Modelos Celulares 1

Modelo de Célula Procariótica.
Por M en C Rafael Govea Villaseñor
Versión 1.8
Última modificación: 2020-03-15


El primer tipo de célula que existió es el procarióntico. El nombre deriva de pro- = antes,  cario- = núcleo y ont- = ser. Lo que puede ser entendido como el ser que existe desde antes de la aparición del organelo llamado núcleo. A este primer  tipo de célula se le llamó así en relación al segundo tipo celular, el eucarióntico; que era mejor conocido entonces y cuyo rasgo fundamental era poseer un núcleo verdadero.


Normalmente en el siglo XX  se decía que las células procarióticas carecían de núcleo y toda una serie de partes y peculiaridades que sí encontrábamos en las células eucarióticas. Esto era consecuencia del pequeño tamaño de las células procarióticas. Cómo la mayoría de éstas células oscila alrededor de 1 micrómetro, su interior está fuera de la resolución del microscopio óptico (0.21 micrómetros). Así que era poco lo que se podía mirar. Vean por ejemplo estas bacterias teñidas con la tinción de Gram:

Se ve las células (azules y rosas), pero no su interior, ni sus partes.

Esta definición de las células procarióticas como células sin núcleo es correcta, pero es una mala definición. Dado que no dice lo que es. Es como si definiéramos a un varón como un ser humano sin ovarios. Completamente cierto, pero no decimos lo que todo varón posee, testículos para empezar. 

La invención del microscopio electrónico permitió ver el interior de las células procarióticas y darnos cuenta que efectivamente no poseen núcleo celular, sino una estructura distinta denominada nucleoide. Vean la siguiente micrografía electrónica de una rebanada delgada de E.coli:

El nucleoide yace directamente en el citoplasma y en esencia es sólo una molécula circular de ADN. En efecto, cuando células de E. coli se les hace estallar liberan su molécula circular de ADN y podemos observarla con el microscopio electrónico:

El líquido que llena a la célula se llama Citoplasma (de cito- = célula y plasm- = fluido). Es decir el citoplasma es el fluido que llena a la célula. Está conformado por agua, PMI, PMO, oligomoléculas y macromoléculas disueltas en ella.  Su función es permitir la difusión de las moléculas de soluto y sus interacciones. 


Debido a la presencia de macromoléculas de proteína y ácidos nucleicos la mezcla que es el citoplasma pertenece al tipo de las soluciones coloidales. Lo cual implica una serie de propiedades peculiares.


Recientemente se publicó la simulación del citoplasma de Escherichia coli, una eubacteria. Demostrando que el citoplasma es un denso empaquetamiento de macromoléculas. Inserto su imagen:

Noten cómo las macromoléculas están densamente empaquetadas y se rozan unas con otras al moverse por el interior celular.



Una micrografía de una rebanada delgada de una bacteria muestra el citoplasma con esta apariencia;

El número 3 señala al citoplasma; el 2, a la membrana; el 1, a la pared y el 4, a un ribosoma.





Como el citoplasma es, no obstante lo anterior, un fluido -él carece de forma y fluye por las paredes de su recipiente. En el caso de las células el recipiente que encierra al citoplasma por todos lados es la Membrana Plasmática. 

Noten como las moléculas lipídicas se autoacomodan en una doble capa.

La membrana es una doble capa de millones de moléculas de lípidos autoensambladas para encarar con sus regiones hidrofílicas al agua del citoplasma y la del medio extracelular. 

Insertadas a su través se encuentran multitud de macromoléculas de proteínas que le otorgan toda una serie de propiedades funcionales al papel de barrera que lleva a cabo la bicapa lipídica de la membrana. La principal función de la membrana es controlar el paso de sustancias a su través.

Noten como unas sustancias atraviesan la bicapa lipídica y otras no lo hacen.

Rodeando completamente a la membrana se encuentra frecuentemente una Pared Celular hecha de una macromolécula llamada péptido-glucano, misma que forma una especie de malla que refuerza a la membrana plasmática.

La pared celular es delgada entre las eubacterias gram-negativas y ocupa una posición análoga al relleno de un emparedado cuyos panes son la membrana plasmática y una membrana externa. En contraste la pared celular en las eubacterias gram-positivas es gruesa y sólo yace sobre la membrana plasmática. Más sobre la Pared celular en este enlace.

Esquema de la pared celular de bacterias gram positivas vs gram negativas

Dentro del citoplasma hay miles de pequeñas partículas llamadas Ribosomas 70S ( de ribo- = ácido ribonucleico y -soma = cuerpo) cuya función es la de fabricar las proteínas de la célula. Los ribosomas miden unas 2 decenas de nanómetros (nm) y la mitad de su masa está conformada por unas 50 proteínas y el resto por tres ARN ribosomales.

Los ribosomas  procarióticos se denominan 70S (svedvergs) por ser esa la velocidad de sedimentación a la cual se separan por ultracentrifugación. Cada uno de ellos está formado de 2 subunidades (la mayor y la menor). Como pueden verse en la microfotografía que sigue. Noten el tamaño comparado con la barra de referencia. En una célula procariótica hay entre 10 mil a 70 mil ribosomas.

¿De  qué color es la flecha que señala a la subunidad menor?



Muchas células procarióticas tienen un organelo motriz denominado Flagelo debido a su apariencia al microscopio óptico. Este organelo rota sobre su eje, posee un motor que usa energía protón-motriz. 

Por ello no debe confundirse con los undulipodios, los organelos motrices de las células eucarióticas, pues mientras los primeros son más pequeños, carecen de una envoltura membranosa, están conformados por flagelina, usan un gradiente de iones de H+ como fuente de energía y rotan; los segundos son mucho más grandes, poseen una membrana que los recubre, están hechos de tubulina, usan ATP como fuente de energía y ondulan.

Vean la foto de una bacteria del género Vibrio con un sólo flagelo:

Ahora vean la foto de una bacteria Pseudomona sp. con varios flagelos:

También hay bacterias con muchos flagelos como esta Salmonella enteritidis:

Pueden ver más información sobre los flagelos en este enlace.




Algunas bacterias poseen Mesosomas, unas prolongaciones de la membrana plasmática que aumentan la superficie funcional de ésta. Además de estar implicada en la división celular. 

Vean la foto de una rebanada delgada al microscopio electrónico de transmisión de Microccocus Lysodeikticus (gram positiva) y al microscopio electrónico de barrido de una preparación por criofractura de una célula de Bacteroides melaninogenicus (gram negativa):

 La barra de referencia mide 1 micrómetro y la m = mesosoma, cm = membrana citoplásmica, n = nucleoide, cw = pared celular y om = membrana externa.





Muchas bacterias Gram-negativas tienen una serie de filamentos transversales a su membrana externa, se llaman Pili (pil- = pelo) constituidas por la proteína pilina con una proteína adhesina que reconoce los azúcares de las proteínas exteriores de las células    eucarióticas. 


Los Pili son importantes para adherirse a las superficies (como la pared de nuestro intestino y facilitarles infectarnos). Por lo tanto son importantes factores de patogenecidad al reconocer de manera específica a su hospedador. 

Vean estas bacterias cuyos pili permiten adherirse a proteínas membranales de células eucarióticas.

Noten como este pili le permite a una bacteria tomar el ADN (mancha roja) de su entorno. Piquen en enlace.


Tomado de: * https://www.express.co.uk/videos/5797524909001/Incredible-moment-bacteria-ENGULFS-DNA-to-evolve También pueden ir a este sitio de noticias: https://www.nytimes.com/2018/06/14/science/bacteria-harpoons-dna.html