¿Los procariotas tienen paredes celulares?

Procariotas representan una de las dos principales clasificaciones de la vida. Los otros son los eucariotas.

Los procariotas se distinguen por su menor nivel de complejidad. Todos son microscópicos, aunque no necesariamente unicelulares. Están divididos en dominios arqueas y bacterias pero la gran mayoría de las especies procariotas conocidas son bacterias, que han estado en la Tierra alrededor de 3.500 millones de años.

Las células procariotas no tienen núcleos ni orgánulos unidos a la membrana. Sin embargo, el 90 por ciento de las bacterias tienen paredes celulares, que, con la excepción de las células vegetales y algunas células fúngicas, carecen de células eucariotas. Estas paredes celulares forman la capa más externa de bacterias y forman parte de la cápsula bacteriana.

Estabilizan y protegen la célula y son vitales para que las bacterias puedan infectar las células huésped, así como la respuesta de las bacterias a los antibióticos.

Todas las células de la naturaleza comparten muchas características en común. Uno de ellos es la presencia de un externo

Un tercero es la inclusión de material genético en forma de ADN o ácido desoxirribonucleico. Un cuarto es la presencia de ribosomas, que fabrican proteínas. Cada célula viva usa ATP (trifosfato de adenosina) para obtener energía.

La estructura de los procariotas es simple. En estas células, el ADN, en lugar de estar empaquetado dentro de un núcleo encerrado dentro de una membrana nuclear, se encuentra reunido más libremente en el citoplasma, en la forma de un cuerpo llamado nucleoide.

Normalmente tiene la forma de un cromosoma circular.

Los ribosomas de la célula procariota se encuentran dispersos por todo el citoplasma celular, mientras que en eucariotas, algunos de ellos se encuentran en orgánulos como el Aparato de Golgi y el retículo endoplásmico. El trabajo de los ribosomas es la síntesis de proteínas.

Las bacterias se reproducen por fisión binaria, o simplemente dividiéndose en dos y dividiendo los componentes celulares por igual, incluida la información genética en el único cromosoma pequeño.

A diferencia de la mitosis, esta forma de división celular no requiere etapas distintas.

Los peptidoglicanos únicos: Todas las paredes de las células vegetales y las paredes de las células bacterianas consisten principalmente en cadenas de carbohidratos.

Pero mientras que las paredes de las células vegetales contienen celulosa, que verá en los ingredientes de numerosos alimentos, las paredes de las células bacterianas contienen una sustancia llamada peptidoglicano, que no lo harás.

Este peptidoglicano, que es encontrado solo en procariotas, viene en diferentes tipos; le da forma a la célula en su conjunto y le confiere protección contra agresiones mecánicas.

Los peptidoglicanos constan de una columna vertebral llamada glucano, que a su vez consiste en ácido murámico y glucosamina, los cuales a su vez tienen grupos acetilo unidos a sus átomos de nitrógeno. También incluyen cadenas peptídicas de aminoácidos que están entrecruzadas con otras cadenas peptídicas cercanas.

La fuerza de estas interacciones "puente" varía ampliamente entre diferentes peptidoglicanos y, por lo tanto, entre diferentes bacterias.

Esta característica, como verá, permite que las bacterias se clasifiquen en distintos tipos en función de cómo reaccionan sus paredes celulares a una determinada sustancia química.

Los enlaces cruzados están formados por la acción de una enzima llamada transpeptidasa, que es el objetivo de una clase de antibióticos utilizados para combatir enfermedades infecciosas en humanos y otros organismos.

Si bien todas las bacterias tienen una pared celular, su composición cambia de una especie a otra debido a diferencias en el contenido de peptidoglicano del que están formadas en parte o en su mayoría las paredes celulares.

Las bacterias se pueden dividir en dos tipos llamados grampositivos y gramnegativos.

Estos llevan el nombre del biólogo. Hans Christian Gram, un pionero en biología celular que desarrolló una técnica de tinción en la década de 1880, llamada acertadamente el Tinción de Gram, que provocó que ciertas bacterias se volvieran moradas o azules y otras se volvieran rojas o rosadas.

El primer tipo de bacteria llegó a conocerse como Gram positivas, y sus propiedades de tinción son atribuibles al hecho de que sus paredes celulares contienen una fracción muy alta de peptidoglicano en relación con la totalidad de la pared.

Las bacterias que tiñen de rojo o rosa se conocen como gramnegativoy, como puede adivinar, estas bacterias tienen paredes que consisten en cantidades modestas a pequeñas de peptidoglicano.

