Prokaryota para niños
En biología, los procariontes o procariotas son seres vivos muy pequeños, tan diminutos que solo se pueden ver con un microscopio. Son microorganismos formados por un solo tipo de célula llamada célula procariota. La característica principal de estas células es que su ADN (el material genético) está disperso en el citoplasma y no está guardado dentro de un núcleo celular definido.
La palabra "procariota" viene del griego y significa "antes de la nuez" o "antes del núcleo", haciendo referencia a que no tienen ese núcleo bien formado. A lo largo de la historia, a los procariontes se les ha llamado de diferentes maneras, como Bacteria o Monera. Hoy en día, sabemos que se dividen en dos grandes grupos o dominios: las Archaea y las Bacteria.
La mayoría de los procariontes son unicelulares, es decir, están hechos de una sola célula. Sin embargo, algunos, como ciertas cianobacterias, pueden formar grandes grupos o colonias. Los procariontes no tienen mitocondrias ni otros orgánulos complejos como las células de plantas y animales. Su reproducción es asexual, generalmente por un proceso llamado fisión binaria, donde una célula se divide en dos. Son muy diversos en su forma de obtener energía y pueden vivir en casi cualquier lugar de la Tierra, incluso en ambientes muy extremos. Se calcula que hay muchísimos procariontes en el mundo.
Datos para niños Procariota |
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| Rango temporal: 3770–0Ma Arcaico – Reciente | ||
 Diversos tipos de procariotas.
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| Taxonomía | ||
| Superreino: | Prokaryota (P) Chatton 1925 emend. Swain 1969 |
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| Dominios y reinos | ||
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| Sinonimia | ||
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Contenido
¿Cómo se descubrieron los procariontes?
Los primeros procariontes fueron vistos por Anton van Leeuwenhoek en 1683. Él usó un microscopio que él mismo diseñó y los llamó "animáculos". Este descubrimiento marcó el inicio de la "era de la observación" en la microbiología.
A mediados del siglo XIX, la microbiología tuvo un "periodo de oro". En 1859, Louis Pasteur, considerado el padre de la microbiología, estudió cómo las bacterias causan la fermentación. En 1876, Robert Koch descubrió la infección bacteriana del carbunco. Más tarde, en 1910, Paul Ehrlich desarrolló el primer antibiótico.
Un gran avance ocurrió en 1977, cuando un equipo de la Universidad de Illinois descubrió que las arqueas y las bacterias son muy diferentes. Esto fue gracias al estudio genético de su ARN ribosómico, lo que ayudó a entender mejor cómo se relacionan los seres vivos.
¿Qué características tienen los procariontes?
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Los procariontes tienen algunas características especiales:
- Son casi siempre organismos unicelulares.
- Se alimentan por absorción osmótica, es decir, absorben los nutrientes a través de su membrana plasmática.
- Tienen una pared celular que les da forma y protección, excepto algunas excepciones.
- Su membrana plasmática rodea el citoplasma.
- Poseen un solo cromosoma circular, que es su ADN, ubicado en una zona del citoplasma llamada nucleoide.
- No tienen un núcleo celular definido.
- No tienen orgánulos con membranas internas, aunque pueden tener algunos compartimentos especiales.
- Se reproducen de forma asexual por fisión binaria, un proceso sencillo de división.
- Pueden transferir material genético entre ellos en un proceso llamado conjugación procariota.
- Tienen un citoesqueleto procariota que les ayuda a mantener su forma y a dividirse.
- Sus ribosomas, que fabrican proteínas, son más pequeños que los de otras células.
- Pueden tener estructuras llamadas pili o fimbrias, que parecen pelos y ayudan a transferir información genética.
Los procariontes son muy diferentes de los eucariontes (células de plantas, animales, hongos). La diferencia más importante es que los eucariontes surgieron de la unión de diferentes organismos procariotas. Por ejemplo, las mitocondrias y los cloroplastos (orgánulos de las células eucariotas) tienen ribosomas del mismo tamaño que los procariontes, lo que sugiere que se originaron de bacterias que vivieron dentro de otras células. Los procariontes aparecieron hace unos 3500 millones de años, mucho antes que los eucariontes, que surgieron hace unos 1400 millones de años.
¿Qué tan pequeños son?
