Lowesorganismo unicelularSu material genético, maquinaria enzimática, proteínas y otras moléculas esenciales para la vida están confinados dentro de una sola célula. Como tales, son entidades biológicas extremadamente complejas, a menudo de tamaño muy pequeño.
De los tres dominios de la vida, dos de ellos (arqueas y bacterias) están formados por organismos unicelulares. Además de ser unicelulares, estos procariotas carecen de núcleo y son sumamente diversos y abundantes.
En el campo restante, los eucariotas, encontramos organismos unicelulares y pluricelulares. Entre los organismos unicelulares tenemos los protozoos, algunos hongos y algunas algas.
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caracteristica principal
Hace unos 200 años, los biólogos de la época pensaban que los organismos unicelulares eran relativamente simples. Esta conclusión se debe a la poca información que recibieron del metraje utilizado para la visualización.
Hoy, gracias a los avances tecnológicos asociados a la microscopía, podemos visualizar las complejas redes estructurales que poseen los organismos unicelulares y la enorme diversidad que exhiben estos linajes. A continuación comentamos las estructuras más relevantes en los organismos unicelulares (eucariotas y procariotas).
Componentes de las células procarióticas.
material genético
La característica más destacada escélulas procariotasHay una falta de membranas celulares entre el material genético. Es decir, no existe ningún núcleo atómico real.
A diferencia de,Nitrógeno amoniacalEstá ubicado en una estructura prominente: el cromosoma. En la mayoría de las bacterias y arqueas, el ADN está organizado en un gran cromosoma circular asociado a proteínas.
En bacterias modelo comoEscherichia coli(Hablaremos más sobre su biología en los siguientes capítulos) Los cromosomas alcanzan una longitud lineal de 1 milímetro, casi 500 veces el tamaño de una célula.
Para almacenar todo esto, el ADN debe asumir una conformación superenrollada. Este ejemplo se puede extrapolar a la mayoría de los miembros bacterianos. Las regiones físicas donde reside esta estructura compacta de material genético se denominan nucleoides.
Además de los cromosomas, los procariotas pueden poseer cientos de pequeñas moléculas de ADN adicionales llamadas plásmidos.
Al igual que los cromosomas, codifican un gen específico pero están físicamente aislados de él. Dado que son útiles en situaciones muy concretas, forman una especie de elemento genético auxiliar.
ribosoma
Para producir proteínas, las células procarióticas cuentan con una compleja maquinaria enzimática llamadaribosoma, distribuidos por toda la célula. Cada célula puede contener alrededor de 10.000 ribosomas.
maquinaria fotosintética
bacterias transportadasfotosíntesisTienen un mecanismo extra que capta la luz solar y la convierte en energía química. Las membranas de las bacterias fotosintéticas tienen invaginaciones en las que se almacenan las enzimas y pigmentos que necesitan para llevar a cabo reacciones complejas.
Estas vesículas fotosintéticas pueden permanecer adheridas a la membrana plasmática o pueden desprenderse y localizarse dentro de la célula.
citoesqueleto
Como sugiere el nombre, el citoesqueleto es el esqueleto de la célula. La base de la estructura está formada por fibras proteicas que son esenciales para el proceso de división celular y para mantener la forma celular.
Estudios recientes han demostrado que el citoesqueleto de los procariotas está compuesto por redes filamentosas complejas y que no es tan simple como se pensaba anteriormente.
organelos celulares en procariotas
Históricamente, una de las características más distintivas de los procariotas ha sido la falta de compartimentos u orgánulos internos.
Hoy en día, se acepta generalmente que las bacterias tienen tipos específicos de orgánulos (compartimentos rodeados por membranas) asociados con depósitos de iones de calcio, cristales minerales implicados en la orientación celular y enzimas.
Componentes de las células eucariotas unicelulares.
En el linaje eucariota también tenemos organismos unicelulares. Se caracterizan por tener material genético confinado dentro de orgánulos rodeados por membranas dinámicas y complejas.
La maquinaria para producir proteínas también está formada por ribosomas en estos organismos. Sin embargo, en los eucariotas son más grandes. De hecho, la diferencia en el tamaño de los ribosomas fue una de las principales diferencias entre los dos grupos.
