Complejidad

Complejidad celular

y células especialidazas en Procariontes

En esta cápsula interactiva podrás conocer más acerca de la complejidad celular en los procariontes. Cada que veas cualquiera de estos simbolos , da clic sobre ellos para saber más.

La complejidad celular guarda una importante relación con la evolución y adaptación de los procariontes con su entorno.

Las células procariontes pueden medir entre 0.1 hasta 300 μm. Y presentan gran diversidad morfológica.

La complejidad celular en el area que define y recubre las células procariontes

Membrana

Pared celular

Fimbrias y pilis

Flagelo

Imagen de Vázquez García Laura Daniela

Otras capas superficiales Capsula Capa S Capa mucosa

Imagen de Jimenez Neria Shareni Ameyalli

Complejidad celular en el interior de la célula procarionte

Ribosomas

Nucleoide

Plásmido

Citoesqueleto

Imagen de Acevedo Mejía Alejandra

Inclusiones citoplasmáticas

Imagen de Vázquez García Laura Daniela

Células especializadas en procariontes

En procariontes existen células que desempeñan funciones especializadas dentro de una población, para lo cual desarrollan estructuras o componentes específicos. Algunos ejemplos son:

Diferenciación celular en Myxococcus xanthus

Heterocistos

Célula movil /célula tallo

Endosporas

Como hemos visto, los procariontes son organismos unicelulares que presentan gran diversidad de estructuras y formas que tienen que ver con la adaptación al medio donde habitan.

¡Gracias!

• Las Gram + posen una gruesa pared. Contienen ácido teicoico y ácido lipoteicoico
• En las Gram - la pared es más delgada. Tienen una segunda membrana que contiene lipopolisacáridos (LPS) y porinas.

• La tinción de Gram es una tinción diferencial que permite distinguir entre estos dos grupos de Bacterias.

Magnetosomas. Son inclusiones celulares muy interesantes. Da clic en la imagen para agrandar y si te interesa saber más acerca de estas inclusiones puedes ver este video

Imagen extraída de Lower & Bazylinski (2013)

Diferenciación celular en Myxococcus xanthus

Se trata de una bacteria que tiene un ciclo de vida complejo con diversas etapas y formas celulares.

- Células vegetativas unicelulares. Con células alargadas y delgadas que se mueven de manera coordinada. Cuando los nutrientes de agotan, estas se agregan y forman cuerpos fructíferos. - Cuerpo fructífero. Son estructuras de gasta 100 micras de altura, y que al germinar reinician el ciclo formando células vegetativas. Las células pasan por un proceso de diferenciación celular donde se forman tres tipos de células: 1. Células periféricas. 2. Células del tallo. 3. Esporas.

Imagen propiedad de: © Max Planck Institute for terrestrial Microbiology/Treuner-Lange

Heterocistos

Los Heterocistos son células especializadas en fijación de Nitrógeno que se forman en algunos géneros de cianobacterias filamentosas como Anabaena, Nostoc y Fischerella. - Son células más grandes que las que realizan fotosíntesis. - Desarrollan una envoltura adicional de glicolípidos y polisacáridos que las protege del oxígeno. - Se forman en intervalos regulares de entre cada 10 a 20 células, dentro del filamento.

Imagen de Gómez & Quesada (2017) Cianobacteria,Tricoma de Anabaenopsis.

Endosporas

Las endosporas son células especializadas que algunas bacterias, como Bacillus y Clostridium, forman en condiciones adversas. Al ser estructuras de supervivencia son capaces de soportar calor, desecación, radiación y productos químicos.

Núcleo. Contiene el material genético, proteínas y ribosas. Corteza (cortex). Es una pared celular gruesa y rígida, formada normalmente por peptidoglicano. Cubierta esporítica (coat). Recubre la corteza y está conformada por proteínas. Exosporium. Algunas especies tienen una capa exterior extra formada por lípidos y proteínas.

¡Video de formación de la espora!

Célula movil /célula tallo

Caulobacter es una bacteria Gram negativa, de vida libre que presenta dos tipos celulares especializados en su ciclo de vida;

Imagen de Sander Govers y Christine Jacobs. Caulobacter crescentus: model system extraordinaire (2020).

