Práctica II: Células Procariotas y Eucariotas

Materiales de la Práctica

• Portaobjetos y cubreobjetos
• Mechero
• Pisetas con agua
• Asa de microbiología
• Caja de Petri

Reactivos por Procedimiento

Procedimiento 1: Tinción de Gram

• Cristal violeta
• Lugol
• Alcohol absoluto o acetona
• Safranina
• Muestra de bacterias

Procedimiento 2: Observación de Hongos

• Lugol
• Muestra de hongos

Procedimiento 3: Observación de Células Vegetales

• Tejido de cebolla
• Lugol

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Tinción de Gram

Hans Christian Gram (1853-1938), un bacteriólogo danés, trabajó en un hospital de Berlín tratando de distinguir entre las bacterias responsables de la neumonía.

En 1884, desarrolló la más importante tinción bacteriológica, que lleva su nombre. Este procedimiento permite teñir las bacterias con un color azul o rojo para facilitar su observación al microscopio. El procedimiento que desarrolló Gram se basa en la propiedad de la pared celular de las bacterias, lo que causa que reaccionen de diferentes maneras a la tinción.

Las bacterias teñidas de azul fueron conocidas como Gram positivas, y las teñidas de rojo como Gram negativas. Hoy en día, la tinción de Gram sigue siendo la principal técnica de identificación bacteriológica.

La tinción de Gram diferencia las bacterias en dos grandes grupos: Gram positivas y Gram negativas. Esta diferencia se debe a la estructura de la pared celular. Las bacterias Gram positivas tienen una pared celular gruesa, compuesta de peptidoglucano y polímeros, que impiden la salida del colorante. En cambio, las bacterias Gram negativas tienen una capa delgada de peptidoglucano y una capa externa de lipopolisacáridos.

Materiales para la Tinción de Gram

• Cristal violeta
• Solución de yodo-Lugol
• Alcohol/Acetona
• Fucsina o safranina
• Portaobjetos
• Muestra bacteriana

Pasos de la Técnica de Tinción de Gram

1. Realizar un frotis de la muestra.
2. Fijar el frotis en la llama de un mechero.
3. Cubrir con cristal violeta durante 1 minuto.
4. Lavar con agua corriente.
5. Cubrir con la solución de yodo-Lugol durante 1 minuto.
6. Lavar con agua corriente.
7. Decolorar con alcohol/acetona por 30 segundos.
8. Lavar con agua corriente.
9. Cubrir con fucsina o safranina por 30 segundos.
10. Lavar con agua corriente.
11. Dejar secar y observar al microscopio.

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Células Procariotas y Eucariotas

Características Distintivas de las Células Eucariotas

Estas características no se encuentran en las células procariotas:

• División de la célula en núcleo y citoplasma, separados por una envoltura nuclear que contiene estructuras complejas de poros.
• Los cromosomas son complejos y están compuestos por ADN y proteínas relacionadas capaces de compactarse en estructuras mitóticas.
• Orgánulos citoplasmáticos membranosos complejos (incluidos el retículo endoplasmático, aparato de Golgi, lisosomas, endosomas, peroxisomas y glioxisomas).
• Orgánulos citoplasmáticos especializados para la respiración aerobia (mitocondrias) y la fotosíntesis (cloroplastos).
• Un sistema complejo de citoesqueleto (incluyendo microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos).
• Cilios y flagelos complejos.
• Capacidad de ingerir materiales líquidos y sólidos, atrapándolos dentro de vesículas membranosas plasmáticas (endocitosis y fagocitosis).
• Reproducción sexual que requiere meiosis y fecundación.
• Paredes celulares (en plantas) que contienen celulosa.
• La división celular utiliza un huso mitótico que contiene microtúbulos para separar los cromosomas.
• Presencia de dos copias de genes por célula (diploidía), con un gen proveniente de cada progenitor.
• Presencia de tres enzimas diferentes para sintetizar ARN (polimerasas de ARN).

Características Comunes entre Células Procariotas y Eucariotas

• Membrana plasmática con estructura similar.
• Información genética codificada en el ADN mediante códigos genéticos idénticos.
• Mecanismos similares para la transcripción y traducción de la información genética, incluyendo ribosomas semejantes.
• Rutas metabólicas compartidas (p. ej., glucólisis y ciclo de los ácidos tricarboxílicos [ciclo de Krebs]).
• Aparato similar para la conservación de la energía química en forma de ATP (localizado en la membrana plasmática de procariotas y en la membrana mitocondrial interna de eucariotas).
• Mecanismos semejantes para la fotosíntesis (entre cianobacterias y plantas).
• Mecanismos parecidos para sintetizar e insertar las proteínas de membrana.
• Estructura similar (entre arqueas y eucariotas) de proteasomas (estructuras para la digestión de proteínas).