Las células eucariotas son más complejas que las células procariotas descritas en la sección anterior porque tienen subcompartimentos rodeados por una o más membranas llamadas orgánulos. Entre ellos se encuentran las mitocondrias, el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi, las vacuolas y los lisosomas.
Los organismos con capacidad de realizar la fotosíntesis tienen maquinaria enzimática y pigmentos almacenados en estructuras llamadas plastidios. Los más conocidos son los cloroplastos, aunque también existen amiloplastos, cromoplastos y xantoplastos, entre otros.
Algunos eucariotas unicelulares tienen paredes celulares, como las algas y los hongos (aunque se diferencian químicamente).
Diferencia entre bacterias y arqueas Compare la diferencia entre términos similares
Como mencionamos, los dominios arqueales y bacterianos están compuestos por individuos unicelulares. Sin embargo, el hecho de que este rasgo sea compartido no significa que los linajes sean los mismos.
Si comparamos minuciosamente los dos grupos, nos damos cuenta de que son tan diferentes como nosotros (o cualquier otro mamífero) de los peces. La diferencia fundamental es la siguiente.
membrana celular
Comenzando por el límite celular, las moléculas que forman las paredes y membranas celulares de los dos linajes difieren considerablemente. En las bacterias, los fosfolípidos consisten en ácidos grasos unidos al glicerol. Por el contrario, las arqueas presentan fosfolípidos (isoprenoides) altamente ramificados anclados en glicerol.
Además, los enlaces que forman los fosfolípidos también son diferentes, lo que da como resultado membranas más estables en las arqueas. Como resultado, las arqueas pueden vivir en ambientes con temperaturas, pH y otras condiciones extremas.
pared celular
La pared celular es la estructura que protege al organismo celular de la presión osmótica generada por la diferencia de concentración entre el interior de la célula y el ambiente, formando una especie de exoesqueleto.
En general, las células presentan altas concentraciones de solutos. Según los principios de ósmosis y difusión, el agua ingresa a la célula y hace que se hinche.volumen。
Debido a su fuerte estructura fibrosa, la pared protege a las células de la rotura. En las bacterias, el principal componente estructural es el peptidoglicano, aunque pueden estar presentes algunas moléculas, como los glicolípidos.
En el caso de las arqueas, la naturaleza de la pared celular es muy variable y en algunos casos desconocida. Sin embargo, hasta la fecha no se ha identificado peptidoglicano en estudios.
organización del genoma
En términos de la organización estructural de su material genético, las arqueas son más similares a los eucariotas en que los genes están interrumpidos por regiones que no se traducen, llamadas intrones; el término para las regiones que se traducen es "exones".
Por el contrario, la organización de los genomas bacterianos tiene lugar principalmente en operones, donde los genes se encuentran uno tras otro en unidades funcionales, sin interrupción.
Diferencias con los organismos multicelulares.
La diferencia clave entre organismos multicelulares y unicelulares es la cantidad de células que componen el organismo.
Los organismos multicelulares están compuestos por múltiples células, cada una de las cuales suele estar especializada en una tarea específica, y la división de tareas es una de sus características más destacadas.
En otras palabras, la división de tareas se produce porque las células ya no necesitan realizar todas las actividades necesarias para mantener vivo el organismo.
Por ejemplo, las células neuronales realizan tareas completamente diferentes a las de los riñones o las musculares.
Esta diferencia en las tareas realizadas se manifiesta como una diferencia morfológica. Es decir, no todas las células que forman un organismo multicelular tienen la misma forma: las neuronas tienen forma de árbol, las células musculares son alargadas, etc.
Las células especializadas de los organismos multicelulares se dividen en tejidos, y estos tejidos se dividen en órganos. Los órganos que realizan funciones similares o complementarias se agrupan en sistemas. Así, tenemos una organización jerárquica estructural que no existe en entidades unicelulares.
reproducción
reproducción asexual
Los organismos unicelulares se reproducen asexualmente. Tenga en cuenta que en estos organismos no existen estructuras especiales involucradas en la reproducción como en los organismos multicelulares de diferentes especies.
En este tipo de reproducción asexual, los padres no necesitan una pareja sexual ni la fusión de gametos para producir descendencia.