En las bacterias gramnegativas, una fina membrana se encuentra fuera de la pared celular, formando la envoltura celular.

Esta capa es similar a la membrana plasmática de la célula que se encuentra en el otro lado de la pared celular, más cerca del interior de la célula. En algunas células gramnegativas, como MI. coli, la membrana celular y la envoltura nuclear entran en contacto en algunos lugares, penetrando el peptidoglicano de la pared delgada entre ellos.

Esta envoltura nuclear contiene moléculas que se extienden hacia afuera llamadas lipopolisacáridos, o LPS. Desde el interior de esta membrana se extienden las lipoproteínas de mureína que se adhieren en el extremo más alejado al exterior de la pared celular.

Las bacterias grampositivas tienen una pared celular de peptidoglicano gruesa, de aproximadamente 20 a 80 nm (nanómetros o una milmillonésima parte de un metro) de espesor.

Ejemplos incluyen estafilococos, estreptococos, lactobacilos y Bacilo especies.

Estas bacterias tiñen morado o rojo, pero generalmente de color púrpura, con tinción de Gram, ya que el peptidoglicano retiene el tinte violeta aplicado al principio del procedimiento cuando la preparación se lava más tarde con alcohol.

Esta pared celular más robusta ofrece a las bacterias grampositivas más protección contra la mayoría de las agresiones externas en comparación con las bacterias gramnegativas, aunque la alto contenido de peptidoglicano de estos organismos hace que sus muros se parezcan a una fortaleza unidimensional, lo que a su vez hace que sea una estrategia algo más fácil en cuanto a cómo destruirlos.

•••Ciencia

Las bacterias grampositivas son generalmente más susceptibles a los antibióticos que se dirigen a la pared celular que especies gramnegativas, ya que está expuesta al medio ambiente en lugar de sentarse debajo o dentro de una celda sobre.

Las capas de peptidoglicano de las bacterias grampositivas suelen tener un alto contenido de moléculas llamadas ácidos teicoicos, o TA.

Se trata de cadenas de carbohidratos que atraviesan y, a veces, atraviesan la capa de peptidoglicano.

Se cree que el TA estabiliza el peptidoglicano a su alrededor simplemente haciéndolo más rígido, en lugar de ejercer propiedades químicas.

TA es en parte responsable de la capacidad de ciertas bacterias grampositivas, como las especies de estreptococos, para unirse a proteínas específicas en la superficie de las células huésped, lo que facilita su capacidad para causar infección y en muchos casos enfermedad.

Cuando las bacterias u otros microorganismos son capaces de causar enfermedades infecciosas, se les denomina patógeno.

Las paredes celulares de las bacterias del Familia de micobacterias, además de contener peptidoglicano y TA, tienen una capa externa "cerosa" de hecho de ácidos micólicos. Estas bacterias se conocen como "ácido rápido,”Porque se necesitan tinciones de este tipo para penetrar esta capa cerosa y permitir un examen microscópico útil.

Las bacterias gramnegativas, como sus contrapartes grampositivas, tienen paredes celulares de peptidoglicano.

Sin embargo, la pared es mucho más delgada, de solo 5 a 10 nm de espesor. Estas paredes no se tiñen de púrpura con tinción de Gram porque su menor contenido de peptidoglicano significa que la pared no puede retener mucho tinte cuando la preparación se lava con alcohol, lo que resulta en un color rosado o rojizo en el final.

Como se señaló anteriormente, la pared celular no es la última más externa de estas bacterias, sino que está cubierta por otra membrana plasmática, la envoltura celular o la membrana externa.

Esta capa tiene un grosor de aproximadamente 7,5 a 10 nm, rivalizando o superando el grosor de la pared celular.

En la mayoría de las bacterias gramnegativas, la envoltura celular está ligada a un tipo de molécula de lipoproteína llamada lipoproteína de Braun, que a su vez está ligada al peptidoglicano de la pared celular.

Las bacterias gramnegativas son generalmente menos susceptibles a los antibióticos que se dirigen a la pared celular porque no están expuestas al medio ambiente; todavía tiene la membrana exterior para su protección.

Además, en las bacterias gramnegativas, una matriz similar a un gel ocupa el territorio dentro de la pared celular y fuera de la membrana plasmática llamado espacio periplásmico.

El componente peptidoglicano de la pared celular de las bacterias gramnegativas tiene un grosor de solo 4 nm.

