Procariontes

Procariontes

Prokaryota

En biología y taxonomía, Prokaryota (palabra con etimología del griego: πρό-(pro-), “antes de” + καρυόν (carion), “nuez” o “almendra”, como referencia a la carencia del núcleo celular)​ es el imperio o dominio que incluye los microorganismos constituidos por células procariotas, es decir, células que presentan un ADN libre en el citoplasma, ya que no hay núcleo celular. Los procariontes u organismos procariotas han recibido diversas denominaciones tales como Bacteria, Monera y Schizophyta, dependiendo de los autores y los sistemas de clasificación. Otros términos usados fueron Mychota, Protophyta y Procaryotae. Está constituido a su vez por dos dominios bien diferenciados: Archaea y Bacteria.

Los procariontes son unicelulares, salvo algunos casos como las mixobacterias, algunas de las cuales tienen etapas multicelulares en su ciclo de vida.

En otros casos crean grandes colonias, como en las cianobacterias. Los procariontes se caracterizan por no presentar núcleo celular, mitocondrias ni otros orgánulos. La compartimentación, también es frecuente en el mundo procariota en la forma de compartimentos unos delimitados por proteínas y otros delimitados por lípidos. 4​ 5​ . Son microorganismos que poseen un solo cromosoma llamado nucleoide, su reproducción es asexual por fisión binaria, tienen gran variedad de metabolismos y hay especies adaptadas a todo tipo de ambiente, incluso los más extremos, calculándose que hay aproximadamente 5×1030 procariontes en el mundo.

Características generales

Los procariontes casi siempre son:

Unicelulares.

Osmótrofos, alimentándose por absorción.

Tienen pared celular (salvo algunas excepciones como los endoparásitos)

Poseen generalmente una capa S proteica.

Tienen membrana plasmática que rodea el citoplasma.

Tienen un único cromosoma circular localizado en una región del citoplasma llamada nucleoide11​ (el ADN es una hebra circular).

No presentan propiamente un núcleo celular.

No hay orgánulos membranosos pero sí compartimentos procariotas especializados.

Reproducción asexual por fisión binaria (sin las complejas mitosis) y eventualmente con proceso de conjugación procariota.

El citoesqueleto procariota está formado por proteínas estructurales, mantiene la forma celular e interviene en el proceso de división.

Ribosoma de 70S de tamaño, con una subunidad mayor de 50S (ARNr 23S, 5S) y una menor de 30S (ARNr 16S).12​

Presencia de operones y plásmidos.

No hay objetos reconocibles salvo los ribosomas con microscopio electrónico. Aunque hay excepciones en algunas bacterias.

Los procariontes presentan enormes diferencias con los eucariontes, como la ausencia de organelos, la presencia de ribosomas más pequeños o diferencias en la reproducción. Pero la diferencia más importante radica en el origen mismo de los eucariontes (eucariogénesis), el cual tendría una historia evolutiva más tardía y compleja como resultado de la asociación simbiótica entre diferentes organismos procariotas. Mitocondrias y cloroplastos sintetizan sus propios ribosomas y éstos son además del mismo tamaño que el de los procariontes.13​ Esto probaría el origen procariota de estos orgánulos por endosimbiosis seriada. Así pues, mientras los procariontes se originaron hace unos 3.500 millones de años,14​ los eucariontes aparecen mucho después, hace unos 1.400 millones de años y como descendientes de organismos procariotas.15​ Bajo este punto de vista, podemos considerar a Prokaryota como un grupo parafilético.

Para una comparación con las características eucariotas, véase: Tabla comparativa. Tamaño

Tienen típicamente entre 1 y 7 μm de longitud y 0,2–2,0 µm de diámetro, aunque pueden llegar a extremos como en el Nanoarchaeum con 0,4 µm (400 nanómetros) de longitud, que es la más pequeña conocida, con el genoma procariota más pequeño y la única arquea parásita.16​ La más grande es la bacteria Thiomargarita con 750 μm. Orgánulos

Por lo general, los procariontes no presentan ningún orgánulo. Sin embargo hay excepciones, pues en ciertos casos hay cuerpos membranosos que demuestran la formación de compartimentos celulares procariotas y que este no es un fenómeno exclusivo de los eucariontes.17​

Algunos ejemplos son los magnetosomas de bacterias magnetotácticas como Magnetospirillum, los carboxisomas de algunas bacterias fijadores de CO2, los clorosomas en algunas bacterias fotótrofas, los tilacoides en cianobacterias, y fundamentalmente en los planctomicetos, los cuales pueden tener varios tipos de orgánulos como el riboplasma, parifoplasma y un nucleoide que a veces está envuelto en doble membrana. Metabolismo

El metabolismo procariota tiene una gran diversificación. Mientras los eucariontes tienen solo dos (animal y vegetal), los procariontes han evolucionado en una gran variedad de ambientes por lo que dependen de los siguientes requerimientos:

Fuente de energía:

Fotótrofos, que requieren luz

Quimiótrofos, que dependen de reacciones químicas

Fuente de carbono:

Autótrofos o sintéticos, que usan CO2

Heterótrofos, que necesitan compuestos orgánicos

Fuente reductora o donadora de hidrógeno y electrones:

Litótrofos, si su fuente es inorgánica

Organótrofos, si su fuente es orgánica

Tipos nutricionales

La combinación entre los diferentes factores metabólicos del párrafo anterior da lugar a los siguientes tipos de procariotas:

Fotolitoautótrofos: O fotosintéticos, fueron probablemente los procariontes primigenios, ya que al igual que las plantas sólo requieren de agua, luz y CO2. Entre ellos están las cianobacterias, las bacterias verdes del azufre y las no sulfurosas, las bacterias púrpuras del azufre y parte de las no sulforosas. Las cianobacterias (como las plantas) realizan además la fotosíntesis oxigénica, en cambio las bacterias verdes y púrpuras realizan la fotosíntesis anoxigénica.

Fotoorganoautótrofos: Requieren luz, CO2 y ácidos orgánicos, como algunas bacterias purpúras no sulfurosas.

Fotoorganoheterótrofos: Requieren luz y compuestos orgánicos, como las heliobacterias, algunas bacterias no sulfurosas y arqueas halófilas.

Quimiolitoautótrofos: O quimiosintéticos, requieren energía de la oxidación de sustancias inorgánicas, además de CO2, H2 y muchas veces NH4+, como en las bacterias oxidantes de Fe, H, S y N, bacterias nitrificantes (como Nitrosomonas), las arqueas metanógenas (euriotas), arqueas nitrificantes (taumarqueotas), bacterias incoloras del azufre (como Acidithiobacillus), bacterias acuíficas y arqueas sulfurosas (crenotas).

Quimiolitoheterótrofos: Oxidan compuestos inorgánicos, pero no pueden fijar CO2, como algunas bacterias oxidantes de H.

Quimioorganoheterótrofos. Se alimentan de compuestos orgánicos (como lo hacen animales y hongos). Son la gran mayoría de bacterias y parcialmente en las arqueas metanógenas y otras arqueas.

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