Dibujo de un procariota. Quiénes son eucariotas y procariotas: características comparativas de células de diferentes reinos

Células procariotas- Estos son los organismos más primitivos, de estructura muy simple, que conservan las características de la antigüedad profunda. A procariótico Los organismos (o prenucleares) incluyen bacterias y algas verdiazules (cianobacterias). Según la similitud estructural y las marcadas diferencias con otras células, los procariotas se clasifican en el reino independiente de las células trituradas.

Veamos la estructura. célula procariota usando bacterias como ejemplo. El aparato genético de una célula procariótica está representado por el ADN de un solo cromosoma circular, está ubicado en el citoplasma y no está delimitado por una membrana. Este análogo del núcleo se llama nucleoide. El ADN no forma complejos con las proteínas y por tanto todos los genes que forman parte del cromosoma “funcionan”, es decir. la información se lee continuamente de ellos.

Célula procariota rodeado por una membrana que separa el citoplasma de la pared celular, formada a partir de una sustancia compleja y altamente polimérica. Hay pocos orgánulos en el citoplasma, pero hay numerosos ribosomas pequeños (las células bacterianas contienen de 5.000 a 50.000 ribosomas).

El citoplasma de una célula procariótica está atravesado por membranas que forman el retículo endoplásmico; contiene ribosomas que llevan a cabo la síntesis de proteínas.

La parte interna de la pared celular de una célula procariótica está representada por una membrana plasmática, cuyas protuberancias hacia el citoplasma forman mesosomas, que participan en la construcción de las paredes celulares, la reproducción y son el lugar de unión del ADN. La respiración en las bacterias ocurre en los mesosomas y en las algas verdiazules en las membranas citoplasmáticas.

Muchas bacterias depositan sustancias de reserva en el interior de la célula: polisacáridos, grasas, polifosfatos. Las sustancias de reserva, cuando se incluyen en el metabolismo, pueden prolongar la vida de una célula en ausencia de fuentes de energía externas.

(1 pared celular, 2 membrana citoplasmática externa, 3 cromosomas (molécula de ADN circular), 4 ribosomas, 5 mesosomas, 6 invaginación de la membrana citoplasmática externa, 7 vacuolas, 8 flagelos, 9 pilas de membranas, en las que se produce la fotosíntesis)

Como regla general, las bacterias se reproducen dividiéndose en dos. Después del alargamiento de las células, se forma gradualmente una partición transversal, que se coloca en la dirección de afuera hacia adentro, luego las células hijas divergen o permanecen conectadas en grupos característicos: cadenas, paquetes, etc. La bacteria E. coli duplica su número cada 20 minutos.

Las bacterias se caracterizan por la formación de esporas. Comienza con el desprendimiento de parte del citoplasma de la célula madre. La parte desprendida contiene un genoma y está rodeada por una membrana citoplasmática. Luego crece una pared celular, a menudo de varias capas, alrededor de la espora. En las bacterias, el proceso sexual se produce en forma de intercambio de información genética entre dos células. El proceso sexual aumenta la variabilidad hereditaria de los microorganismos.

La mayoría de los organismos vivos están unidos en el superreino de los eucariotas, que incluye el reino de las plantas, los hongos y los animales. Las células eucariotas son más grandes. células procariotas, constan de un aparato de superficie, un núcleo y un citoplasma.

tipo de lección: combinado.

Métodos: verbal, visual, práctico, búsqueda de problemas.

Objetivos de la lección

Educativo: profundizar el conocimiento de los estudiantes sobre la estructura de las células eucariotas, enseñarles a aplicarlas en clases prácticas.

De desarrollo: mejorar las habilidades de los estudiantes para trabajar con material didáctico; Desarrollar el pensamiento de los estudiantes ofreciéndoles tareas para comparar células procarióticas y eucariotas, células vegetales y células animales, identificando características similares y distintivas.

Equipo: cartel “Estructura de la membrana citoplasmática”; tarjetas de tareas; folleto (estructura de una célula procariótica, una célula vegetal típica, estructura de una célula animal).

Conexiones interdisciplinarias: botánica, zoología, anatomía y fisiología humana.

Plan de estudios

I. Momento organizacional

Comprobando la preparación para la lección.
Consultando la lista de estudiantes.
Comunicar el tema y los objetivos de la lección.

II. Aprendiendo nuevo material

División de organismos en pro y eucariotas.

Las células tienen formas muy variadas: algunas tienen forma redonda, otras parecen estrellas con muchos rayos, otras son alargadas, etc. Las células también varían en tamaño, desde las más pequeñas, difíciles de distinguir con un microscopio óptico, hasta perfectamente visibles a simple vista (por ejemplo, los huevos de peces y ranas).

