Células Eucariotas vs Procariotas

Bacteria, Arquea y Virus (Cap. 24)

• Todos los organismos vivos comparten características comunes, incluyendo membranas celulares, ribosomas y vías metabólicas como la glucólisis.
• La replicación de ADN es semiconservativa y utilizan el mismo código genético para codificar proteínas.
• Estas características sugieren un ancestro común para todos los organismos vivos.
• Las bacterias y las arqueas son procariotas, organismos unicelulares sin núcleo ni orgánulos rodeados de membranas.
• Las bacterias y arqueas no son grupos monofiléticos.

Árbol de la vida

• El árbol de la vida muestra los dominios Bacteria, Arquea y Eukarya (plantas, animales y hongos).
• La vida tuvo dos eventos de endosimbiosis que dieron lugar a las mitocondrias y los cloroplastos respectivamente de los eucariotas.

Procariotas y Eucariotas

• Las células procariotas se dividen por fisión binaria, no por meiosis.
• El ADN procariota no está encerrado en un núcleo y suele ser una molécula circular.
• Los procariotas carecen de orgánulos unidos a membranas.
• Los eucariotas comparten un ancestro común con las arqueas pero sus mitocondrias y cloroplastos se desarrollaron por endosimbiosis con bacterias.
• La mayoría de los genes eucariotas están relacionados con los de las arqueas; otros con los de las bacterias.
• El tamaño pequeño de los procariotas dificultó su estudio durante mucho tiempo.

Diferencias entre células eucarióticas y procarioticas

• Las células eucariotas tienen un núcleo unido a la membrana que contiene el ADN.
• Las células procariotas no tienen un núcleo.
• Las células procariotas son más pequeñas.

Procariotas

• La taxonomía pre-secuenciación del ADN de las bacterias se basaba en la forma, color, motilidad, nutrición, sensibilidad a los antibióticos y la estructura de la pared celular.
• Las paredes celulares bacterianas contienen peptidoglicano, un polímero de aminoazúcares; ausente en Archeas y Eukaria.
• El peptidoglicano es el blanco de muchos antibióticos.

Formas de células bacterianas

• Las formas comunes de las bacterias son cocos (esféricas), bacilos (en forma de bastón) y espirilos (en espiral).
• Las arqueas exhiben una variedad de formas, incluyendo cocos, bacilos y formas más inusuales.

Relaciones evolutivas

• La secuenciación del rRNA ha aclarado las relaciones evolutivas entre los organismos.
• El rRNA es evolutivamente antiguo y tiene similitudes entre todos los organismos.
• Existe una transferencia horizontal de genes entre organismos.

Transferencia lateral de genes

• Las interacciones entre las especies pueden resultar en la transferencia horizontal de genes.
• Esta transferencia puede generar nuevas funciones adaptativas para la especie receptora.
• Los genes de resistencia a los antibióticos son ejemplos de transferencia lateral.

Procariotas

• Se han descrito muchas especies de procariotas.
• La mayoría se resiste a los cultivos puros.
• Las técnicas genómicas permiten el estudio de las comunidades microbianas (genómica ambiental).
• El número de procariotas en la Tierra es mucho mayor que el de otros organismos.

Diversidad de procariotas (Bacteria)

• Las bacterias se organizan en diferentes grupos con características específicas.
• Las bacterias hipertermófilas prosperan en condiciones extremas.
• Las bacterias Gram + con bajo contenido GC producen endosporas.
• Las actinobacterias producen muchos antibióticos.
• Las cianobacterias se caracterizan por ser fotosintéticas.
• Las espiroquetas son bacterias mótiles.
• Las clamidias son parásitos celulares.
• Las proteobacterias son el grupo más grande y diversas de bacterias.

Diversidad de procariotas (Arquea)

• Las arqueas se separan del dominio Bacteria basado en rRNA y las secuencias del genoma.
• Las arqueas existen en diferentes ambientes extremos (halófilos, termófilos, metanógenos).

Comunidades ecológicas dependientes de procariotas

• Las procariotas viven en comunidades y forman biopelículas, con una estructura compleja.
• Las biopelículas pueden ser difíciles de tratar con los antibióticos.
• Los estromatolitos, capas fósiles de biopelículas, son parte de las comunidades microbianas.
• El quorum sensing es un tipo de comunicación entre bacterias en las biopelículas.

Procariotas viven dentro y sobre otros organismos

• Los microbiomas son comunidades de bacterias que viven en y sobre los organismos.
• Los microbiomas son esenciales para la salud humana.

Algunas bacterias son patógenas

• Los postulados de Koch ayudan a determinar si un microorganismo causa una enfermedad.
• Para que una bacteria sea patógena debe entrar y multiplicarse en un hospedero.

Metabolismo en procariotas

• Los procariotas exhiben muchos tipos de metabolismo energético, incluyendo los procesos que no requieren oxígeno.
• Los fotoautótrofos y los quimioautótrofos son dos tipos de metabolismo.
• Los quimioheterótrofos obtienen energía a partir de otros compuestos orgánicos.

Ciclo de nutrientes

• Los procesos de desnitrificación y nitrificación son importantes en los ciclos de nitrógeno y fósforo.
• Muchas bacterias juegan un papel crucial en los ciclos biogeoquímicos.

Virus

• Los virus no son células, sino que derivan de organismos vivos.
• Poseen ADN y ARN.
• Infectan todas las formas de vida celular.
• Los virus se replican dentro de las células huésped.
• Se relacionan con otros organismos y evolucionan.

Múltiples orígenes de los virus

• Existen múltiples orígenes de los virus. Algunos pueden haber derivado de células que perdieron su estructura celular.
• Existen los retrovirus, los de ARN bicatenario y los de ARN monocatenario.
• Los virus son parásitos obligatorios, dependen de las células hospedadoras para su replicación.

Virus para combatir infecciones bacterianas

• Los bacteriófagos (virus bacterianos) pueden ser usados para tratar infecciones bacterianas.
• Los bacteriófagos son una alternativa a los antibióticos.