Características das células PROCARIOTE: estruturais e funcionais

O procariontes são o conjunto de organismos que incluem o bactérias ou eubactérias e arcos oarcheas. Juntos, eles são organismos onipresentes (eles estão por toda parte). Eles podem ser encontrados em todos os tipos de ambientes, desde o ambiente ácido do estômago até fontes termais subaquáticas. Sua estrutura é muito simples e seu tamanho é pequeno. Embora arqueas e bactérias apresentem diferenças importantes entre si, elas possuem uma série de características comuns típicas de todos os organismos procarióticos.

Nesta lição de um PROFESSOR, explicamos o que características das células procarióticas a nível estrutural e a nível funcional.

Os organismos procarióticos são organismos unicelulares com uma estrutura simples, a seguir veremos quais são as principais características estruturais do células procarióticas.

• Pequenas células, entre 1 e 15 μm no caso das arquéias e 1 e 30 μm no caso das bactérias.
• Células não compartimentadas, ou seja, não há divisão interna em compartimentos limitados por membranas. A única membrana nas células procarióticas é a membrana plasmática.

Isso significa que algumas das características das células procarióticas são:

1. Eles não têm núcleo: Como o nome sugere, as células procarióticas não têm núcleo. Seu material genético está imerso no citoplasma celular.
2. Eles não têm organelas membranosas, o que significa que todas as funções biológicas da célula ocorrem em um único espaço do citoplasma. No entanto, a membrana plasmática desses organismos apresenta dobras que penetram no citoplasma e que contêm enzimas que regulam alguns processos metabólicos, como a síntese de ATP ou fotossíntese em bactérias fotossintético. Essas invaginações da membrana celular são chamadas mesossomos.

Ao nível da membrana plasmática, existem diferenças entre arquéias e bactérias, pois elas têm uma composição lipídica diferente. As arquéias possuem ligações semelhantes a éter nos lipídios que constituem a membrana plasmática, em vez de ligações semelhantes a ésteres, como as encontradas em bactérias e células eucarióticas. No caso de algumas arquéias, a membrana plasmática é composta por uma única camada lipídica.

Estrutura cromossômica simples

Nas células procarióticas, todas as informações necessárias para a vida estão contidas em uma única molécula de DNA nu, de fita dupla e circular, fechado por uma ligação covalente, que é chamada cromossomo bacteriano. Além da informação genética contida nos referidos cromossomos, muitos procariotos possuem material genético extracromossômico, também em moléculas. de DNA circular e de fita dupla que contém informações genéticas que não são essenciais para o crescimento do organismo sob condições normal.

Essas estruturas extracromossômicas de DNA são chamadas plasmídeos. Os plasmídeos são pequenas moléculas que contêm apenas alguns genes, eles têm a capacidade de replicam-se independentemente do cromossomo bacteriano e podem ser transmitidos entre diferentes organismos procariontes. Os plasmídeos desempenham um papel importante na aquisição de resistência aos antibióticos pelas bactérias. Cada célula procariótica geralmente produz muitas cópias de um plasmídeo enquanto produz uma única cópia de seu cromossomo.

• Organismos unicelulares: Os procariotos são sempre organismos unicelulares, isso se deve à simplicidade estrutural da célula procariótica que impede o aparecimento de organismos multicelulares. O seu nível de estruturação não permite o aparecimento de mecanismos de coordenação e o aparecimento de células especializadas em determinadas funções; como acontece no caso da célula eucariótica.
• Presença da parede celular: Todos os organismos procarióticos têm uma cobertura externa que protege a membrana plasmática: a parede celular. É uma estrutura rígida que dá forma ao microrganismo. Existem diferenças na composição e estrutura da parede celular de bactérias e arquéias. No caso das arquéias, a parede celular não contém peptidoglicanos como nas bactérias, mas moléculas de composição semelhante chamadas pseudopeptidoglicanos. Além disso, a parede celular das arquéias também pode conter glicoproteínas ou proteínas. Existe um gênero de archea que não possui parede celular: Thermoplasma
• Presença da cápsula em muitos casos: Embora não seja uma estrutura presente em todos os organismos procarióticos, a cápsula está presente na maioria deles. É constituída por uma camada externa à parede celular de consistência gelatinosa, formada por proteínas, glicoproteínas e água; e que permite que procariontes adiram ao substrato e formem colônias por meio da agregação de vários indivíduos.
• Ausência de citoesqueleto: As células procarióticas não possuem um citoesqueleto (uma estrutura citoplasmática composta por microtúbulos) e a estrutura responsável por moldar esses organismos é sua parede celular.
• Presença de ribossomos: As únicas organelas presentes nos procariontes são os ribossomos. Os ribossomos são organelas não membranosas compostas por duas subunidades constituídas por RNA e proteínas. São organelas responsáveis ​​pela síntese de proteínas a partir das informações contidas nas moléculas de RNA mensageiro. O RNA ribossomal de arquéias e bactérias tem uma composição totalmente diferente e é uma das os critérios filogenéticos que permitem diferenciar esses dois organismos em domínios separados procariontes.

