y tienen como función principal realizar la fotosíntesis.
-El citoplasma o citosol contiene el citoesqueleto, que confiere a las células eucariotas una movilidad intracelular de la que carecen las procariotas. Está constituido por tres elementos principales: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios.
-Pared celular sólo en células vegetales.
-En la siguiente tabla se indican la principales diferencias morfológicas, estructurales y funcionales entre las células procariotas y eucariotas:
Rasgos /
estructura |
Procariotas
|
Eurocariotas
| |
Animal
|
Vegetal
| ||
| Forma | Variadas | Variadas | Variadas |
| Organización | Siempre unicelular | Uni y pluricelular | Uni y pluricel |
| Movilidad intracelular | No hay (no ciclosis) | Sí hay (ciclosis) | Sí hay (ciclosis) |
| Pared celular | Sí, pero no celulósica | No existe | Es celulósica |
| Cápsula | Puede existir | No existe | No existe |
| Glucocálix | No hay | Sí hay | No hay |
| Sistemas membranosos | No hay. En todo caso, mesosomas;tilacoides en cianobacterias. | Sí hay: RE, Golgi, lisosomas, etc. | Sí hay: RE, Golgi, lisosomas, etc. |
| Vacuolas | No hay | Hay, pequeñas | Hay, más grandes |
| Cloroplastos | No existen | No existen | Hay, excepto hongos |
| Mitocondrias | No existen | Hay, numerosas | Hay, menor número |
| Ribosomas | Los hay (70 S) | Hay (80 S) | Hay (80S) |
| Microtúbulos | No existen | Sí que hay | Sí que hay |
| Microfilamentos | Sí hay | Hay (citoesqueleto) | Hay (citoesqueleto) |
| Centríolos | No hay | Sí que hay | No hay en vegetales superiores |
| Flagelos | Hay, muy simples | Con estructura '9+2' | No hay en vegetales superiores |
| Envuelta nuclear | No hay | Doble envuelta | Doble envuelta |
| Nucleolo | No hay | Hay uno o más | Hay uno o más |
| Cromosomas | Uno (genóforo) | Más de uno | Más de uno |
| ADN | Bicatenario circular, no forma nucleosomas; presentan plásmidos. | Doble hélice lineal, forma nucleosomas; no hay plásmidos. | Doble hélice lineal, forma nucleosomas; no hay plásmidos. |
| ARNm | No hay maduración | Sí hay maduración | Sí hay maduración |
| Replicación y transcripción | En el protoplasma | En el núcleo | En el núcleo |
Traducción
| Ribosomas protoplasma | Ribosomas citoplasma | Ribosomas citoplasma |
| Reproducción | Asexual binaria. Puede haber parasexualidad | Asexual o sexual. Mitosis y meiosis | Asexual o sexual. Mitosis y meiosis |
| Respiración | Anaerobia y aerobia | Aerobia(en ocasiones fermentación) | Aerobia(en ocasiones fermentación) |
| Fotosíntesis | Anoxigénica en algunos casos. Oxigénica en cianobacterias. | No hay | Oxigénica (excepto en hongos) |
| Quimiosíntesis | En algunos casos | Nunca | Nunca |
PRIONES, VIROIDES Y VIRUS
-Existen organismos en la 'frontera de la vida', que se les podría considerar como formas regresivas por dos razones:
a)porque se cree proceden de formas más complejas, y
b)porque necesitan de otros seres vivos, con organización celular, para poder reproducirse.
Nos referimos a los priones (formados por proteínas), a los viroides (constituidos por ARN) y a los virus (integrados por un ácido nucleico y proteínas).
PRIONES
-Caracteres generales:
a)Son pequeñas partículas infecciosas (patógenos capaces de resistir a los tratamientos que inactivan a los ácidos nucleicos).
b)Están compuestos por proteínas.
c)Tienen un gran poder de asociación.
d)Poseen afinidad por las proteínas hidrófilas de las membranas celulares.
e)Tienen capacidad para producir nuevos priones (especialmente en células nerviosas).
-Hay una cierta controversia en cuanto a la presencia o ausencia de ác. nucleico en los priones:
1)Los que defienden su inexistencia (opinión más generalizada) ...
-aceptan que algún gen del ADN-huésped codifica las proteínas del prión, o que éste tiene capacidad codificadora y formadora de nuevas proteínas priónicas.
-creen que estas proteínas priónicas adquirirían una configuración espacial distinta, induciendo a las proteínas 'normales' a que también tengan la conformación priónica.
-piensan, en resumen, que los priones son capaces también de autorreplicarsedentro dentro de las células huésped.
-de cualquier modo, actualmente se sabe que en el cromosoma 20 humano se encuentra un gen que codifica las proteínas de un prión causante de una enfermedad nerviosa, el conocido síndrome de Creutzfeld-Jakob.
2)Los que defienden que existe ...