Cualquier óvulo no fertilizado, incluidos los huevos de dinosaurio fosilizados gigantes que se conservan en los museos paleontológicos, también fue alguna vez una célula viva. Sin embargo, si hablamos de los elementos principales de la estructura interna, entonces todas las células son similares entre sí.

Procariotas (del lat. Pro- antes, antes, en lugar de y griego. karion– núcleo) son organismos cuyas células no tienen un núcleo rodeado de membrana, es decir todas las bacterias, incluidas las arqueobacterias y las cianobacterias. El número total de especies procarióticas es de aproximadamente 6000. Toda la información genética de una célula procariótica (genóforo) está contenida en una única molécula circular de ADN. Las mitocondrias y los cloroplastos están ausentes, y las funciones de respiración o fotosíntesis, que proporcionan energía a la célula, las realiza la membrana plasmática (Fig. 1). Los procariotas se reproducen sin un proceso sexual pronunciado dividiéndose en dos. Los procariotas son capaces de llevar a cabo una serie de procesos fisiológicos específicos: fijan nitrógeno molecular, realizan fermentación del ácido láctico, descomponen la madera y oxidan el azufre y el hierro.

Después de una conversación introductoria, los estudiantes repasan la estructura de una célula procariótica, comparando las principales características estructurales con los tipos de células eucariotas (Fig. 1).

Eucariotas - Se trata de organismos superiores que tienen un núcleo claramente definido, que está separado del citoplasma por una membrana (cariomembrana). Los eucariotas incluyen todos los animales y plantas superiores, así como algas, hongos y protozoos unicelulares y multicelulares. El ADN nuclear en los eucariotas está contenido en los cromosomas. Los eucariotas tienen orgánulos celulares delimitados por membranas.

Diferencias entre eucariotas y procariotas

– Los eucariotas tienen un núcleo real: el aparato genético de la célula eucariota está protegido por una membrana similar a la membrana de la propia célula.
– Los orgánulos incluidos en el citoplasma están rodeados por una membrana.

Estructura de las células vegetales y animales.

La célula de cualquier organismo es un sistema. Consta de tres partes interconectadas: cáscara, núcleo y citoplasma.

En tus estudios de botánica, zoología y anatomía humana, ya te has familiarizado con la estructura de varios tipos de células. Repasemos brevemente este material.

Ejercicio 1. Con base en la Figura 2, determine a qué organismos y tipos de tejido corresponden las células numeradas del 1 al 12. ¿Qué determina su forma?

Estructura y funciones de los orgánulos de las células vegetales y animales.

Utilizando las Figuras 3 y 4 y el Diccionario y Libro de Texto de Biología, los estudiantes completan una tabla comparando células animales y vegetales.

Mesa. Estructura y funciones de los orgánulos de las células vegetales y animales.

Orgánulos celulares	Estructura de orgánulos	Función	Presencia de orgánulos en las células.
			plantas	animales
cloroplasto	es un tipo de plastidio	Colorea las plantas de verde y permite que se produzca la fotosíntesis.
leucoplasto	La cáscara consta de dos membranas elementales; Interno, creciendo hacia el estroma, forma algunos tilacoides.	Sintetiza y acumula almidón, aceites, proteínas.
cromoplasto	Plástidos con colores amarillo, naranja y rojo, el color se debe a pigmentos - carotenoides.	Color rojo, amarillo de hojas de otoño, frutos jugosos, etc.
	Ocupa hasta el 90% del volumen de una célula madura, llena de savia celular.	Mantenimiento de turgencia, acumulación de sustancias de reserva y productos metabólicos, regulación de la presión osmótica, etc.
microtúbulos	Compuesto por la proteína tubulina, ubicada cerca de la membrana plasmática.	Participan en el depósito de celulosa en las paredes celulares y en el movimiento de diversos orgánulos en el citoplasma. Durante la división celular, los microtúbulos forman la base de la estructura del huso.
Membrana plasmática (PMM)	Consiste en una bicapa lipídica atravesada por proteínas sumergidas a diferentes profundidades.	Barrera, transporte de sustancias, comunicación entre células.
EPR suave	Sistema de tubos planos y ramificados.	Realiza la síntesis y liberación de lípidos.
EPR aproximado	Debe su nombre a los numerosos ribosomas ubicados en su superficie.	Síntesis, acumulación y transformación de proteínas para su liberación desde la célula al exterior.
	Rodeado por una doble membrana nuclear con poros. La membrana nuclear externa forma una estructura continua con la membrana del RE. Contiene uno o más nucléolos.	Portador de información hereditaria, centro de regulación de la actividad celular.
Pared celular	Está formado por largas moléculas de celulosa dispuestas en haces llamados microfibrillas.	Marco externo, carcasa protectora
Plasmodesmas	Pequeños canales citoplasmáticos que penetran las paredes celulares.	Unir protoplastos de células vecinas.
mitocondrias		Síntesis de ATP (almacenamiento de energía)
aparato de Golgi	Consiste en una pila de sacos planos llamados cisternas o dictiosomas.	Síntesis de polisacáridos, formación de CPM y lisosomas.
lisosomas		Digestión intracelular
ribosomas	Consta de dos subunidades desiguales - grandes y pequeños, en los que pueden disociarse	Sitio de biosíntesis de proteínas.
Citoplasma	Consiste en agua con una gran cantidad de sustancias disueltas que contienen glucosa, proteínas e iones.	Alberga otros orgánulos celulares y lleva a cabo todos los procesos del metabolismo celular.
Microfilamentos	Fibras formadas a partir de la proteína actina, generalmente dispuestas en haces cerca de la superficie de las células.	Participa en la motilidad celular y el cambio de forma.
centríolos	Puede ser parte del aparato mitótico de la célula. Una célula diploide contiene dos pares de centríolos.	Participar en el proceso de división celular en animales; en zoosporas de algas, musgos y protozoos forman cuerpos basales de cilios
microvellosidades	Protuberancias de la membrana plasmática	Aumentan la superficie exterior de la célula; las microvellosidades forman colectivamente el borde celular.

