Cómo la estructura y función procariotas se relacionan con el comportamiento y la identificación

Procariotas

Eche un vistazo a esta roca; esas áreas oscuras son bacterias fosilizadas que existieron hace aproximadamente dos mil millones de años. ¿Qué tan genial hubiera sido ver estas cosas vivas? Bueno, para hacer esto, podrías inventar una máquina del tiempo y viajar a los primeros días de la historia de la Tierra o simplemente podrías reservar un viaje a Sudamérica. En los lodos de las profundidades marinas frente a las costas de Chile, se han descubierto bacterias vivas, casi idénticas a estos fósiles. Ahora las bacterias son miembros de un amplio grupo de organismos generalmente unicelulares sin orgánulos distantes llamados procariotas . Los otros miembros de este grupo son las Archaea. Los procariotas fosilizados más antiguos tienen aproximadamente 3.500 millones de años, por lo que unos mil millones de años más jóvenes que la Tierra misma, y ​​muchos apenas han cambiado porque están muy bien adaptados a ciertos entornos. Entonces, esto significa que no tienen mucha diversidad, ¿verdad? Incorrecto. Los procariotas muestran la mayor cantidad de diversidad del planeta entre los seres vivos y, como puede atestiguar cualquiera que haya oído hablar de la peste bubónica, cada especie puede tener un gran impacto. Entonces, ¿cómo sabemos cuál es cuál? Bueno, echemos un vistazo a algunas formas comunes de identificar a nuestros procariotas.

Morfología

Bien, comencemos a encontrar formas de reducir las muchas especies de procariotas para identificar muestras específicas. Ahora, las bacterias y las arqueas son muy similares en apariencia y función celular, así que de buenas a primeras voy a hacer esto más fácil y ayudarnos a identificar este espécimen como una bacteria. Entonces, ¿cómo comenzamos a identificar una especie específica? Una gran forma es a través de la morfología o la estructura de los organismos. Al principio, muchos procariotas se parecen a nosotros, pero hay formas de aclarar las diferencias. Uno de los métodos más básicos es la prueba de tinción de Gram , en la que se utiliza un tinte para detectar la molécula de peptidoglicano. Los procariotas simples tienen paredes celulares simples con mucho peptidoglicano, que llamamos grampositivos y otros tienen paredes celulares más complejas con poco peptidoglicano, llamados gramnegativos . Esa es una forma sencilla de comenzar a identificar el tipo de bacteria en una muestra. Por supuesto, también podemos simplemente mirar su forma. Hay tres formas procariotas básicas que se encuentran tanto en bacterias como en arqueas. Son cocos o esféricos, bacilos o en forma de varilla, y hélices o retorcidos. Si puede identificar la forma, está en el camino correcto para identificar su bacteria misteriosa.

Motilidad

Ahora, en general, podemos identificar la mayoría de los procariotas usando solo pruebas de tinción y morfología, pero estemos más seguros aquí. Otro factor que podemos observar es la motilidad , la capacidad de controlar el movimiento direccional. Mira esta bacteria; esto es E. coli, una bacteria desagradable que puede ser bastante dañina. ¿Ves esas fibras largas, parecidas a cabellos? Esos son flagelos y se mueven hacia adelante y hacia atrás para ayudar a que las células bacterianas se muevan. Muchas veces también se utilizan para ayudar a que las bacterias se unan y formen colonias más grandes. E. coli aquí tiene una motilidad bastante buena ya que tiene múltiples flagelos. Aproximadamente la mitad de todos los procariotas son móviles hasta cierto punto, y se utilizan principalmente para escapar del peligro. Pero nuestra muestra aquí no muestra signos de motilidad, por lo que podemos tachar a los moto-procariotas de la lista de posibles sospechosos.

Reproducción

Bien, a partir de aquí, veamos la reproducción . La mayoría de los procariotas se reproducen asexualmente , sin pareja sexual, a través de un proceso llamado fisión binaria . Básicamente, el organismo replica su material genético y luego se divide en dos células del mismo tamaño, esencialmente clonándose a sí mismo a menos que ocurran mutaciones, lo que permite nuevas adaptaciones. Ahora los procariotas pueden reproducirse muy rápidamente, pero lo hacen a diferentes velocidades. Así que esta es otra forma de ayudar a identificarlos. En condiciones ideales, muchos procariotas pueden reproducirse aproximadamente cada 20-30 minutos. Entonces, si comienza con uno, en media hora tendrá dos, en una hora, tendrá cuatro, luego ocho, 16, 32, 64, y así sucesivamente. Es por eso que las infecciones bacterianas pueden salirse de control tan rápido. Ahora hicimos algunas pruebas en esta muestra y descubrimos que la condición ideal para que esta especie se reproduzca es un ambiente húmedo de 37 grados Celsius. Esa es exactamente la misma temperatura que el cuerpo humano y saber esto nos ayuda a identificar a nuestro culpable.

Diversidad metabólica

Estamos muy cerca de identificar nuestro procariota, pero veamos un factor más. La diversidad metabólica es la forma en que el organismo produce energía. La gran mayoría de los no procariotas obtienen energía de una de dos formas: los heterótrofos consumen orgánicos para obtener energía, mientras que los autótrofos usan dióxido de carbono para generar energía. Sin embargo, los procariotas tienen una gama más amplia de formas de extraer energía mediante estos procesos. Los fotótrofos crean energía a partir de la luz y los quimiótrofos generan energía a partir de sustancias químicas en sus entornos. Esas son las categorías básicas, y los procariotas pueden combinarse y combinarse entre ellas para desarrollar los sistemas de producción de energía más eficientes para sus entornos. Por ejemplo, un fotoautótrofo usa luz y CO2 para producir energía, mientras que un fotoheterótrofo usa luz y materia orgánica para crear energía. Nuestro procariota misterioso en realidad fermenta energía sin el uso de oxígeno, lo que nos ayuda a reducirla aún más. Y con eso, creo que hemos identificado a nuestro procariota. Este fermentador anaeróbico grampositivo, con forma de coco, inmóvil, que se reproduce idealmente a 37 grados Celsius, debe ser Streptococcus pyogenes . La mayoría de ustedes probablemente la reconozcan como la bacteria que causa la faringitis estreptocócica. Entonces, ahora que sabemos qué es, comencemos a distribuir los antibióticos apropiados. La ciencia vuelve a salvar el día.

Resumen de la lección

Uno de los grupos de organismos más grandes y diversos de este planeta son los procariotas , generalmente organismos unicelulares sin orgánulos distintos. Hay dos tipos de procariotas, arqueas y bacterias, y los científicos tienen algunos trucos para ayudar a identificarlos basándose en diferentes rasgos. Primero, podemos observar la morfología o la estructura, una prueba de tinción de Gram observa la presencia de la molécula de peptidoglicano en la pared celular, o podemos observar una de las tres formas básicas: coco , esférico, bacilo o en forma de bastón. , y hélices , o retorcidas. También podemos observar la motilidad o la capacidad de controlar el movimiento direccional, lo que puede hacer aproximadamente la mitad de los procariotas. Otros factores son la reproducción , o las tasas de duplicación asexual y la diversidad metabólica , cómo se produce la energía. Al identificar estos factores, podemos identificar nuestro procariota, lo cual es bastante impresionante considerando cuántos de ellos hay.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador