En nuestro artículo consideraremos la estructura de procariotas y eucariotas. Estos organismos difieren significativamente en el nivel de organización. Y la razón de esto son las peculiaridades de la estructura de la información genética.
Características de la estructura de las células procariotas
Los procariotas son todos los organismos vivos cuyas células no contienen núcleo. De los representantes de los cinco reinos modernos de la naturaleza viva, solo uno les pertenece: las bacterias. Los procariotas que estamos considerando también incluyen algas verdeazuladas y arqueas.
A pesar de la ausencia de un núcleo formado en sus células, contienen material genético. Esto le permite almacenar y transmitir información hereditaria, pero limita la variedad de métodos de reproducción. Todos los procariotas se reproducen dividiendo sus células en dos. No son capaces de mitosis y meiosis.
Estructura de procariotas y eucariotas
Las características estructurales de procariotas y eucariotas que las distinguen son bastante significativas. Además de la estructura del material genético, esto también se aplica a muchos orgánulos. Los eucariotas, que incluyen plantas, hongos y animales, contienen en el citoplasmamitocondrias, complejo de Golgi, retículo endoplásmico, muchos plástidos. Los procariotas no los tienen. La pared celular, que ambos tienen, difiere en su composición química. En las bacterias, se compone de carbohidratos complejos, pectina o mureína, mientras que en las plantas se basa en celulosa y en hongos, quitina.
Historial de descubrimientos
Los científicos no conocieron las características de la estructura y la vida de los procariotas hasta el siglo XVII. Y esto a pesar de que estas criaturas han existido en el planeta desde sus inicios. En 1676, su creador Anthony van Leeuwenhoek los examinó por primera vez a través de un microscopio óptico. Como todos los organismos microscópicos, el científico los llamó "animales". El término "bacteria" apareció solo a principios del siglo XIX. Fue propuesto por el famoso naturalista alemán Christian Ehrenberg. El concepto de "procariotas" surgió más tarde, en la era de la creación del microscopio electrónico. Y al principio, los científicos establecieron el hecho de las diferencias en la estructura del aparato genético de las células de diferentes criaturas. E. Chatton en 1937 propuso combinar organismos en dos grupos según esta característica: pro y eucariotas. Esta división existe hasta el día de hoy. En la segunda mitad del siglo XX, se descubrió una distinción entre los propios procariontes: arqueas y bacterias.
Características del aparato de superficie
El aparato de superficie de los procariotas consta de una membrana y una pared celular. Cada una de estas partes tiene sus propias características. Su membrana está formada por una doble capa de lípidos y proteínas. procariotas,cuya estructura es bastante primitiva, tienen dos tipos de estructura de la pared celular. Por lo tanto, en las bacterias grampositivas, se compone principalmente de peptidoglucano, tiene un grosor de hasta 80 nm y está estrechamente adyacente a la membrana. Un rasgo característico de esta estructura es la presencia en ella de poros a través de los cuales penetran varias moléculas. La pared celular de las bacterias gramnegativas es muy delgada, hasta un máximo de 3 nm. No se adhiere firmemente a la membrana. Algunos representantes de los procariotas también tienen una cápsula mucosa en el exterior. Protege a los organismos de la desecación, el daño mecánico y crea una barrera osmótica adicional.
Orgánulos procariotas
La estructura de la célula de procariotas y eucariotas tiene sus propias diferencias significativas, que consisten principalmente en la presencia de ciertos orgánulos. Estas estructuras permanentes determinan el nivel de desarrollo de los organismos en su conjunto. La mayoría de ellos están ausentes en los procariotas. La síntesis de proteínas en estas células se produce por los ribosomas. Los procariotas acuáticos contienen aerosomas. Son cavidades de gas que proporcionan flotabilidad y regulan el grado de inmersión de los organismos. Solo los procariotas contienen mesosomas. Estos pliegues de la membrana citoplasmática ocurren solo durante el uso de métodos de fijación química durante la preparación de células procarióticas para microscopía. Los orgánulos de movimiento de bacterias y arqueas son los cilios o flagelos. Y la fijación al sustrato se realiza bebiendo. Estas estructuras formadas por cilindros de proteína también se denominan vellosidades y fimbrias.
Qué es un nucleoide
Pero la diferencia más significativa es la estructura del gen de procariotas y eucariotas. Todos estos organismos poseen información hereditaria. En eucariotas, se encuentra dentro del núcleo formado. Este orgánulo de dos membranas tiene su propia matriz llamada nucleoplasma, envoltura y cromatina. Aquí no solo se lleva a cabo el almacenamiento de información genética, sino también la síntesis de moléculas de ARN. En los nucléolos, posteriormente forman subunidades de ribosomas, orgánulos responsables de la síntesis de proteínas.
La estructura de los genes procarióticos es más simple. Su material hereditario está representado por el nucleoide o región nuclear. El ADN en procariotas no está empaquetado en cromosomas, sino que tiene una estructura circular cerrada. El nucleoide también contiene ARN y moléculas de proteína. Estos últimos tienen una función similar a las histonas eucariotas. Participan en la duplicación del ADN, la síntesis del ARN, la reparación de estructuras químicas y la rotura de ácidos nucleicos.
Características de la actividad vital
Los procariotas, cuya estructura no es compleja, llevan a cabo procesos vitales bastante complejos. Esto es nutrición, respiración, reproducción de su propia especie, movimiento, metabolismo … ¡Y solo una célula microscópica es capaz de todo esto, cuyo tamaño varía hasta 250 micrones! Así que solo se puede hablar de primitivismo relativamente.