Los procariontes suelen medir entre 1 y 7 micrómetros (µm) de largo y 0,2 a 2,0 µm de diámetro. Para que te hagas una idea, un micrómetro es una milésima de milímetro. Algunas son aún más pequeñas, como las nanoarqueas, que miden unos 0,4 µm. Pero también hay bacterias gigantes, como la Thiomargarita, que puede medir hasta 750 µm.
¿Tienen orgánulos?
Aunque la mayoría de los procariontes no tienen orgánulos complejos, algunos sí poseen estructuras internas especiales. Por ejemplo, algunas bacterias tienen magnetosomas que les permiten orientarse con el campo magnético de la Tierra, o tilacoides en las cianobacterias que les ayudan a hacer la fotosíntesis.
¿Cómo obtienen energía los procariontes?
El metabolismo de los procariontes es muy variado. A diferencia de los eucariontes, que tienen formas de vida más limitadas (como animales o plantas), los procariontes se han adaptado a muchos ambientes. Su forma de obtener energía depende de:
- Fuente de energía:
- Fotótrofos: Usan la luz del sol.
- Quimiótrofos: Obtienen energía de reacciones químicas.
- Fuente de carbono:
- Autótrofos: Usan CO2 del aire.
- Heterótrofos: Necesitan compuestos orgánicos de otros seres vivos.
- Fuente de hidrógeno y electrones:
- Litótrofos: Usan sustancias inorgánicas.
- Organótrofos: Usan sustancias orgánicas.
Tipos de alimentación
La combinación de estas fuentes da lugar a diferentes tipos de procariontes:
- Fotolitoautótrofos: Hacen fotosíntesis como las plantas, usando luz, agua y CO2. Aquí están las cianobacterias.
- Fotoorganoheterótrofos: Usan luz y compuestos orgánicos.
- Quimiolitoautótrofos: Obtienen energía de la oxidación de sustancias inorgánicas y usan CO2. Un ejemplo son las arqueas metanógenas.
- Quimioorganoheterótrofos: Se alimentan de compuestos orgánicos, como la mayoría de las bacterias y las arqueas.
¿Cómo respiran?
La respiración anaerobia es muy antigua y no usa oxígeno. En su lugar, usan otras sustancias como nitrato o azufre. Según cómo respiran, los procariontes pueden ser:
- Anaerobios: No usan oxígeno. Algunos no toleran el oxígeno (anaerobios estrictos) y otros sí (anaerobios aerotolerantes).
- Aerobios: Usan oxígeno para respirar.
- Microaerófilos: Necesitan muy poco oxígeno.
- Facultativos: Pueden usar oxígeno, pero si no hay, pueden usar otros métodos.
Los organismos que respiran oxígeno (aerobios) obtienen mucha más energía, por eso se hicieron dominantes en la Tierra.
¿Dónde viven los procariontes?
Los procariontes pueden vivir en una gran variedad de lugares y temperaturas. Según la temperatura ideal para su crecimiento, pueden ser:
- Psicrófilos: Viven en ambientes fríos (de -1.8 °C a 20 °C).
- Mesófilos: Prefieren temperaturas moderadas (20 a 40 °C).
- Termófilos: Viven en ambientes cálidos (40 a 70 °C).
- Hipertermófilos: Soportan temperaturas muy altas (de 70 a 105 °C o más).
¿Pueden vivir en condiciones extremas?
Sí, muchos procariontes son extremófilos, lo que significa que se han adaptado a vivir en ambientes muy difíciles:
- Acidófilos: Viven en medios ácidos, como el Lactobacillus del yogur.
- Alcalófilos: Viven en medios alcalinos (básicos).
- Halófilos: Necesitan ambientes muy salados, como los océanos.
- Barófilos o piezófilos: Requieren alta presión, como en el fondo del océano.
- Radiófilos o radiorresistentes: Toleran muy bien la radiación ionizante.
- Endolitos: Viven dentro de las rocas.
- Hipolitos: Viven debajo de las rocas.
- Metaloresistentes: Soportan ambientes con metales pesados.
- Oligótrofos: Necesitan muy pocos nutrientes.
- Poliextremófilos: Soportan varias condiciones extremas a la vez.
¿De dónde vienen y cómo evolucionaron?