conclusiones

1. La pared celular, los plastidios y la vacuola central son exclusivos de las células vegetales.
2. Los lisosomas, centriolos y microvellosidades están presentes principalmente sólo en las células de los organismos animales.
3. Todos los demás orgánulos son característicos tanto de las células vegetales como de los animales.

Estructura de la membrana celular

La membrana celular se encuentra fuera de la célula, separando esta última del entorno externo o interno del cuerpo. Su base es el plasmalema (membrana celular) y el componente carbohidrato-proteico.

Funciones de la membrana celular:

– mantiene la forma de la célula y confiere resistencia mecánica a la célula y al cuerpo en su conjunto;
– protege la célula de daños mecánicos y de la entrada de compuestos nocivos en ella;
– realiza el reconocimiento de señales moleculares;
– regula el metabolismo entre la célula y el medio ambiente;
– lleva a cabo la interacción intercelular en un organismo multicelular.

Función de la pared celular:

– representa un marco exterior – una coraza protectora;
– asegura el transporte de sustancias (el agua, las sales y las moléculas de muchas sustancias orgánicas atraviesan la pared celular).

La capa exterior de las células animales, a diferencia de las paredes celulares de las plantas, es muy fina y elástica. No es visible al microscopio óptico y está formado por una variedad de polisacáridos y proteínas. La capa superficial de las células animales se llama glicocalix, realiza la función de conexión directa de las células animales con el entorno externo, con todas las sustancias que las rodean, pero no desempeña un papel de apoyo.

Debajo del glicocálix de la célula animal y de la pared celular de la célula vegetal se encuentra una membrana plasmática que linda directamente con el citoplasma. La membrana plasmática está formada por proteínas y lípidos. Están dispuestos de manera ordenada debido a diversas interacciones químicas entre sí. Las moléculas de lípidos en la membrana plasmática están dispuestas en dos filas y forman una bicapa lipídica continua. Las moléculas de proteínas no forman una capa continua, se ubican en la capa lipídica y se sumergen en ella a diferentes profundidades. Las moléculas de proteínas y lípidos son móviles.

Funciones de la membrana plasmática:

– forma una barrera que separa el contenido interno de la célula del entorno externo;
– proporciona transporte de sustancias;
– proporciona comunicación entre células en los tejidos de organismos multicelulares.

Entrada de sustancias a la célula.

La superficie de la célula no es continua. En la membrana citoplasmática hay numerosos orificios diminutos, poros, a través de los cuales, con o sin la ayuda de proteínas especiales, pueden penetrar iones y pequeñas moléculas en la célula. Además, algunos iones y moléculas pequeñas pueden ingresar a la célula directamente a través de la membrana. La entrada de los iones y moléculas más importantes a la célula no es una difusión pasiva, sino un transporte activo, que requiere un gasto de energía. El transporte de sustancias es selectivo. La permeabilidad selectiva de la membrana celular se llama semipermeabilidad.

Por fagocitosis En la célula entran grandes moléculas de sustancias orgánicas, como proteínas, polisacáridos, partículas de alimentos y bacterias. La fagocitosis ocurre con la participación de la membrana plasmática. En el punto donde la superficie de la célula entra en contacto con una partícula de cualquier sustancia densa, la membrana se dobla, forma una depresión y rodea la partícula, que se sumerge dentro de la célula en una “cápsula de membrana”. Se forma una vacuola digestiva y en ella se digieren las sustancias orgánicas que ingresan a la célula.

