Célula procariota

La célula procariota es el tipo de célula más sencillo y antiguo: carece de núcleo delimitado por membrana y de orgánulos membranosos, y su material genético se encuentra libre en el citoplasma. Forma a los organismos de los dominios Bacteria y Archaea, que son unicelulares, y constituye la mayor parte de la diversidad biológica del planeta.

¿Qué es una célula procariota?

El término procariota procede del griego pro («antes») y karyon («núcleo, nuez»), y significa «antes del núcleo». Se popularizó en la década de 1960, cuando Roger Stanier y C. B. van Niel subrayaron que la división entre células sin núcleo y con núcleo era la gran frontera de la biología celular. Los procariotas aparecieron hace al menos 3.500 millones de años y fueron los únicos seres vivos durante más de mil millones de años, hasta la aparición de las células eucariotas.

Su tamaño suele oscilar entre 0,5 y 5 micrómetros, unas diez veces menor que el de una célula eucariota típica, aunque existen excepciones, como la bacteria Thiomargarita magnifica, visible a simple vista y de hasta unos 2 centímetros. Esa pequeñez les da una relación superficie-volumen muy alta, que acelera el intercambio de sustancias con el medio.

Características principales

• Sin núcleo verdadero: el ADN está en una región denominada nucleoide, sin envoltura que lo separe del citoplasma.
• Sin orgánulos membranosos como mitocondrias, aparato de Golgi o retículo endoplasmático.
• ADN generalmente circular y de pequeño tamaño, organizado en un único cromosoma, a menudo acompañado de plásmidos.
• Ribosomas 70S, más pequeños que los 80S de las eucariotas.
• Reproducción asexual por fisión binaria, muy rápida: en condiciones óptimas, Escherichia coli puede dividirse aproximadamente cada 20 minutos.
• Gran versatilidad metabólica: los hay fotosintéticos, quimiosintéticos, heterótrofos, aerobios y anaerobios.

Estructura de la célula procariota

Envolturas

La membrana plasmática es una bicapa lipídica que regula el paso de sustancias y alberga las proteínas de la respiración celular, que en las eucariotas se localizan en las mitocondrias. Por fuera, la mayoría de las bacterias presentan una pared celular de peptidoglucano (también llamado mureína), que da forma y protege frente a la presión osmótica. Según su pared, las bacterias se clasifican con la tinción de Gram, ideada por Hans Christian Gram en 1884: las grampositivas tienen una pared gruesa y las gramnegativas una pared fina más una membrana externa. Las arqueas carecen de peptidoglucano y poseen paredes de otra composición. Algunas especies tienen además una cápsula de polisacáridos que facilita su adhesión y las protege.

Interior

• Citoplasma: medio gelatinoso donde ocurren las reacciones metabólicas.
• Nucleoide: zona donde se concentra el cromosoma bacteriano.
• Plásmidos: pequeñas moléculas circulares de ADN que pueden transferirse entre bacterias y aportan, por ejemplo, resistencia a antibióticos.
• Ribosomas: sintetizan proteínas.
• Inclusiones y gránulos de reserva (glucógeno, lípidos, polifosfatos). Algunas bacterias fotosintéticas poseen tilacoides internos, como las cianobacterias.

Apéndices externos

Los flagelos permiten el movimiento; los pili o fimbrias sirven para adherirse a superficies y, en el caso de los pili sexuales, para la conjugación bacteriana, un mecanismo de intercambio de ADN.

Tipos de células procariotas

Por su forma, las bacterias se describen como cocos (esféricas), bacilos (alargadas), vibrios (en forma de coma) y espirilos o espiroquetas (helicoidales).

Diferencias entre procariota y eucariota

Importancia de los procariotas

Aunque invisibles a simple vista, los procariotas sostienen la vida en la Tierra. Las cianobacterias provocaron hace unos 2.400 millones de años la acumulación de oxígeno en la atmósfera y siguen aportando una parte considerable de la fotosíntesis marina. Otras bacterias fijan el nitrógeno atmosférico, descomponen la materia muerta y reciclan nutrientes en los suelos. En nuestro cuerpo, la microbiota intestinal ayuda a digerir alimentos y a entrenar el sistema inmunitario. También se aprovechan en la industria alimentaria (yogur, queso, vinagre), en la producción de antibióticos y de insulina mediante ingeniería genética. En el lado negativo, algunas especies causan enfermedades como el cólera, la tuberculosis o el tétanos.

Según la teoría de la endosimbiosis de Lynn Margulis, las mitocondrias y los cloroplastos de las células eucariotas descienden de bacterias que fueron incorporadas por células ancestrales, lo que explica que conserven ADN circular y ribosomas 70S.

Preguntas frecuentes

Referencias

• Madigan, M. T. et al. (2015). Brock. Biología de los microorganismos (14.ª ed.). Pearson.
• Reece, J. B. et al. (2014). Campbell Biology (10.ª ed.). Pearson.
• Woese, C. R., Kandler, O. y Wheelis, M. L. (1990). «Towards a natural system of organisms». PNAS, 87, 4576-4579.