Son estructuras alargadas ancladas a la membrana, formado principalmente por la proteína flagelina. Los flagelos permiten la movilidad, quimiotaxis y rotación. El tamaño del flagelo puede variar de entre 10 hasta los 20 nm.

Los flagelos brindan movilidad a las bacterias, permitiéndoles desplazarse hacia ambientes más favorables o alejarse de condiciones adversas. Su número, ubicación y patrón de arreglo varían entre los diferentes grupos microbianos.

Tabla de tipos de flagelos

Pilis o Pelos

Son apéndices en la superficie celular de algunos procariontes. Tienen una estructura filamentosa y delgada compuesta por proteínas (pilinas). Pueden participar en la adherencia celular y la transferencia de material genético.

Los pilis sexuales son tipo específico de pelos que participan en la conjugación. Este proceso involucra el contacto directo entre pilis, se trata de un proceso que contribuye a la diversidad y adaptación bacterina.

Inclusiones citoplásmáticas

Existen una gran diversidad de inclusiones citoplasmáticas. Pueden tener diversas funciones: como almacenamiento de nutrientes, regulación del equilibrio osmótico, protección contra el estrés e o incluso participar en el metabolismo. Algunas suelen estar envueltas por una membrana de una sola capa.

La presencia y composición de las inclusiones celulares o citoplasmáticas puede variar entre los procariontes. . .ver más

La pared celular en Bacteria y Archaea

Las paredes celulares cumplen funciones adaptativas para los eucariontes, ya que proporcionan resistencia estructural. Existen procariontes que no poseen pared. En Arqueas la pared celular esta compuesta por pseudopeptidoglicano, lo que le da resistencia a ciertos antibióticos. Carecen de ácido lipoteicoico y de lipopolisacaridos.

En el grupo de las Eubacterias, la pared esta compuesta por peptidoglicano. Se pueden distinguir dos grandes grupos: las Gram + y las Gram -

Para saber más de las Gram

Bacilos

Presentan formas alargadas y gruesas. Pueden formar asociaciones entre ellos llamadas estreptobacilos .

Algunos ejemplos deprocariontes que tienen forma de bacilo son:

• Magnetobacteriumbavaricum
• Escherichia coli
• Pelagibacter ubique

Cocos

Son estructuras esfericas o redondas.Pueden formar cadenas o agrupaciones en racimos y son generalmente pequeños, pueden tener diámetros de entre 0.5 a 1.5 μm.

• Staphylococcus
• Streptococcus: Streptococcus pyogenes
• Micrococcus: Micrococcus luteus
• Enterococcus: Enterococcus faecalis

Algunos ejemplos son:

Las bacterias también tienen citoesqueleto

El citoesqueleto bacteriano es sorprendentemente complejo y está compuesto por una serie de proteínas que participan en proceso de división celular, darle forma a la célula e incluso participar en la movilidad.

Polimerización in vitro de proteínas del citoesqueleto bacteriano pertenecientes a la superfamilia MinD/ParA. Imagen tomada de Yu-Ling Shih and Lawrence Rothfield The Bacterial Cytoskeleton (2006).

Tabla con las proteínas descritas para el citoesqueleto procarionte.

Membrana de los procariontes

La membrana citoplasmática de los procariontes actúa como barrera selectiva, controlando el paso de sustancias y permitiendo la comunicación con el entorno. En la membrana de los procariontes se llevan a cabo diversos procesos metabólicos por lo que el contenido proteico es elevado. Entre Bacterias y Arqueas existen algunas diferencias significativas; las bacterias tienen fosfolípidos con ácidos grasos de cadena lineal mientras que las Arqueas tienen lípidos de glicerol ramificados, éteres. Además las archeas tiene membranas menos fluidas que las bacterias, lo que las hace más estables a temperaturas altas.

Imagenes tomadas de pixabay

ADN procarionte

El ADN de los procariontes se encuentra ubicado en una región específica llamado nucleoide. El cual está compuesto por el ADN circular, típico de procariontes, y proteínas similares a las histonas que se asocian al ADN regulando su expresión y enrollamiento. Los genomas procariontes presentan una notable complejidad genética y regulatoria. Esto presentan una alta densidad de genes y tienen pocas secuencias no codificantes. Los genes eucariontes no tienen intrones y están acomodados en operones.

Imagen modificada de Santillán Márquez Yeray