Las amebas, ciliados y leucocitos de animales y humanos se alimentan por fagocitosis. Los leucocitos absorben bacterias, así como una variedad de partículas sólidas que ingresan accidentalmente al cuerpo, protegiéndolo así de bacterias patógenas. La pared celular de plantas, bacterias y algas verdiazules impide la fagocitosis y, por tanto, en ellas no se realiza esta vía de entrada de sustancias a la célula.

A través de la membrana plasmática también penetran en la célula gotas de líquido que contienen diversas sustancias en estado disuelto y suspendido. pinocitosis. El proceso de absorción de líquidos es similar a la fagocitosis. Se sumerge una gota de líquido en el citoplasma en un "paquete de membrana". Las sustancias orgánicas que ingresan a la célula junto con el agua comienzan a digerirse bajo la influencia de las enzimas contenidas en el citoplasma. La pinocitosis está muy extendida en la naturaleza y la llevan a cabo células de todos los animales.

III. Reforzar el material aprendido.

¿En qué dos grandes grupos se dividen todos los organismos según la estructura de su núcleo?
¿Qué orgánulos son característicos únicamente de las células vegetales?
¿Qué orgánulos son exclusivos de las células animales?
¿En qué se diferencia la estructura de la membrana celular de plantas y animales?
¿Cuáles son las dos formas en que las sustancias ingresan a una célula?
¿Cuál es el significado de la fagocitosis para los animales?

Sólo hay dos tipos de organismos en la Tierra: eucariotas y procariotas. Se diferencian mucho en su estructura, origen y desarrollo evolutivo, lo que se analizará en detalle a continuación.

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Signos de una célula procariótica

Los procariotas también se llaman prenucleares. Una célula procariótica no tiene otros orgánulos que tengan una membrana membranosa (retículo endoplásmico, complejo de Golgi).

También son característicos de ellos los siguientes:

1. sin cáscara y no forma enlaces con proteínas. La información se transmite y lee continuamente.
2. Todos los procariotas son organismos haploides.
3. Las enzimas se encuentran en estado libre (de forma difusa).
4. Tienen la capacidad de formar esporas en condiciones desfavorables.
5. La presencia de plásmidos: pequeñas moléculas de ADN extracromosómico. Su función es la transferencia de información genética, aumentando la resistencia a muchos factores agresivos.
6. La presencia de flagelos y pili, formaciones proteicas externas necesarias para el movimiento.
7. Las vacuolas de gas son cavidades. Gracias a ellos, el cuerpo puede moverse en la columna de agua.
8. La pared celular de los procariotas (es decir, las bacterias) está formada por mureína.
9. Los principales métodos para obtener energía en los procariotas son la quimio y la fotosíntesis.

Estos incluyen bacterias y arqueas. Ejemplos de procariotas: espiroquetas, proteobacterias, cianobacterias, crenarqueotas.

¡Atención! A pesar de que los procariotas carecen de núcleo, tienen su equivalente: un nucleoide (una molécula de ADN circular sin cáscara) y ADN libre en forma de plásmidos.

Estructura de una célula procariota.

bacterias

Los representantes de este reino se encuentran entre los habitantes más antiguos de la Tierra y tienen una alta tasa de supervivencia en condiciones extremas.

Hay bacterias grampositivas y gramnegativas. Su principal diferencia radica en la estructura de la membrana celular. Los grampositivos tienen una cubierta más gruesa, hasta un 80% consiste en una base de mureína, así como polisacáridos y polipéptidos. Cuando se tiñen con Gram, dan un color violeta. La mayoría de estas bacterias son patógenas. Los gramnegativos tienen una pared más delgada, que está separada de la membrana por el espacio periplásmico. Sin embargo, dicha capa tiene mayor resistencia y es mucho más resistente a los efectos de los anticuerpos.

Las bacterias juegan un papel muy importante en la naturaleza:

1. Las cianobacterias (algas verdiazules) ayudan a mantener el nivel requerido de oxígeno en la atmósfera. Forman más de la mitad de todo el O2 de la Tierra.
2. Favorecen la descomposición de los restos orgánicos, interviniendo así en el ciclo de todas las sustancias y participan en la formación del suelo.
3. Fijadores de nitrógeno en raíces de leguminosas.
4. Depuran el agua de residuos, por ejemplo, de la industria metalúrgica.
5. Forman parte de la microflora de los organismos vivos, ayudando a maximizar la absorción de nutrientes.
6. Se utiliza en la industria alimentaria para la fermentación, así se producen quesos, requesón, alcohol y masas.

