Prokaryote

Introducció#

Totes les cèl·lules del planeta encaixen en dues famílies.

La diferència és una sola: si l’interior està dividit en compartiments o no.

Les que no ho estan són procariotes.

Les que sí, eucariotes.

El nom ve del grec karyon, nucli: abans del nucli, i amb nucli de debò.

Procariotes#

Les cèl·lules procariotes ja hi eren fa 3200-3800 milions d’anys.

Són petites, d’una micra escassa.

I si les mires al microscopi no hi veus cap organització interior.

Una procariota és una membrana lipídica que tanca un interior aquós.

La membrana s’anomena membrana plasmàtica, i l’interior, citoplasma.

Tots els processos vitals passen al citoplasma.

El DNA hi és, però solt, en una regió sense embolcall que s’anomena nucleoide.

Els ribosomes també hi suren lliures.

Res no està tancat dins de res.

Bacteris#

Els procariotes van passar per moltíssims cicles de mutació i selecció.

En van sortir bacteris amb metabolismes i formes molt diverses.

Però durant uns 2000 milions d’anys l’estructura bàsica no va canviar gens.

A més de la membrana, el bacteri té una paret cel·lular que el protegeix físicament.

I sovint hi ha flagels per moure’s i pili per enganxar-se.

Els bacteris són la forma de vida més abundant de la Terra.

Eucariotes#

Les primeres eucariotes conegudes no apareixen fins fa 1500 milions d’anys.

Són molt més grosses: entre 10 i 100 µm de diàmetre.

I el seu citoplasma no és només líquid.

Conté compartiments interns, els orgànuls, especialitzats en processos diferents.

Els primers compartiments es van formar plegant membranes cap endins fins a tancar bosses.

D’aquells plecs en van sortir el nucli, el reticle endoplasmàtic i l’aparell de Golgi.

Cadascun té la seva pàgina a Organelle.

Endosimbiosi#

Els mitocondris i els cloroplasts van arribar més tard, i no per plegament.

Tots dos venien de bacteris lliures: uns capaços de metabolisme oxidatiu, els altres de fotosíntesi.

Una eucariota primitiva se’ls va empassar i no els va digerir.

Amb els eons van anar perdent la vida independent fins a quedar-se en orgànuls.

Però encara fan la feina metabòlica dels seus avantpassats, i encara tenen DNA i ribosomes propis.

Això és la teoria endosimbiòtica.

Una prova a favor

Els mitocondris conserven DNA propi i ribosomes propis, diferents dels de la cèl·lula que els allotja.

Per què això és un argument a favor de la teoria endosimbiòtica i no en contra?

Mostra la solució

Perquè un compartiment fet plegant la membrana de la cèl·lula no tindria per què portar el seu propi joc de maquinària genètica.

Heretaria el del nucli, com fa el reticle endoplasmàtic.

Tenir DNA i ribosomes propis només s’explica bé si abans va ser un organisme independent que en tenia.

Cèl·lules vegetals#

La cèl·lula vegetal és una eucariota amb tres coses de més.

Una paret cel·lular per fora de la membrana, que li dona suport mecànic.

Un vacúol gros, que emmagatzema nutrients, residus i pigments, i que regula la mida i la pressió de turgència.

I cloroplasts, que fan la fotosíntesi: energia solar per fabricar carbohidrats a partir del CO₂ de l’aire.

Els cloroplasts converteixen carboni inorgànic en carboni orgànic.

Sense aquest pas no hi hauria ni peixos, ni insectes, ni tu.

Per què això decideix un fàrmac#

Un antibiòtic ha de matar el bacteri i deixar-te viu.

L’única manera és atacar alguna cosa que el bacteri tingui i tu no.

La paret cel·lular n’és l’exemple clàssic: tu no en tens.

La penicil·lina bloqueja els enzims que cusen el peptidoglicà de la paret, i el bacteri rebenta per pressió osmòtica.

Les teves cèl·lules no tenen paret i, per tant, no tenen aquells enzims.

El ribosoma és el segon exemple.

Tu també en tens, però no són iguals: el del bacteri és 70S i el teu 80S.

Molts antibiòtics s’encaixen només al 70S.

Exercicis#

Tria la diana

Per a cadascuna d’aquestes estructures, digues si un fàrmac que l’ataqui seria selectiu contra bacteris.

1. La membrana plasmàtica.
2. La paret de peptidoglicà.
3. El ribosoma 70S.
4. El mitocondri.

Mostra la solució

1. No. Tota cèl·lula viva en té, també les teves.
2. Sí. Només en tenen bacteris, plantes i fongs; les cèl·lules humanes no.
3. Sí. Tu tens ribosomes, però són 80S; un fàrmac pot distingir-los.
4. No té sentit. Un bacteri no té mitocondris — de fet, el mitocondri és un bacteri antic. Un fàrmac antimitocondrial et faria mal a tu i no li faria res.