Componentes de las células procariotas
Todas las células comparten cuatro componentes comunes: 1) una membrana plasmática, una cubierta exterior que separa el interior de la célula de su entorno; 2) el citoplasma, que consiste en un citosol gelatinoso dentro de la célula en el que se encuentran otros componentes celulares; 3) el ADN, el material genético de la célula; y 4) los ribosomas, que sintetizan las proteínas. Sin embargo, los procariotas se diferencian de las células eucariotas en varios aspectos.
Un procariota es un organismo simple, en su mayoría unicelular, que carece de núcleo o de cualquier otro orgánulo unido a una membrana. En breve veremos que esto es significativamente diferente en los eucariotas. El ADN procariota se encuentra en una parte central de la célula: el nucleoide (Figura \(\PageIndex{1})).
La mayoría de los procariotas tienen una pared celular de peptidoglicano y muchos tienen una cápsula de polisacáridos (Figura \(\PageIndex{1})). La pared celular actúa como una capa adicional de protección, ayuda a la célula a mantener su forma y evita la deshidratación. La cápsula permite a la célula adherirse a las superficies de su entorno. Algunos procariotas tienen flagelos, pili o fimbrias. Los flagelos se utilizan para la locomoción. Los pili se utilizan para intercambiar material genético durante un tipo de reproducción llamado conjugación. Las fimbrias son utilizadas por las bacterias para adherirse a una célula huésped.
Microbiólogo: La acción más eficaz que cualquier persona puede tomar para prevenir la propagación de enfermedades contagiosas es lavarse las manos. ¿Por qué? Porque los microbios (organismos tan diminutos que sólo pueden verse con microscopios) son omnipresentes. Viven en los pomos de las puertas, el dinero, las manos y muchas otras superficies. Si alguien estornuda en su mano y toca el pomo de una puerta, y después usted toca ese mismo pomo, los microbios de la mucosidad del estornudador están ahora en sus manos. Si te tocas las manos en la boca, la nariz o los ojos, esos microbios pueden entrar en tu cuerpo y podrían hacerte enfermar.
Sin embargo, no todos los microbios (también llamados microorganismos) causan enfermedades; la mayoría son en realidad beneficiosos. Hay microbios en el intestino que producen vitamina K. Otros microorganismos se utilizan para fermentar la cerveza y el vino.
Los microbiólogos son científicos que estudian los microbios. Los microbiólogos pueden seguir varias carreras. No sólo trabajan en la industria alimentaria, sino que también lo hacen en el ámbito veterinario y médico. Pueden trabajar en el sector farmacéutico, desempeñando funciones clave en la investigación y el desarrollo al identificar nuevas fuentes de antibióticos que podrían utilizarse para tratar infecciones bacterianas.
Los microbiólogos medioambientales pueden buscar nuevas formas de utilizar microbios especialmente seleccionados o modificados genéticamente para la eliminación de contaminantes del suelo o de las aguas subterráneas, así como de elementos peligrosos de lugares contaminados. Estos usos de los microbios se denominan tecnologías de biorremediación. Los microbiólogos también pueden trabajar en el campo de la bioinformática, aportando conocimientos especializados y conocimientos para el diseño, el desarrollo y la especificidad de los modelos informáticos de, por ejemplo, las epidemias bacterianas.
Tamaño de la célula
De 0,1 a 5,0 μm de diámetro, las células procariotas son significativamente más pequeñas que las células eucariotas, que tienen diámetros que van de 10 a 100 μm (Figura \(\PageIndex{2}\)). El pequeño tamaño de los procariotas permite que los iones y las moléculas orgánicas que entran en ellos se difundan rápidamente a otras partes de la célula. Del mismo modo, cualquier residuo producido dentro de una célula procariota puede difundirse rápidamente hacia el exterior. Este no es el caso de las células eucariotas, que han desarrollado diferentes adaptaciones estructurales para mejorar el transporte intracelular.
El tamaño pequeño, en general, es necesario para todas las células, ya sean procariotas o eucariotas. Examinemos por qué es así. En primer lugar, consideraremos el área y el volumen de una célula típica. No todas las células tienen forma esférica, pero la mayoría tiende a aproximarse a una esfera. Tal vez recuerdes de tu curso de geometría del instituto que la fórmula del área de la superficie de una esfera es \(4\pi r^2\), mientras que la fórmula de su volumen es \(4\pi r^2/3\). Así, a medida que el radio de una célula aumenta, su superficie aumenta como el cuadrado de su radio, pero su volumen aumenta como el cubo de su radio (mucho más rápidamente). Por lo tanto, a medida que una célula aumenta de tamaño, su relación superficie-volumen disminuye. Este mismo principio se aplicaría si la célula tuviera la forma de un cubo (Figura \(\PageIndex{3}\)). Si la célula crece demasiado, la membrana plasmática no tendrá suficiente superficie para soportar la tasa de difusión necesaria para el aumento de volumen. En otras palabras, a medida que una célula crece, se vuelve menos eficiente. Una de las formas de ser más eficiente es dividirse; otra, desarrollar orgánulos que realicen tareas específicas. Estas adaptaciones conducen al desarrollo de células más sofisticadas llamadas células eucariotas.
Las células procariotas son mucho más pequeñas que las eucariotas. ¿Qué ventajas podría tener el tamaño pequeño de una célula? ¿Qué ventajas podría tener el tamaño celular grande?