-creen que ha de ser de un peso molecular muy pequeño y, por tanto, aparece como oculto y protegido por las proteínas.
-piensan que al ser tan reducido, no poseería la información necesaria para codificar sus propias proteínas; esto implicaría que el gen que codifica a las proteínas priónicas se encuentra en el cromosoma de la célula huésped.
VIROIDES
-Son partículas infectivas de ARN monocatenario (circular o lineal) no protegidas por ningún tipo de cubierta.
El ARN puede presentar fragmentos bicatenarios por pliegues de la misma y única hebra.
-Se sabe que el viroide no actúa como ARNm que se deja traducir en proteínas por los ribosomas de la célula huésped.
-El viroide, en su replicación, aprovecha los sietmas enzimáticos de la célula huésped (como los virus). Suelen estar asociados a enfermedades de las plantas.
VIRUS
Caracteres generales
-Descubiertos a finales del siglo XIX, enseguida se puso de manifiesto su carácter infectivo (Pasteur, 1884). (La primera imagen de un virus se obtuvo en 1942 mediante microscopía electrónica).
-Tienen un tamaño que oscila entre 30 y 300 milimicras.
-Pueden autorreplicarse y están constituidos por una o varias moléculas de ácido nucleico (ADN o ARN) infectivo rodeado por una cápsula proteica llamada cápsida.
-No poseen citoplasma ni metabolismo propio. No son capaces de llevar a cabo reacciones químicas (carecen de sistemas enzimáticos), por lo que necesitan un huésped para reproducirse, utilizando su maquinaria sintética para realizar múltiples copias de sí mismos que infectan a nuevas células; es decir, son parásitos obligados.
Estructura de los virus
-Las partículas víricas se llaman viriones, y pueden estar constituidos por ácidos nucleicos, la cápsida y la envoltura.
1) Ác. nucleicos:
-Son de cadena corta y pueden ser de ADN o de ARN.
-Los de cadena lineal o circular pueden ser sencillos o dobles.
-Los virus que contienen ARN (retrovirus) tienen la capacidad de copiar, a partir de una hebra simple de ARN, una doble hélice de ADN (gracias a la retrotranscriptasa).
2) Cápsida:
-Estructura constituida por elementos proteicos llamados capsómeros, agregados en torno al ác.nucleico.
-Hay distintos tipos de cápsidas con diferentes formas geométricas: helicoidal, icosaédrica y compleja.
-Los que poseen cápsida compleja infectan a las bacterias y se llaman bacteriófagos. Poseen cabeza, cola y sistema de anclaje.
3) Envoltura:
-Está constituida por una bicapa lipídica en la que puede haber alguna proteína integral, encargada de la unión del virus a la célula que va a parasitar (infectar).
-Según la presencia o ausencia de envoltura, los virus se clasifican en:
a)virus animales: con envoltura.
b)virus vegetales y bacteriófagos: sin envoltura o desnudos.
Ciclo vital de un fago
-Los virus realizan las siguientes fases en su ciclo de multiplicación:
1)Entrada en el citoplasma de la célula huésped.
2)Reproducción de las partículas víricas (viriones).
3)Salida de los virus al exterior de la célula infectada.
-Presentan una característica muy peculiar en su reproducción: la síntesis de cada uno de sus componentes se da por separado y, posteriormente, se produce el ensamblaje entre ellos.
-Para estudiar el ciclo vital tomaremos el caso de un bacteriófago (virus complejo):
1) Fase de fijación o adsorción:
El ciclo se inicia con esta fase, en la que el virus se une a un receptor específico situado sobre la cubierta de la cápsula de la bacteria.
2) Fase de penetración:
En esta fase, únicamente es inyectado el ácido nucleico del virus (ADN) en el interior de la bacteria. A partir de este momento, el virus puede seguir dos ciclos diferentes:
a) Ciclo lítico:
El ADN del virus sirve de molde para formar los ARNm, que serán los encargados de sintetizar las proteínas de la cápsida y de obtener muchas copias del ác.nucleico del virus.
Cuando se han sintetizado cantidades suficientes, comienza el ensamblaje de las partículas víricas, de tal forma que el ác.nucleico se rodea de las proteínas de la cápsida y la bacteria se lisa, liberando gran cantidad de bacteriófagos.
b) Ciclo lisogénico:
El genoma del virus queda integrado en el genóforo bacteriano, de tal forma que no expresa sus genes y se replica junto al de la bacteria.
En este estado se habla de virus atenuado o profago.
Si la bacteria que contiene el profago sufre alguna alteración (exposición a radiación ultravioleta, por ejemplo), el virus integrado en el genoma bacteriano sale de éste y comienza el ciclo lítico.
-Aunque los virus vegetales (desnudos) son los más desconocidos, se sabe que el ciclo vital de cada virus animal (con envoltura) es distinto y específico.
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