Biologia Celular

1 COMPOSICIÓN QUÍMICA BÁSICA DE LA CÉLULA PROCARIÓTICA

El contenido en agua de una célula vegetativa bacteriana típica es de un 70%, mucho menor que el de los eucariotas (que ronda el 90%).

2 TAMAÑO DE LOS PROCARIOTAS

El tamaño es un parámetro que está determinado genéticamente, pero los valores concretos para cada raza o cepa de bacterias vienen influidos por una serie de condiciones ambientales (nutrientes, sales, temperatura, tensión superficial, etc).

Las bacterias presentan un pequeño tamaño, por lo general menor que el de una célula eucariótica típica. Sin embargo, existe un amplio rango de tamaños, según las especies:

• Una bacteria muy grande es Beggiatoa gigantea, con un tamaño similar al de muchas células eucarióticas. Sin embargo, el auténtico "gigante" entre las bacterias, recién descubierto (1993), mide nada menos que 0,5 mm. (Se trata de Epulopiscium, un comensal del intestino de ciertos peces tropicales).

• Bacillus megaterium mide 1.3 x 3  m.

• Una bacteria relativamente pequeña es Haemophilus influenzae, que mide 0.25 x 1.2  m.

• Los organismos celulares más pequeños que existen son los micoplasmas, muchos de los cuales no superan los 0.2  m de diámetro.

Consecuencias del pequeño tamaño de las bacterias:

1. Metodológicas:

• se necesita recurrir a microscopios para su visualización, y emplear técnicas especiales adecuadas al pequeño tamaño;

• para sacar conclusiones sobre muchas características de las bacterias hay que hacer estudios "promediados", es decir, obtenidos a partir de una gran población de células, y no sobre un solo individuo. (El estudio de células bacterianas aisladas es posible, pero es complicado y no se emplea en la mayor parte de la investigación habitual sobre procariotas).

2. Propiedades físicas: se derivan del comportamiento como partículas coloidales:

• movimiento browniano;

• capacidad de dispersar la luz (el llamado efecto Tyndall);

• aumentan la viscosidad del medio donde van suspendidas.

• Por tener carga eléctrica: migran en un campo eléctrico y aglutinan y precipitan a altas concentraciones de sales.

3. Propiedades biológicas:

• la relación superficie/volumen (S/V) es muy alta. En efecto, supongamos una célula esférica; en dicha célula, la relación S/V es 3/r, o sea, cuanto menor sea el radio (r) mayor será esta relación. Esto significa que el pequeño tamaño de las bacterias condiciona un mayor contacto directo con el medio ambiente inmediato que las rodea, lo que se traduce en que reciben las influencias ambientales de forma inmediata.

• El pequeño tamaño condiciona una alta tasa de crecimiento. La velocidad de entrada de nutrientes y la de salida de productos de desecho es inversamente proporcional al tamaño de la célula, y a su vez, estas tasas de transporte afectan directamente a la tasa metabólica. Por lo tanto, en general, las bacterias crecen (se multiplican) de forma rápida.

3 FORMA

Los principales tipos de formas bacterianas son:

1. cocos (células más o menos esféricas);

2. bacilos (en forma de bastón, alargados), que a su vez pueden tener varios aspectos:

cilíndricos

fusiformes

en forma de maza, etc.

Atendiendo a los tipos de extremos, éstos pueden ser:

redondeados (lo más frecuente)

cuadrados

biselados

Afilados

3. espirilos: al igual que los bacilos, tienen un eje más largo que otro, pero dicho eje no es recto, sino que sigue una forma de espiral, con una o más de una vuelta de hélice.

4..vibrios: proyectada su imagen sobre el plano tienen forma de coma, pero en el espacio suelen corresponder a una forma espiral con menos de una vuelta de hélice.

Otros tipos de formas:

• filamentos, ramificados o no

• anillos casi cerrados

• formas con prolongaciones (con prostecas)

Estos distintos tipos de morfologías celulares deben de haberse originado por mecanismos evolutivos, a saber, por selección y estabilización adaptativa frente a las distintas presiones ambientales presentes en diferentes nichos ecológicos.

4 AGRUPACIONES BACTERIANAS

Las bacterias normalmente se multiplican por fisión transversal binaria. En muchas especies, las células hijas resultantes de un evento de división por fisión tienden a dispersarse por separado al medio, debido a la actuación de fuerzas físicas (movimiento browniano, cizallamiento, corrientes de convección, etc). Esto hace que al observar al microscopio una población de estas bacterias veamos mayoritariamente células aisladas. Pero en algunas especies las células hijas pueden permanecer unidas entre sí (al menos durante un cierto tiempo tras la división de la que proceden) debido a que el tabique sea incompleto o a la existencia de capas mucosas que retienen juntos los productos de la división.

Si la tendencia a permanecer unidas es baja, tendremos agrupaciones de dos células, que dependiendo que sean de morfología esférica o alargada, se denominan como:

• diplococos

• diplobacilos

Si la tendencia a permanecer unidas es mayor (por más tiempo), nos encontramos con varias posibilidades, dependiendo del número de planos de división y de la relación entre ellos:

Si los tabiques son paralelos entre sí (o sea, existe un solo plano de división): estreptococos (cadenetas arrosariadas de cocos) y estreptobacilos (cadenetas de bacilos)

• Si existe más de un plano de división, en el caso de cocos podemos encontrar tres posibilidades:

• dos planos perpendiculares: tétradas (4 céls. en un plano) o múltiplos

• tres planos ortogonales: sarcinas (paquetes cúbicos)

• muchos planos de división: estafilococos (racimos irregulares).

En el caso de bacilos, se pueden dar variantes adicionales, debido a la posibilidad de que se produzcan movimientos postfisionales (en algunos casos con desgarro):

• bacilos en empalizada o en paquetes de cigarrillos (debido a giros de 180o)

• dos bacilos en ángulo (en forma de letra V o L)

• varios bacilos formando "letras chinas".

5 ESTRUCTURA GENERAL DE UNA CÉLULA PROCARIÓTICA

Veamos de qué partes principales se compone una célula procariótica (consultar la figura). Haremos una enumeración desde el exterior al interior celular. Los asteriscos (*) indican los componentes obligatorios de cualquier bacteria, mientras que los demás son

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