Se cree que los primeros seres vivos en la Tierra fueron procariontes. El último antepasado común universal (LUCA) de todos los seres vivos probablemente fue un organismo procariota. Esto se apoya en que todos los seres vivos usan el mismo código genético y la célula como unidad básica.
¿Cuándo aparecieron los primeros procariontes?
Los fósiles indican que los primeros procariontes aparecieron hace al menos 3500 millones de años, en la era Eoarcaica. Se han encontrado huellas de vida temprana en rocas de Australia y Groenlandia, lo que sugiere que la vida surgió relativamente pronto después de la formación de la Tierra.
Un pasado muy caliente
Las teorías más aceptadas dicen que los primeros procariontes vivieron en océanos calientes o en fuentes hidrotermales volcánicas en el fondo del océano. En esos lugares, el ambiente era caliente, con mucha presión, sin oxígeno y con compuestos de azufre, ideal para el metabolismo quimiosintético (que usa reacciones químicas para obtener energía).
En esa época, la Tierra era mucho más caliente, con mucha actividad volcánica. La atmósfera y los océanos no tenían oxígeno, por lo que la respiración de los procariontes era anaerobia. La fotosíntesis que hacían no producía oxígeno.
La Tierra se llena de oxígeno
Con el tiempo, la Tierra se fue enfriando. Un evento muy importante ocurrió hace 2450 millones de años, durante el Proterozoico: la Gran Oxidación. Esto fue cuando el oxígeno empezó a acumularse en la atmósfera y los océanos, gracias a la aparición de las cianobacterias. Estas bacterias hacían fotosíntesis oxigénica, que produce oxígeno.
Con este nuevo ambiente, aparecieron los primeros seres eucariotas hace unos 1400 millones de años, a partir de ancestros procariotas. Este cambio probablemente causó una extinción masiva de muchos procariontes, y solo los termófilos sobrevivieron en lugares calientes o evolucionaron para adaptarse. Desde entonces, las bacterias aerobias (que usan oxígeno) se han vuelto muy abundantes.
¿Cómo se clasifican los procariontes?
Archaea y Bacteria: Dos grandes grupos
Los procariontes se dividen en dos grandes grupos: Archaea y Bacteria. Ambos son muy antiguos y existen desde hace más de 4200 millones de años. Aunque son microscópicos, tienen diferencias importantes:
| Características | Archaea | Bacteria |
|---|---|---|
| Membrana celular | Una membrana especial, a veces una sola capa. | Una o dos membranas, formadas por dos capas. |
| Pared celular | Hecha de seudopeptidoglicano, glucoproteínas o polisacáridos. | Hecha de peptidoglicano. |
| Flagelo | Filamento delgado que gira, impulsado por ATP. | Tubo hueco que gira, impulsado por iones. |
| Cromatina | Sí, con estructuras como nucleosomas e histonas. | No. |
| Patogenicidad (causar enfermedades) | No. | Sí, en algunas (bacterias que causan enfermedades). |
Según el sistema de tres dominios, Archaea y Bacteria son tan importantes como Eukarya (el dominio de los eucariontes). Se cree que los eucariontes surgieron de la unión de una arquea y una bacteria. Por eso, los eucariontes tienen características de ambos grupos.
La historia de la clasificación
Durante los siglos XIX y XX, se hicieron muchos descubrimientos sobre los microorganismos, pero clasificarlos era difícil porque no se parecían a plantas o animales. Al principio, se les clasificó en el reino animal, luego en el vegetal, y después en el reino Protista.
En 1866, Ernst Haeckel creó el grupo Moneres para las bacterias, notando que no tenían núcleo. Más tarde, se dio cuenta de que las algas verdeazuladas tampoco tenían núcleo y las incluyó en Moneres.
En 1925, Edouard Chatton creó los términos procariota y eucariota para diferenciar a los organismos sin núcleo de los que sí lo tienen. En 1938, Herbert Copeland propuso un reino propio para ellos, llamado Mychota, y en 1939, Barkley creó el reino Monera.
Con el desarrollo de la biología molecular y el microscopio electrónico en los años 60, se entendió mejor la gran diferencia entre procariontes y eucariontes. En 1977, Carl Woese propuso el Sistema de tres dominios (Archaea, Bacteria y Eucarya), que es la clasificación más aceptada hoy en día.
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Véase también
En inglés: Prokaryote Facts for Kids