¡Atención! Además de su importancia positiva, las bacterias también desempeñan un papel negativo. Muchos de ellos causan enfermedades mortales, como el cólera, la fiebre tifoidea, la sífilis y la tuberculosis.

bacterias

arqueas

Anteriormente, se combinaron con bacterias en el reino único de Drobyanok. Sin embargo, con el tiempo, quedó claro que las arqueas tienen su propio camino de evolución individual y son muy diferentes de otros microorganismos en su composición bioquímica y metabolismo. Existen hasta 5 tipos, los más estudiados son euryarchaeota y crenarchaeota. Las características de las arqueas son:

• la mayoría de ellos son quimioautótrofos: sintetizan sustancias orgánicas a partir de dióxido de carbono, azúcar, amoníaco, iones metálicos e hidrógeno;
• desempeñan un papel clave en el ciclo del nitrógeno y el carbono;
• participar en la digestión en humanos y muchos rumiantes;
• tienen una cubierta de membrana más estable y duradera debido a la presencia de enlaces éter en los lípidos de glicerol-éter. Esto permite que las arqueas vivan en ambientes altamente alcalinos o ácidos, así como en altas temperaturas;
• la pared celular, a diferencia de las bacterias, no contiene peptidoglicano y está formada por pseudomureína.

Estructura de los eucariotas

Los eucariotas son un superreino de organismos cuyas células contienen un núcleo. Aparte de las arqueas y las bacterias, todos los seres vivos de la Tierra son eucariotas (por ejemplo, plantas, protozoos y animales). Las células pueden variar mucho en su forma, estructura, tamaño y funciones. A pesar de esto, son similares en los aspectos básicos de la vida, el metabolismo, el crecimiento, el desarrollo, la capacidad de irritarse y la variabilidad.

Las células eucariotas pueden ser cientos o miles de veces más grandes que las células procariotas. Incluyen el núcleo y el citoplasma con numerosos orgánulos membranosos y no membranosos. Los membranosos incluyen: retículo endoplásmico, lisosomas, complejo de Golgi, mitocondrias. No membrana: ribosomas, centro celular, microtúbulos, microfilamentos.

Estructura de los eucariotas

Comparemos células eucariotas de diferentes reinos.

El superreino de los eucariotas incluye los siguientes reinos:

• protozoos. Heterótrofos, algunos capaces de realizar la fotosíntesis (algas). Se reproducen de forma asexual, sexual y de forma sencilla en dos partes. La mayoría carece de pared celular;
• plantas. Son productores, el principal método de obtención de energía es la fotosíntesis. La mayoría de las plantas son inmóviles y se reproducen asexual, sexual y vegetativamente. La pared celular está hecha de celulosa;
• hongos. Multicelular. Los hay más bajos y más altos. Son organismos heterótrofos y no pueden moverse de forma independiente. Se reproducen asexual, sexual y vegetativamente. Almacenan glucógeno y tienen una fuerte pared celular hecha de quitina;
• animales. Hay 10 tipos: esponjas, gusanos, artrópodos, equinodermos, cordados y otros. Son organismos heterótrofos. Capaz de movimiento independiente. La principal sustancia de almacenamiento es el glucógeno. La pared celular está formada por quitina, al igual que en los hongos. El principal método de reproducción es sexual.

Tabla: Características comparativas de células vegetales y animales.

Estructura	célula vegetal	célula animal
Pared celular	Celulosa	Consiste en el glicocálix, una fina capa de proteínas, carbohidratos y lípidos.
Ubicación central	Ubicado más cerca de la pared.	Ubicado en la parte central
centro celular	Exclusivamente en algas inferiores	Presente
vacuolas	Contiene savia celular	Contráctil y digestivo.
Sustancia de repuesto	Almidón	glucógeno
plastidios	Tres tipos: cloroplastos, cromoplastos, leucoplastos.	Ninguno
Nutrición	autótrofo	heterótrofo

Comparación de procariotas y eucariotas

Las características estructurales de las células procarióticas y eucariotas son importantes, pero una de las principales diferencias se refiere al almacenamiento de material genético y al método de obtención de energía.

Los procariotas y eucariotas realizan la fotosíntesis de manera diferente. En los procariotas, este proceso tiene lugar en excrecencias de membranas (cromatóforos), dispuestas en pilas separadas. Las bacterias no tienen un fotosistema de flúor, por lo que no producen oxígeno, a diferencia de las algas verdiazules, que lo producen durante la fotólisis. Las fuentes de hidrógeno en los procariotas son el sulfuro de hidrógeno, H2, diversas sustancias orgánicas y agua. Los principales pigmentos son la bacterioclorofila (en las bacterias), la clorofila y las ficobilinas (en las cianobacterias).

De todos los eucariotas, sólo las plantas son capaces de realizar la fotosíntesis. Tienen formaciones especiales: cloroplastos, que contienen membranas dispuestas en granas o láminas. La presencia del fotosistema II permite la liberación de oxígeno a la atmósfera durante el proceso de fotólisis del agua. La única fuente de moléculas de hidrógeno es el agua. El pigmento principal es la clorofila y las ficobilinas están presentes sólo en las algas rojas.

Las principales diferencias y rasgos característicos de procariotas y eucariotas se presentan en la siguiente tabla.

Tabla: Similitudes y diferencias entre procariotas y eucariotas

Comparación	Procariotas	Eucariotas
tiempo de aparición	Más de 3.500 millones de años	Aproximadamente 1.200 millones de años
Tamaños de celda	Hasta 10 micras	De 10 a 100 µm
Cápsula	Comer. Realiza una función protectora. Asociado a la pared celular.	Ausente
Membrana de plasma	Comer	Comer
Pared celular	Compuesto de pectina o mureína	Sí, excepto animales.
cromosomas	En cambio, hay ADN circular. La traducción y la transcripción tienen lugar en el citoplasma.	Moléculas de ADN lineales. La traducción tiene lugar en el citoplasma y la transcripción en el núcleo.
ribosomas	Pequeño tipo 70S. Ubicado en el citoplasma.	De tipo 80S, de gran tamaño, puede adherirse al retículo endoplásmico y ubicarse en plastidios y mitocondrias.
Organoide encerrado en una membrana	Ninguno. Hay excrecencias de membrana: mesosomas.	Hay: mitocondrias, complejo de Golgi, centro celular, ER.
Citoplasma	Comer	Comer
	Ninguno	Comer
vacuolas	Gas (aerosomas)	Comer
cloroplastos	Ninguno. La fotosíntesis se lleva a cabo en bacterioclorofilas.	Presente sólo en plantas.
Plásmidos	Comer	Ninguno
Centro	Ausente	Comer
Microfilamentos y microtúbulos.	Ninguno	Comer
Métodos de división	Constricción, gemación, conjugación.	Mitosis, meiosis
Interacción o contactos	Ninguno	Plasmodesmos, desmosomas o septos.
Tipos de nutrición celular	Fotoautótrofo, fotoheterotrófico, quimioautótrofo, quimioheterotrófico	Endocitosis fototrófica (en plantas) y fagocitosis (en otras)

Diferencias entre procariotas y eucariotas

Similitudes y diferencias entre células procarióticas y eucariotas.

Conclusión

Comparar un organismo procariota y eucariota es un proceso bastante laborioso que requiere la consideración de muchos matices. Tienen mucho en común entre sí en términos de estructura, procesos en curso y propiedades de todos los seres vivos. Las diferencias radican en las funciones desempeñadas, los métodos de nutrición y la organización interna. Cualquier persona interesada en este tema puede utilizar esta información.

La célula procariótica es mucho más simple que las células animales y vegetales. En el exterior está recubierto por una pared celular que realiza funciones protectoras, formativas y de transporte. La rigidez de la pared celular la proporciona la mureína. A veces, la célula bacteriana está cubierta desde arriba con una cápsula o una capa mucosa.

El protoplasma de las bacterias, al igual que el de los eucariotas, está rodeado membrana de plasma. Las invaginaciones saculares, tubulares o laminares de la membrana contienen mesosomas implicados en el proceso respiratorio, bacterioclorofila y otros pigmentos. El material genético de los procariotas no forma un núcleo, sino que se localiza directamente en el citoplasma. El ADN bacteriano es una única molécula circular, cada una de las cuales consta de miles y millones de pares de nucleótidos. El genoma de una célula bacteriana es mucho más simple que el de las células de criaturas más desarrolladas: en promedio, el ADN bacteriano contiene varios miles de genes.

Ausente en células procarióticas retículo endoplásmico, A ribosomas flotan libremente en el citoplasma. Los procariotas no tienen mitocondrias; Sus funciones son realizadas parcialmente por la membrana celular.

Procariotas

Las bacterias son los organismos más pequeños con estructura celular; sus tamaños varían de 0,1 a 10 micras. Un punto de impresión típico puede albergar cientos de miles de bacterias de tamaño mediano. Las bacterias sólo se pueden ver a través de un microscopio, por eso se llaman microorganismos o microbios; Se están estudiando microorganismos. microbiología . La rama de la microbiología que estudia las bacterias se llama bacteriología . Esta ciencia comenzó Antonio van Leeuwenhoek en el siglo 17.

bacterias - los organismos más antiguos conocidos. Los rastros de la actividad vital de bacterias y algas verdiazules (estromatolitos) pertenecen al Arcaico y se remontan a 3.500 millones de años.