Existen diferentes formas de clasificar la reproducción asexual, generalmente en referencia al plano o forma de división que utiliza un organismo para dividirse.
Un tipo común es la fisión binaria, en la que un individuo produce dos organismos idénticos al padre. Algunos tienen la capacidad de sufrir fisión, produciendo más de dos descendientes, lo que se conoce como fisión múltiple.
Otro tipo es la gemación, donde un organismo produce un organismo más pequeño. En estos casos, el organismo parental germinará, seguirá creciendo hasta alcanzar un tamaño adecuado y luego se separará de su padre. Otros organismos unicelulares pueden reproducirse formando esporas.
Aunque la reproducción asexual es típica de organismos unicelulares, no es exclusiva de este linaje. Ciertos organismos multicelulares, como algas, esponjas, equinodermos, etc., pueden reproducirse de esta forma.
transferencia horizontal de genes
Aunque los procariotas no se reproducen sexualmente, pueden intercambiar material genético con otros individuos mediante un evento llamado transferencia horizontal de genes. Este intercambio no implica la transferencia de material de padres a hijos, sino que ocurre entre individuos de la misma generación.
Esto ocurre a través de tres mecanismos básicos: conjugación, transformación y transducción. En el primer tipo, se pueden intercambiar largos tramos de ADN a través de la conexión física entre dos individuos a través de pili sexuales.
En ambos mecanismos, el tamaño del ADN intercambiado es menor. La transformación es la adquisición de ADN desnudo por parte de las bacterias y la transducción es la aceptación de ADN extraño debido a una infección viral.
Rico
La vida se puede dividir en tres dominios principales: Archaea, Bacteria y Eukarya. Los dos primeros son procariotas porque sus núcleos no están rodeados de membranas y ambos son organismos unicelulares.
Según las estimaciones actuales, hay más de 3,1030Individuos bacterianos y arqueales en la Tierra, la mayoría de los cuales no tienen nombre ni descripción. De hecho, nuestros propios cuerpos están formados por poblaciones dinámicas de estos organismos con los que hemos entablado una relación simbiótica.
Nutrición
La nutrición de los organismos unicelulares es extremadamente diversa. hay tantosheterótrofoscomo autótrofo.
Los primeros deben obtener alimento del medio ambiente, normalmente mediante fagocitosis de partículas de nutrientes. La variante autótrofa tiene todos los mecanismos necesarios para convertir la energía luminosa en energía química y almacenarla en azúcares.
Como cualquier organismo vivo, los organismos unicelulares requieren ciertos nutrientes, como agua, fuentes de carbono, iones minerales, etc., para un crecimiento y reproducción óptimos. Sin embargo, algunos también requieren nutrientes específicos.
Ejemplos de organismos unicelulares.
Debido a la diversidad de organismos unicelulares, es difícil enumerar ejemplos. Sin embargo, nos referiremos a organismos modelo en biología así como a organismos de relevancia médica e industrial:
Escherichia coli
Sin duda, los organismos mejor estudiados son las bacterias.coli.Aunque algunas cepas pueden tener efectos negativos para la salud,Escherichia coliEs una parte normal y abundante de la microbiota humana.
Es beneficioso mirar desde diferentes ángulos. En nuestro tracto digestivo, las bacterias ayudan a producir ciertas vitaminas y excluyen competitivamente los microbios patógenos que podrían ingresar a nuestro cuerpo.
Además, es uno de los organismos modelo más utilizados en laboratorios biológicos y resulta de gran utilidad para descubrimientos científicos.
tripanosoma cruzi
Es un parásito protozoario que vive dentro de las células y causa la enfermedad de Chagas. Se considera un importante problema de salud pública en más de 17 países tropicales.
Una de las características más destacadas de este parásito es la presencia de flagelos y mitocondrias individuales para la locomoción. Se transmiten a los mamíferos huéspedes por insectos del orden Hemiptera conocidos como chinches triatominos.
Otros ejemplos de microorganismos songiardiana,euglena,Plasmodio,paramecio,Saccharomyces cerevisiae,Entre otras cosas.
referencia
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- Baker, GC, Smith, JJ y Cowan, DA (2003). Revisión y reanálisis de cebadores 16S específicos de dominio.Revista de métodos microbiológicos,55(3), 541-555.
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