Continuamos a conhecer as características das células procarióticas para nos concentrarmos em sua função. O organismos procarióticos tem uma série de características funcionais que explica sua facilidade de colonizar todos os tipos de ambientes e se adaptam rapidamente às mudanças. As principais características funcionais dos procariotos são as seguintes:

Diversidade metabólica

A extrema adaptabilidade dos procariontes é determinada pela extrema flexibilidade de seu genoma (conjunto de genes que contém a informação genética de um organismo). Os organismos procarióticos têm a capacidade de duplicar, excluir ou alterar seus genes. Ou seja, eles apresentam uma taxa de mutação muito alta.

Além dessa alta capacidade de mutação, os procariotos têm a capacidade de trocar material genético com outros microrganismos presentes em seu ambiente, em um processo denominado transferência horizontal de genes.

A transferência horizontal de genes é um mecanismo especialmente importante no caso das arquéias. A transferência horizontal de genes permite que os procariontes adquiram adaptações ao ambiente presente em outros microrganismos, o que lhes permite colonizar rapidamente novos ambientes. Este mecanismo de transferência horizontal de genes constitui um poderoso força dominante na evolução dos procariontes e explicaria, por exemplo, o rápido aparecimento de resistência aos antibióticos em bactérias e especialmente em arquéias.

Reprodução sexual e para-sexual

Reprodução assexuada: Os procariontes se reproduzem por reprodução assexuada.

• Bipartição ou reprodução por fissão celular: é o tipo de reprodução mais simples, em que um indivíduo (célula) se divide para dar origem a duas células ou indivíduos. A divisão sucessiva por bipartição dá origem à criação de colônias de organismos clonais (com informações genéticas idênticas).
• Esporulação: este tipo de reprodução assexuada implica a formação de endosporos (formas de resistência) em resposta a condições ambientais desfavoráveis. Ocorre apenas em algumas bactérias, mas não em arqueas.

Reprodução parassexual: Recombinação genética em procariontes. A reprodução para-sexual é aquela em que dois organismos trocam informações genéticas ou adquirem novas informações genéticas de outro indivíduo. Esses mecanismos fornecem diversidade genética aos organismos procarióticos, pois graças a eles a recombinação do informação genética e permite, junto com a alta taxa de mutação, o surgimento de novas variantes das espécies de organismos procariontes.

Existem vários mecanismos de recombinação genética em procariotos.

• Transformação: É o processo pelo qual um organismo procariótico é capaz de incorporar DNA exógeno, proveniente de outros organismos procarióticos e que está livre no meio ambiente.
• Transdução: É a passagem de material genético de um indivíduo para outro por meio de um bacteriófago (vírus que infecta bactérias).
• Conjunção: Consiste na troca unidirecional de material genético de um indivíduo doador para um receptor, por meio do contato direto entre eles. Os plasmídeos são os elementos mais frequentemente transmitidos por esse mecanismo.

Crescimento rápido

A maioria dos organismos procarióticos se reproduz muito rapidamente, portanto, o tempo que passou tempo de geração (tempo desde o nascimento de uma geração até o nascimento da próxima) é muito curto. Para uma bactéria, o tempo médio de geração é de 20 minutos. O alto crescimento possibilita a rápida colonização de novos ambientes.