Virus y organismos procariotas
La forma de vida más simple que se conoce son los virus, que no se consideran celulares. Las células más simples son los organismos procariotas, es decir las bacterias y las algas verdeazules o cianofíceas, que son todos unicelulares. El Virus al carecer de movimiento propio y de capacidad para metabolizar alimentos de forma independiente, los virus no se consideran células, pero si seres vivos, aunque sólo pueden vivir y reproducirse cuando han infectado una célula.
Un virus consiste en un filamento de ácido nucleico (ADN O ARN, pero de forma excluyente) cubierto de una envoltura proteica de forma geométrica, la cápsida (o cápside), integrada por un conjunto de subunidades idénticas llamadas capsómeros que forman una especie de mosaico.
Este modelo de virus puede presentarse desnudo o bien revestido por una envoltura externa de naturaleza lipoproteica procedente de una porción de la membrana plasmática de la célula huésped.
En el laboratorio adquiere especial interés una clase de virus llamados bacteriófagos, o simplemente fagos, que infectan bacterias de forma especifica (incluso para cada cepa); al no poder ser cultivados sino en un medio vivo, los virus (bacteriófagos son muy útiles por ser fácilmente cultivables dentro de bacterias vivas.
Virus lisógenos y virulentos
Un virus virulento infecta una célula huésped y se sirve de la máquina metabólica de ésta para replicar su ácido nucleico y producir sus proteínas específicas. El ciclo de multiplicación de un virus de este tipo recibe el nombre de ciclo lítico y consta de cinco fases.
El virus fija a la superficie de la célula huésped a través de receptores específicos (fijación); a continuación penetra en el citoplasma del huésped (penetración), previa lisis de la membrana, en el caso de los fagos, para inyectar el ácido nucleico permaneciendo la cápsida fuera de la membrana celular; una vez en el interior de la célula, el virus utiliza la maquinaria de síntesis de la célula huésped (ribosomas, enzimas y energía) primero para fabricar enzimas que destruyen el ADN de ésta y luego para replicar el ácido nucleico viral, capsómeros del virus y enzimas líticos (autoduplicación y síntesis de moléculas virales); a continuación viene la fase de autoensamblaje de los componentes virales (ácido nucleico y capsómeros) sintetizados para producir viriones completos; la última fase (liberación y lisis) consiste en la producción de lisozima, una enzima que degrada la membrana de la célula huésped, de lo que resulta la lisis y muerte de la célula infectada y la liberación de las nuevas generaciones de viriones.
Otros virus, llamados virus lisógenos o atenuados, integran su ADN al del huésped y se replican cuando se replica este último sin destruir la célula, pero produciendo a menudo fenómenos llamados de conversión lisógena que confieren nuevas propiedades al le huésped.
Además, los fagos liberados a partir de células lisógenas pueden contener una porción del ADN bacteriano, lo que puede provocar la transducción de este segmento a un nuevo huésped, una seria amenaza para muchas industrias biotecnológicas ya que los virus atenuados (profagos) pueden permanecer durante muchas generaciones en forma latente.
En ciertas infecciones, los virus se autoensamblan y liberan de modo gradual y lento al mismo tiempo que la célula huésped continúa sus actividades metabólicas sufriendo un daño mínimo.
Viroides y priones
Existen dos tipos de partículas con actividad vital todavía más simples que los virus e igualmente patógenas: los viroides y los priones. Los primeros constan de una cadena de ARN, muy corta y desnuda, que únicamente puede codificar una sola proteína. Un prión todavía es más insignificante: una sola proteína hidrófoba, sin ningún tipo de ácido nucleico.
La célula bacteriana
Los organismos procariotas constituyen un reino (Moneras) que agrupa a todos los organismos unicelulares que carecen de membrana nuclear y de otros orgánulos propios de la célula eucariota como mitocondrias, plastos, aparato de Golgi y retículo endoplásmico.
La mayoría de los procariotas son heterótrofos que metabolizan materia orgánica ya elaborada por otros organismos (gran parte de las bacterias), pero también existe un notable número de procariotas autótrofos, como es el caso de las bacterias fotosintéticas y quimiosintéticas y prácticamente la totalidad de las cianofíceas –también llamadas algas verdeazules por su semejanza con las algas eucariotas unicelulares-, que son fotosintéticas por la presencia de tilacoides ricos en clorofila, además de carotenoides y pigmentos azules y rojos.
Además de la membrana plasmática, la célula bacteriana tiene una pared celular formada principalmente por peptidoglucanos, llamada pared bacteriana, y a menudo una envoltura externa que recibe el nombre de cápsula.
La membrana plasmática presenta invaginaciones, los mesosomas, que son los centros del metabolismo celular y dirigen la autoduplicación del ADN.
En el interior del citoplasma sólo se encuentran ribosomas libres y diseminados, y uno o más nucleoides compuestos por una sola molécula de ADN en forma de doble hélice circular, sin membrana nuclear; los cromatóforos sólo están presentes en los procariotas autótrofos.
Las células bacterianas suelen contener, además del cromosoma principal, pequeños cromosomas secundarios llamados plásmidos, que constituyen un rápido mecanismo de transmisión génica formando recombinaciones y transmitiendo genes de una bacteria a otra.
Los plásmidos son simples anillos de ADN que se replican independientemente del cromosoma del huésped, por lo que son muy útiles en la tecnología del ADN recombinante. Los micoplasmas son los seres vivos celulares más simples que se conocen, incluso de tamaño inferior al de algunos virus; se trata de bacterias con una membrana plasmática muy fina y carentes de pared bacteriana.
La mayoría de los micoplasmas son patógenos. La importancia ecológica de los procariotas es muy notable. Entre los heterótrofos, algunas especies pueden ser fuente de enfermedades en todo tipo de seres vivos, pero la mayoría de ellos crecen a expensas de los restos vegetales y animales mediante un proceso de degradación mediante el cual el carbono es devuelto a la atmósfera en forma de dióxido de carbono y se reciclan otros nutrientes indispensables para el desarrollo de otros organismos; en particular la fertilidad del suelo se mantiene en gran medida gracias a la degradación bacteriana.
En otro terreno, las algas verdeazules exhiben una gran capacidad para colonizar superficies desnudas expuestas a condiciones ambientales extremas en las que sólo gracias a ellas se hace posible el posterior establecimiento de vegetación.