Las características de la estructura de los procariotas determinan los mecanismos de su fisiología. Por ejemplo, son capaces de recibir energía de tres formas. El primero esfermentación. Lo llevan a cabo algunas bacterias. Este proceso se basa en reacciones redox, durante las cuales se sintetizan moléculas de ATP. Este es un compuesto químico, durante la división del cual se libera energía en varias etapas. Por eso, no en vano se le llama “batería de celda”. La siguiente forma es respirar. La esencia de este proceso es la oxidación de sustancias orgánicas. Algunos procariotas son capaces de realizar la fotosíntesis. Algunos ejemplos son las algas verdeazuladas y las bacterias moradas, que contienen plástidos en sus células. Pero las arqueas son capaces de realizar la fotosíntesis sin clorofila. Durante este proceso, el dióxido de carbono no se fija, sino que se forman directamente moléculas de ATP. Entonces, en esencia, esta es la verdadera fotofosforilación.
Tipo de comida
Las bacterias y las arqueas son procariotas, cuya estructura les permite llevar a cabo diferentes formas de alimentación. Algunos de ellos son autótrofos. Estos mismos organismos sintetizan sustancias orgánicas durante la fotosíntesis. Las células de tales procariotas contienen clorofila. Algunas bacterias obtienen energía al descomponer ciertos compuestos orgánicos. Su tipo de nutrición se llama quimiotrófica. Los representantes de este grupo son las bacterias de hierro y azufre. Otros absorben solo compuestos preparados. Se llaman heterótrofos. La mayoría de ellos llevan una forma de vida parasitaria y viven solo dentro de las células de otras criaturas. Una variedad de este grupo también son saprotrofos. Se alimentan de productos de desecho omateria orgánica en descomposición. Como puede ver, la forma en que se alimentan los procariotas es bastante diversa. Este hecho contribuyó a su amplia distribución en todos los hábitats.
Formas de reproducción
Los procariontes, cuya estructura está representada por una célula, se reproducen dividiéndola en dos partes o brotando. Esta característica también se debe a la estructura de su aparato genético. El proceso de fisión binaria está precedido por la duplicación o replicación del ADN. En este caso, la molécula de ácido nucleico se desenrolla primero, después de lo cual cada hebra se duplica según el principio de complementariedad. Los cromosomas formados como resultado de esto divergen hacia los polos. Las células aumentan de tamaño, se forma una constricción entre ellas y luego se produce su aislamiento final. Algunas bacterias también son capaces de formar células que se reproducen asexualmente: esporas.
Bacterias y arqueas: características distintivas
Durante mucho tiempo, las arqueas, junto con las bacterias, fueron representantes del Reino de Drobyanka. De hecho, tienen muchas características estructurales similares. Esto es principalmente el tamaño y la forma de sus células. Sin embargo, los estudios bioquímicos han demostrado que tienen una serie de similitudes con los eucariotas. Esta es la naturaleza de las enzimas, bajo cuya influencia ocurren los procesos de síntesis de moléculas de ARN y proteínas.
Según la forma de alimentación, la mayoría son quimiotrofos. Además, las sustancias que se descomponen en el proceso de obtención de energía por parte de las arqueas son más diversas. Ambos son carbohidratos complejos yamoníaco y compuestos metálicos. Entre las arqueas también hay autótrofas. Muy a menudo entran en una relación simbiótica. No hay parásitos entre las arqueas. La mayoría de las veces en la naturaleza, se encuentran comensales y mutualistas. En el primer caso, las arqueas se alimentan de las sustancias del cuerpo del huésped, pero no lo dañan. A diferencia de este tipo de simbiosis, en una relación mutualista ambos organismos se benefician. Algunos de ellos son metagenes. Estas arqueas habitan en el sistema digestivo de humanos y mamíferos rumiantes, lo que provoca una formación excesiva de gases en los intestinos. Estos organismos se reproducen por fisión binaria, brotación o fragmentación.
Archaea ha dominado casi todos los hábitats. Son especialmente diversos en la composición del plancton. Inicialmente, todas las arqueas se clasificaron como extremófilas, ya que pueden vivir en aguas termales, cuerpos de agua con alta salinidad y en profundidades con una presión significativa.
La importancia de los procariotas en la naturaleza y la vida humana
El papel de los procariontes en la naturaleza es significativo. En primer lugar, son los primeros organismos vivos que surgieron en el planeta. Los científicos han descubierto que las bacterias y las arqueas se originaron hace unos 3.500 millones de años. La teoría de la simbiogénesis sugiere que algunos orgánulos de células eucariotas también se originaron a partir de ellos. En particular, estamos hablando de plástidos y mitocondrias.
Muchas procariotas se utilizan en biotecnología para producir medicamentos, antibióticos, enzimas, hormonas, fertilizantes y herbicidas. El hombre ha utilizado durante mucho tiempo las propiedades beneficiosas.bacterias del ácido láctico para la fabricación de queso, kéfir, yogur, productos fermentados. Con la ayuda de estos organismos, se lleva a cabo la purificación de cuerpos de agua y suelos, el enriquecimiento de minerales de varios metales. Las bacterias forman la microflora intestinal de los humanos y de muchos animales. Junto con las arqueas, ciclan muchas sustancias: nitrógeno, hierro, azufre, hidrógeno.
Por otro lado, muchas bacterias son el agente causante de enfermedades peligrosas, regulando la población de muchas especies de plantas y animales. Estos incluyen peste, sífilis, cólera, ántrax, difteria.
Entonces, los procariotas se denominan organismos cuyas células carecen de un núcleo formado. Su material genético está representado por un nucleoide, que consiste en una molécula circular de ADN. De los organismos modernos, las bacterias y las arqueas pertenecen a los procariotas.
