La principal característica común a todas las células procariotas no tienen núcleo es: su cromosoma no está encerrado en un espacio limitado, como en muchas otras células.
Todas estas células tienen una membrana plasmática. Es ella la que define el espacio de vida y le confiere individualidad. Típicamente, la membrana está recubierta externamente por una pared celular de composición química compleja.
Por lo tanto, la célula está encerrada y protegida contra explosión inducida por una alta presión osmótica.
Entre la membrana y la pared se mantiene a veces un espacio periplasmático (comportamiento que rodea al citoplasma) donde viven las enzimas hidrolíticas (exoenzimas), diseñadas para intervenir en casos de digestión extracelular. Algunas bacterias también tienen una cápsula de polisacárido, externa a la pared.
Pared celular
La composición y estructura de las paredes celulares determina el comportamiento de la célula frente a uno de los métodos de coloración utilizado en bacteriología: la coloración de Gram o tinción de Gram. Así, se distinguen dos grupos principales de las paredes celulares: una pared de bacterias gram-positivas y otra pared de bacterias gram-negativas.
Las bacterias gram-positivas (que dejan manchas por tinción de Gram) tienen una pared gruesa y homogénea, comunicada y conectada directamente a la cara externa de la membrana plasmática. En estos casos, no existe espacio periplasmático. La pared es compuesta por un complejo mucoso formado esencialmente por un polímero de malla tridimensional, cuyo copolímero es peptidoglucano. Dependiendo del grosor de la pared, puede ser diferentemente permeable a las moléculas.
Por el contrario, la pared de bacterias gram-negativas está formada por dos partes: la hoja interna constituida por una capa delgada comunicada a la membrana plasmática; la hoja externa, también designada por membrana externa dada su estructura similar a la de una membrana unitaria. La cohesión entre ambas hojas se establece a través de lipoproteínas integradas en la hoja externa y comunicada por conexiones covalentes a peptidoglucanos. En la hoja externa existen todavía canales proteicos a través de los cuales pasa el agua y diversos metabolitos.
Algunos antibióticos tales como las cefalosporinas y la penicila, interfieren con la síntesis de la capa de peptidoglucano. Incapaces de producir la pared celular, las células así se vuelven vulnerables a la presión osmótica.
La lisozima es una enzima que se encuentra en las secreciones nasales y en los huevos claros y que corta específicamente las conexiones entre el ácido N-Acetilmurámico y el N-acetil-glucosamina. Desintegrándose la pared, la bacteria no puede resistir la presión osmótica.
La diferencia en el comportamiento de las dos paredes sobre la técnica de tinción de Gram reside esencialmente en la coloración utilizada y no en la afinidad de las dos paredes para el tinte. En efecto, ambas paredes están manchadas por el colorante de Gram (violeta).
y no se utiliza en la afinidad de las dos paredes para el tinte. En efecto, tanto las paredes están manchadas por la tinción de Gram (cristal violeta o violeta de genciana).
Con todo, al final, las células son lavadas con un disolvente no polar (acetona o alcohol) que se disuelve y elimina la membrana externa, cuando existe. Aunque la pared mucosa subsistente sea suficientemente rígida para garantizar la integridad de la célula, por su espesor delgado, ella no retiene el suficiente tinte. Por el contrario, las bacterias Gram positivas retienen el colorante en sus paredes más gruesas.
Cápsula
Muchas bacterias producen y exportan moléculas de polímero que se adhieren externamente a la pared de la célula y forman una cápsula.
A veces el espesor de la cápsula excede el espesor de la propia célula. Estos polímeros son generalmente polisacáridos que ayudan a las bacterias para adherirse a superficies tales como ciertas bacterias que contribuyen a la caries dental, o para evitar ser fagocitados por los glóbulos blancos, como algunas que causan enfermedades infecciosas (como ciertos neumococos).
Nucleoide
Todas las bacterias poseen una zona generalmente central, el nucleoide, que posee un único cromosoma y consiste en una molécula circular de ADN y bicatenaria, es decir, compuesta por dos cadenas dispuestas de forma antiparalela.
Algunas bacterias poseen también moléculas circulares de ADN, los plásmidos, con autonomía de replicación independiente del cromosoma.
El citoplasma de la célula procariota rara vez tiene estructuras internas de membrana. Los que existen son debido a las extensiones de la membrana plasmática, adaptados a las funciones específicas de la fotosíntesis o la respiración.
El citoplasma de estas células puede tener algunos orgánulos:
Los ribosomas, unos orgánulos donde la síntesis de proteínas se lleva a cabo y se encuentran en todas las bacterias. El diámetro es de aproximadamente 15 nm. Están formados por ARN y proteínas compuestas de dos subunidades caracterizadas por velocidades de sedimentación diferentes expresadas en unidades Svedberg (S): 50S y 30S.
Los clorosomas, pequeñas vesículas elípticas presentes en las bacterias verdes. Son orgánulos ubicados donde hay pigmentos fotosintéticos y, si bien están asociados a la membrana plasmática, no establecen ninguna continuidad con ella.
Los ficobilosomas son los corpúsculos de las cianobacterias, donde se localizan pigmentos fotosintéticos del grupo de las ficobilinas.
Las vacuolas de gas son orgánulos flotantes, presentes en muchas bacterias fotosintéticas. Se forman mediante la agregación de incontables vesículas gaseosas tubulares, de paredes proteicas.
En las bacterias existe todavía una relativa variedad de inclusiones, tales como:
Granulos de glucógeno o granos de poli-b-hidroxibutirato, que constituyen las reservas de carbono;
Granulos de cianoficina, típicos de las cianobacterias, que constituyen reservas de nitrógeno en forma de aminoácidos, arginina y asparagina.
Carboxisomas presentes en muchas bacterias nitrificantes y cianobacterias, que son reservorios de la enzima ribulosa-1 ,5-difosfato carboxilasa, específica del mecanismo de la fijación del CO2.
Magnetosomas presentes en bacterias acuáticas, y que proporcionan orientación en el campo magnético de la Tierra. Son partículas de magnetita (Fe3O4), de 40 a 100 nm, limitadas por una membrana.
Algunas bacterias poseen uno o más flagelos, que comprende una única proteína de microtúbulo proteico soportado por un cuerpo basal complejo. Las espiroquetas (bacterias vermiformes) poseen un conjunto vasto de flagelos enrollados externa y helicoidalmente alrededor de la célula, llamados flagelos periplasmáticos.