Donde una pared celular de bacterias grampositivas tendría más peptidoglicanos para dar sustancia a su pared, un insecto gramnegativo tiene otras herramientas reservadas en su membrana externa.

Cada molécula de LPS está compuesta por una subunidad de lípido A rica en ácidos grasos, un polisacárido de núcleo pequeño y una cadena lateral O formada por moléculas similares al azúcar. Esta cadena del lado O forma el lado externo del LPS.

La composición exacta de la cadena lateral varía entre diferentes especies bacterianas.

Las porciones de la cadena lateral O conocidas como antígenos se pueden identificar mediante pruebas de laboratorio para identificar cepas bacterianas patógenas específicas (una "cepa" es un subtipo de una especie bacteriana, como una raza de perro).

Arqueas son más diversos que las bacterias y también lo son sus paredes celulares. En particular, estas paredes no contienen peptidoglicano.

Más bien, por lo general contienen una molécula llamada de manera similar llamada pseudopeptidoglicano, o pseudomureína. En esta sustancia, una porción de peptidoglicano regular llamado NAM se reemplaza con una subunidad diferente.

En cambio, algunas arqueas pueden tener una capa de glucoproteínas o polisacáridos que sustituyen a la pared celular en lugar de pseudopeptidoglicano. Finalmente, como ocurre con algunas especies bacterianas, algunas arqueas carecen por completo de paredes celulares.

Las arqueas que contienen pseudomureína son insensible a los antibióticos de la clase de penicilina porque estos fármacos son inhibidores de la transpeptidasa que actúan para interferir con la síntesis de peptidoglicanos.

En estas arqueas, no se sintetizan peptidoglicanos y, por lo tanto, no hay nada sobre lo que las penicilinas actúen.

Las células bacterianas que carecen de paredes celulares pueden tener estructuras de superficie celular adicionales además de las discutidas, como glicocalices (singular es glucocáliz) y capas S.

Un glucocáliz es una capa de moléculas similares al azúcar que se presenta en dos tipos principales: capsulas y capas de limo. Una cápsula es una capa bien organizada de polisacáridos o proteínas. Una capa de limo está menos organizada y está menos adherida a la pared celular que se encuentra debajo que un glucocáliz.

Como resultado, un glucocáliz es más resistente a ser lavado, mientras que una capa de limo puede desplazarse más fácilmente. La capa mucosa puede estar compuesta por polisacáridos, glicoproteínas o glicolípidos.

Estas variaciones anatómicas se prestan a una gran importancia clínica.

Los glicocalicios permiten que las células se adhieran a ciertas superficies, lo que ayuda a la formación de colonias de organismos llamados biopelículas que pueden formar varias capas y proteger a los individuos del grupo. Por esta razón, la mayoría de las bacterias en la naturaleza viven en biopelículas formadas a partir de comunidades bacterianas mixtas. Las biopelículas impiden la acción de los antibióticos y de los desinfectantes.

Todos estos atributos contribuyen a la dificultad de eliminar o reducir los microbios y erradicar las infecciones.

Las cepas bacterianas que son naturalmente resistentes a un antibiótico dado gracias a una posible mutación ventajosa son "seleccionadas" en poblaciones humanas. porque estos son los insectos que quedan cuando se eliminan los susceptibles a los antibióticos, y estas "superbacterias" se multiplican y continúan causando enfermedad.

En la segunda década del siglo XXI, una variedad de bacterias gramnegativas se ha vuelto cada vez más resistente a los antibióticos, lo que provoca un aumento de las enfermedades y la muerte por infecciones y aumenta la atención de la salud costos. La resistencia a los antibióticos es un ejemplo arquetípico de sección natural en escalas de tiempo observables para los humanos.

Ejemplos incluyen:

• MI. coli, que causa infecciones del tracto urinario (ITU).
• Acinetobacter baumanii, que causa problemas principalmente en entornos sanitarios.
• Pseudomonas aeruginosa, que causa infecciones de la sangre y neumonía en pacientes hospitalizados y neumonía en pacientes con la enfermedad hereditaria fibrosis quística.
• Klebsiella pneumoniae, que es responsable de muchas infecciones en entornos relacionados con la atención de la salud, entre ellas neumonía, infecciones de la sangre e infecciones urinarias.
• Neisseria gonorrhoeae, que causa la gonorrea, una enfermedad de transmisión sexual, la segunda enfermedad infecciosa más comúnmente reportada en los EE. UU.

Los investigadores médicos están trabajando para mantenerse al día con los insectos resistentes en lo que equivale a una carrera de armamentos microbiológicos.