¿Por qué los procariotas no tienen organelos unidos a la membrana?

Ontológicamente, la simplicidad de los procariotas se refiere a su existencia fuera de la especialización de órganos y, por lo tanto, independiente de la función de especialización per se. Los eucariotas son multicelulares y, por lo tanto, requieren una funcionalidad más diversa, incluida la capacidad de hacer más que mover y absorber nutrientes del medio circundante para generar energía y apoyar la homeostasis. El nivel de sofisticación crea la necesidad de compartimentación de componentes a los que se puede recurrir cuando sea necesario, creando una eficiencia que no es necesaria, como cuando un organismo unicelular vagabundea. Por lo tanto, los procariotas no parecen ‘necesitar’ compartimentos, ya que la difusión activa de moléculas es suficiente para todos sus requisitos tróficos abarcados, mientras que los eucariotas requieren un nivel de sofisticación debido a las necesidades de las células para especializarse y cooperar entre sí. Una respuesta más simple es que la selección natural considera que los orgánulos en organismos multicelulares son una ventaja: esa es la verdadera respuesta ontológica.

Los organismos procariotas no tienen organelos unidos a la membrana porque, desde cierto punto de vista, ¡SON organelos unidos a la membrana! Esta es una declaración demasiado simplificada y generalizada, por supuesto, pero echemos un vistazo más de cerca. 😉

Para comprender la diferencia entre procariotas y eucariotas, puede ser beneficioso mirar unos pocos miles de millones de años hacia el pasado de nuestro planeta. Hasta hace unos 2 mil millones de años, el mundo estaba dominado por organismos celulares relativamente “simples” similares a las bacterias actuales (incluidas las cianobacterias) y la arquea extremófila (es decir, procariotas). Su membrana citoplasmática envolvía el citoplasma (la solución de agua, minerales y compuestos orgánicos) en el que solo flotaban libremente los componentes básicos absolutamente necesarios para la vida. Estos involucraron, por ejemplo, una molécula en forma de anillo de ADN bicatenario (llamado nucleoide) y ribosomas (en el que los genes escritos en el ADN se traducen en proteínas que, posteriormente, sirven como enzimas, bloques de construcción, etc.). Así son los procariotas.

Los pasos revolucionarios en la evolución de la vida en la Tierra fueron llamados eventos endosimbióticos. Esto significa que estas células procariotas “simples” se fusionaron (creo que la opinión principal entre los científicos hoy en día es que durante la primera endosimbiosis exitosa, el organismo Arqueal tragó bacterias con metabolismo aeróbico, aunque no soy activo en el campo de la investigación de endosimbiosis) y comenzó a vivir como un solo organismo. Cuando se tragó la bacteria, de alguna manera no se digirió sino que sobrevivió y se reprodujo (es decir, simplemente se dividió) dentro de la célula huésped. Cuando llega el momento, el huésped también se dividió y cada una de sus células hijas ahora contenía estos simbiontes de bacterias dentro de su citoplasma. Los simbiontes bacterianos ahora vivían en un ambiente completamente nuevo que antes (dentro del citoplasma frente a aguas abiertas), digamos más “seguro”, por lo que, de repente, no sirvió para muchas cosas que evolucionó para sobrevivir y reproducirse durante su vida libre anterior era (por ejemplo, algunos genes, estructuras de motilidad, etc.). Entonces comenzó a perder algunas estructuras, genes y funciones y, finalmente, se convirtió en una mitocondria. Dicha simplificación es común en los endoparásitos, por ejemplo, porque también perdieron características que no tienen uso en un nuevo entorno dentro del cuerpo del huésped. En cualquier caso, las viejas membranas citoplasmáticas de bacterias simbiontes son homólogas a (al menos una de las) membranas de las mitocondrias. De manera similar se originaron los cloroplastos (solo se tragaron las cianobacterias fotosintéticas), etc.