Debido a la posibilidad de intercambio de genes entre representantes de diferentes especies e incluso géneros, sistematizar los procariotas es bastante difícil. Aún no se ha construido una taxonomía satisfactoria de procariotas; Todos los sistemas existentes son artificiales y clasifican las bacterias según algún grupo de características, sin tener en cuenta su relación filogenética. Anteriormente, las bacterias junto con hongos Y algas incluido en el subreino de las plantas inferiores. Actualmente, las bacterias se clasifican como un superreino separado de los procariotas. El sistema de clasificación más común es sistema Bergey, que se basa en la estructura de la pared celular.

A finales del siglo XX, los científicos descubrieron que las células de un grupo de bacterias relativamente poco estudiado: arqueobacterias - contener ARNr, diferente en estructura tanto del r-RNA de procariotas como del r-RNA de eucariotas. La estructura del aparato genético de las arqueobacterias (presencia intrones y repitiendo secuencias, Procesando, forma ribosomas) los acerca a los eucariotas; Por otro lado, las arqueobacterias también presentan características típicas de los procariotas (ausencia de núcleo en la célula, presencia de flagelos, plásmidos y vacuolas de gas, tamaño del ARNr, fijación de nitrógeno). Finalmente, las arqueobacterias se diferencian de todos los demás organismos por la estructura de su pared celular, el tipo de fotosíntesis y algunas otras características. Las arqueobacterias son capaces de existir en condiciones extremas (por ejemplo, en aguas termales a temperaturas superiores a 100 ° C, en las profundidades del océano a una presión de 260 atm, en soluciones salinas saturadas (30% NaCl)). Algunas arqueobacterias producen metano, otras utilizan compuestos de azufre para producir energía.

Al parecer, las arqueobacterias son un grupo de organismos muy antiguo; Las posibilidades "extremas" indican las condiciones características de la superficie de la Tierra en era arcaica. Se cree que las arqueobacterias son las más cercanas a las hipotéticas “procélulas” que posteriormente dieron lugar a toda la diversidad de vida en la Tierra.

Recientemente ha quedado claro que existen tres tipos principales. ARNr, presentado, respectivamente, el primero, en células eucariotas, el segundo, en células de bacterias reales, así como en mitocondrias Y cloroplastos eucariotas, el tercero, en arqueobacterias. La investigación en genética molecular nos ha obligado a dar una nueva mirada a la teoría del origen de los eucariotas. Ahora se cree que tres ramas diferentes de procariotas evolucionaron simultáneamente en la Tierra antigua: arqueobacterias, eubacterias y urcariotas , caracterizado por diferentes estructuras y diferentes métodos de obtención de energía. Los urcariotas, que eran esencialmente el componente nuclear-citoplasmático de los eucariotas, se incluyeron posteriormente como simbiontes representantes de varios grupos de eubacterias, que se convirtieron en mitocondrias y cloroplastos de futuras células eucariotas.

Por lo tanto, el rango de clase previamente asignado a las arqueobacterias es claramente insuficiente. Actualmente, muchos investigadores tienden a dividir a los procariotas en dos reinos: arqueobacterias y bacterias reales (eubacterias ) o incluso separar las arqueobacterias en un superreino separado Archaea.

La clasificación de las bacterias reales se da en esquema.

EN célula bacteriana No hay núcleo, los cromosomas se encuentran libremente en el citoplasma. Además, la célula bacteriana carece de orgánulos de membrana: mitocondrias, EPS, aparato de Golgi etc. El exterior de la membrana celular está cubierto por una pared celular.

La mayoría de las bacterias se mueven pasivamente, utilizando corrientes de agua o aire. Sólo algunos de ellos tienen orgánulos de movimiento. flagelos . Los flagelos procarióticos tienen una estructura muy simple y están formados por la proteína flagelina, que forma un cilindro hueco con un diámetro de 10 a 20 nm. Se atornillan al medio, impulsando la célula hacia adelante. Al parecer, ésta es la única estructura conocida en la naturaleza que utiliza el principio de la rueda.

Según su forma, las bacterias se dividen en varios grupos:

cocos (tener forma redonda);

bacilos (tiene forma de varilla);

espirilla (tiene forma de espiral);

vibrios (tiene forma de coma).

Según el método de respiración, las bacterias se dividen en aerobios (la mayoría de las bacterias) y anaerobios (agentes causantes del tétanos, botulismo, gangrena gaseosa). Los primeros necesitan oxígeno para respirar; para los segundos, el oxígeno es inútil o incluso venenoso.

Las bacterias se reproducen dividiéndose aproximadamente cada 20 minutos (en condiciones favorables). El ADN se replica y cada célula hija recibe su propia copia del ADN original. También es posible la transferencia de ADN entre células que no se dividen (mediante la captura de ADN "desnudo", utilizando bacteriófagos o por conjugación , cuando las bacterias están conectadas entre sí mediante fimbrias copuladoras), sin embargo, no se produce un aumento en el número de individuos. La reproducción es impedida por los rayos del sol y los productos de su propia actividad vital.