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Reinos de los Seres Vivos

• Monera (Procariotas): Sin núcleo definido; pared celular de peptidoglucano (en bacterias); reproducción por fisión binaria. Incluye bacterias y cianobacterias.
• Protista/Protoctista: Eucariotas mayormente unicelulares o coloniales; pueden ser fotosintéticos (algunas algas) o heterótrofos (protozoos). Incluye organismos eucariotas unicelulares o simples, como algas y protozoos.
• Fungi: Eucariotas; pared celular de quitina; nutrición por absorción (saprófitos, parásitos o simbiontes). Incluye hongos, mohos, levaduras y setas.
• Plantae: Multicelulares; pared celular de celulosa; cloroplastos (fotosíntesis).
• Animalia: Multicelulares; ingestión de alimento; generalmente con movilidad en alguna fase del ciclo vital.

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Hongos: Micelio, Hifas y Esporas

El reino Fungi agrupa a organismos eucariotas que no realizan fotosíntesis, presentan pared celular compuesta principalmente de quitina y obtienen nutrientes por absorción. Desempeñan un rol evolutivo y ecológico crucial como descomponedores y simbiontes.

Hifas: Unidad Estructural de los Hongos

Las hifas son filamentos tubulares largos y ramificados que constituyen la unidad estructural del hongo. Una hifa es básicamente una célula alargada (o una serie de células) con membrana plasmática y pared celular de quitina y glucanos.

Tipos Morfológicos de Hifas:

• Hifas septadas: Poseen septos (tabiques transversales) que a menudo presentan poros para el paso de citoplasma y núcleos.
• Hifas cenocíticas (no septadas): Son multinucleadas y carecen de septos (ej.: muchos zigomicetos).

Crecimiento de las Hifas

El crecimiento es apical, es decir, por extensión del ápice. En hongos filamentosos, existe un complejo de organización apical (en algunos casos denominado Spitzenkörper) que orienta vesículas con componentes de pared y membrana hacia la punta, permitiendo el alargamiento y la ramificación de la hifa.

Micelio: Cuerpo Vegetativo del Hongo

El micelio es la masa o red de hifas. Puede ser micelio vegetativo (absorbente, que se encuentra dentro del sustrato) o micelio reproductivo (visible, como el sombrero de una seta, que contiene hifas especializadas). El micelio constituye la «parte principal» del hongo; las estructuras visibles (setas, cuerpos fructíferos) son, en realidad, órganos reproductores del micelio.

Esporas: Formas y Función

• Función: Las esporas son unidades de dispersión y reproducción (pueden ser asexuales o sexuales). Constituyen el principal mecanismo de extensión de los hongos en el ambiente y su supervivencia en condiciones adversas.
• Tipos Importantes de Esporas (Clasificación Sencilla):
  • Esporas Asexuales (Mitosporas):
    • Conidios (conidiosporas): Se forman externamente en conidióforos (muy comunes en Ascomycota y hongos imperfectos).
    • Esporangiosporas: Se forman dentro de un saco (esporangio), típico en algunos mohos (p. ej., Rhizopus).
    • Clamidosporas: Esporas de pared gruesa, especializadas en la resistencia y supervivencia.
    • Artrosporas: Fragmentos de hifa que actúan como esporas.
  • Esporas Sexuales:
    • Zigospora (zigomicetos): Se forman por fusión de gametangios.
    • Ascosporas (Ascomycota): Células resultantes de la meiosis dentro de un saco denominado asca (normalmente 8 ascosporas por asca).
    • Basidiosporas (Basidiomycota): Esporas que se forman externamente en el basidio (normalmente 4 por basidio).
    • Zoosporas: Esporas flageladas móviles (presentes en grupos inferiores como algunos Oomicetos/Quitridiomicetos).

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Diferencias Clave entre Células Animales y Vegetales

Las células animales y vegetales son ambas eucariotas, por lo tanto, comparten orgánulos como el núcleo, mitocondrias, aparato de Golgi, retículo endoplasmático y ribosomas.

Pared Celular

• Vegetal: Presente, rígida y formada por celulosa.
• Animal: Ausente; solo posee membrana plasmática.

Forma

• Vegetal: Generalmente prismática, rígida y definida por la pared celular.
• Animal: Más variable e irregular, con formas redondeadas o diversas.

Cloroplastos

• Vegetal: Presentes; contienen clorofila para realizar la fotosíntesis.
• Animal: Ausentes.

Vacuolas

• Vegetal: Una gran vacuola central que ocupa la mayor parte del citoplasma.
• Animal: Vacuolas pequeñas y numerosas (si están presentes).

Nutrición y Metabolismo

• Vegetal: Autótrofa (produce su propio alimento mediante fotosíntesis).
• Animal: Heterótrofa (depende de otros organismos para alimentarse).

Centríolos

• Vegetal: Generalmente ausentes en la mayoría de células vegetales superiores.
• Animal: Presentes; importantes en la división celular.

Lisosomas

• Vegetal: Poco comunes; la función digestiva la cumplen las vacuolas.
• Animal: Abundantes y especializados en la digestión intracelular.

Producción de Energía

• Vegetal: Poseen mitocondrias y cloroplastos, generando energía tanto por fotosíntesis como por respiración celular.
• Animal: Solo poseen mitocondrias; obtienen energía por respiración celular.

Citoesqueleto

• Vegetal: Presente, pero el soporte estructural depende más de la pared celular.
• Animal: Fundamental para mantener la forma celular y el movimiento intracelular.

Almacenamiento de Nutrientes

• Vegetal: Almacenan almidón.
• Animal: Almacenan glucógeno.