La creciente complejidad del cuerpo celular junto con la creciente concatenación de oxígeno elemental libre en el medio ambiente debido a la actividad de las cianobacterias, permitió un metabolismo basado en oxígeno mucho más eficiente (o más precisamente un metabolismo en el que el oxígeno, que es el más eficiente para el propósito) sirven como un aceptor de electrones en las rutas metabólicas responsables de producir energía) y causaron una rápida evolución celular que, en una serie de pasos, dio como resultado células eucariotas modernas. Sin embargo, algunos orgánulos de membrana (e, g, núcleo) no son el resultado de la endosimbiosis sino más bien del plegamiento de la propia membrana citoplasmática del huésped. Por lo tanto, en las células eucariotas tiene compartimientos claramente separados por membranas en las que puede realizar diferentes reacciones bioquímicas por separado (y simultáneamente puede ejecutar incluso raciones que se inhibirían entre sí si se mantienen en el mismo espacio), lo que amplía significativamente sus opciones bioquímicas y permite más economía energética eficiente Y dado que en la naturaleza todo se trata de flujo y utilización de energía, estos organismos (al menos) sobrevivieron o incluso superaron (desde cierto punto de vista) a sus ancestros procariotas. Por cierto, sabemos que las mitocondrias y los cloroplastos son el resultado de la endosimbiosis (donde el simbionte eran bacterias y cianobacterias, respectivamente) porque permanecían restos de su antiguo nucleoide. Este ADN puede usarse luego en análisis filogenéticos donde los cloroplastos, por ejemplo, aparecen dentro del árbol filogenético de las cianobacterias. Entonces, desde el punto de vista evolutivo, los cloroplastos son simplemente una cianobacteria adaptada para vivir simbióticamente dentro de otras células y las mitocondrias son bacterias aeróbicas adaptadas para vivir simbióticamente dentro de otras células.

Estoy de acuerdo con la mayoría de los científicos que han respondido a esta pregunta. Que como la función del procariota era calmar las fuerzas caóticas de lo que estaba ocurriendo en los químicos que formaban la Tierra, sus orgánulos flotaban dentro de una estructura unicelular. Pero debido a que los orgánulos no eran estables como lo es un núcleo celular, los orgánulos flotantes podrían “evitar” y “desviar” la destrucción del entorno químico en el que funcionaba. Me gustaría pensar que todos los “sistemas vivos” como usted y yo , las plantas, los animales, etc. tendrían orgánulos de algún tipo.

Algunos científicos piensan que no fue hasta al menos dos mil millones de años después que los eucariotas aparecen con un núcleo estabilizado.

Personalmente, tengo la sensación de que existen exactamente los mismos procariotas que existían al principio del mundo hoy. ¿Por qué? Debido a que los químicos con los que trataron entonces todavía se pueden encontrar hoy tanto en el cosmos como en el núcleo de la Tierra que no se ha asentado por completo, a pesar de que se nos haya hecho creer que sí. Por lo tanto, podría haber una relación interactiva funcional procariota-eucariota hoy.

También siento que debido a que las bacterias procariotas podrían sobrevivir en el manto interior y asentarse en la superficie de la Tierra, esto llevó a la aparición de bacterias eucariotas para crear todas las estructuras vivas que encontramos: las criaturas en el agua, en las plantas, los animales y la especie humana, que es toda nuestra biosfera.

La pregunta que queda en mi mente es si las bacterias eucariotas evolucionaron a partir de la procariota o fueron una ocurrencia o efecto “natural” de un proceso que ya no necesitaba el dinamismo de la procariota una vez que la superficie o la biosfera estaban en su lugar. . En otras palabras, todas las funciones que se requerían del procariota ya no se requerían para la aparición del eucariota. Por lo tanto, la apariencia del eucariota fue proporcionar la estabilidad necesaria para que existan todos los sistemas vivos.

Esta es solo una observación que tengo de las explicaciones dadas de los procesos biológicos y químicos que ocurren para formar la Tierra y establecer los sistemas vivos contenidos en ella.

Los procariotas vivos son los descendientes de células adecuadamente equipadas para sobrevivir y reproducirse sin orgánulos unidos a la membrana.

Las células procariotas son células simples que no tienen un núcleo o orgánulos unidos a la membrana. Tienen ADN y ribosomas. Las células eucariotas son más complejas y contienen un nucelus y otros orgánulos unidos a la membrana, como las mitocondrias.

No tienen orgánulos, ya que el citoplasma hace el trabajo metabólico, y técnicamente solo encontraremos el ADN circular en la región nucleoide y algunos ribosomas (que NO son orgánulos, porque un orgánulo es una estructura celular que está protegida por un membrana, como mitocondrias, cloroplastos) en un citoplasma procariota.

La respuesta simple y no circular es que los procariotas no tienen orgánulos como tales. Los do, sin embargo, poseen compartimentos, pero estos no requieren la necesidad de membranas.