El comportamiento de las bacterias no es particularmente complejo. Los receptores químicos registran cambios en la acidez del medio ambiente y la concentración de diversas sustancias: azúcares, aminoácidos, oxígeno. Muchas bacterias responden a los cambios de temperatura o luz, y algunas bacterias pueden sentir el campo magnético de la Tierra.

En condiciones desfavorables, la bacteria se cubre con una capa densa, el citoplasma se deshidrata y la actividad vital casi cesa. En este estado, las esporas bacterianas pueden permanecer en el vacío profundo durante horas y tolerar temperaturas de –240 °C a +100 °C.

Figura 1 - Imagen de una célula procariótica

Figura 4 - Estructura del flagelo de bacterias gramnegativas.
1 - hilo; 2 - gancho; 3 - cuerpo basal; 4 - varilla; 5 - anillo en L; 6 - anillo P; 7 - anillo en S; 8 - anillo M; 9 - CPM; 10 - espacio periplásmico; 11 - capa de peptidoglicano; 12 - membrana exterior

La estructura de las células de los procariotas inferiores es mucho más sencilla (Fig. 1). Además, la diferente estructura del aparato nuclear no es la única característica que distingue a una célula eucariota de una procariótica.

Uno de los principales componentes estructurales de una célula procariótica es membrana celular (Figuras 2, 3). La membrana celular de las bacterias incluye complejos moleculares complejos que consisten en proteínas, polisacáridos y sustancias grasas. Al ser rígido, sirve como una especie de esqueleto de la célula, dándole una determinada forma. La membrana celular de los procariotas forma una especie de barrera al paso de solutos del medio ambiente a la célula. Las células de cianobacterias están cubiertas por una capa de pectina elástica. En algunos tipos de bacterias, se forma una capa de moco en la superficie de la célula, formando una especie de caja: cápsula .

Las estructuras superficiales de las células de muchas bacterias incluyen flagelos, órganos de movimiento que son filamentos largos y muy delgados, en espiral, ondulados o curvos (Fig. 4).

Figura 3 - Pared celular de bacterias gramnegativas (A) y estructura de la molécula de lipopolisacárido (B).
A. Pared celular de bacterias gramnegativas 1 - membrana citoplasmática; 2 - capa de peptidoglicano; 3 - espacio periplásmico; 4 - moléculas de proteínas; 5 - fosfolípido; 6 - lipopolisacárido.
B. La estructura de la molécula de lipopolisacárido 1 - lípido A; 2 - núcleo interno de polisacárido; 3 - núcleo exterior de polisacárido; 4 - antígeno O

La longitud de los flagelos puede ser muchas veces mayor que la longitud del cuerpo de la bacteria. El número y ubicación de los flagelos son un rasgo característico de la especie. Algunos tipos de bacterias tienen un flagelo ( monotricos ), en otros, los flagelos se encuentran en haces en uno o ambos extremos de la célula ( lofotricos ), otros tienen un flagelo en ambos extremos de la célula ( anfitricos ), en el cuarto cubren toda la superficie de la célula ( perítrico ).

La membrana citoplasmática está muy adyacente a la cáscara. Tiene permeabilidad selectiva: permite que ciertas sustancias entren en la célula y eliminen otras sustancias de ella. Gracias a esta capacidad, la membrana desempeña el papel de orgánulo que concentra los nutrientes en el interior de la célula y facilita la eliminación de los productos de desecho al exterior. Dentro de la célula siempre hay una presión osmótica aumentada en comparación con el medio ambiente. La membrana citoplasmática asegura su permanencia. Además, es el lugar de localización de varios sistemas enzimáticos, en particular las enzimas redox asociadas con la producción de energía (en los eucariotas se encuentran en las mitocondrias). A diferencia de las células eucariotas, una célula procariótica no está dividida en compartimentos. Las células procarióticas no tienen complejo de Golgi ni mitocondrias y en ellas no existe movimiento direccional del citoplasma. Los fenómenos de pinocitosis y fagocitosis no son característicos de los procariotas. De los orgánulos, solo los ribosomas son similares a los ribosomas de los eucariotas.

Muchas células bacterianas tienen estructuras de membrana especiales. mesosomas Se forma como resultado de la retracción de la membrana citoplasmática hacia el interior de la célula. Su papel aún no se ha aclarado completamente. Existen suposiciones sobre la participación de los mesosomas en los procesos intracelulares más importantes de división celular, síntesis de sustancias de la membrana celular y en el metabolismo energético.