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Mecanismos de defensa inmunológica en células procariotas

Introducción

Las células procariotas, también conocidas como bacterias y arqueas, son organismos unicelulares que se encuentran en todas partes de nuestro planeta. A pesar de su aparente simplicidad, estas células tienen una compleja red de mecanismos de defensa inmunológicos que les permiten sobrevivir en ambientes hostiles. En este artículo, exploraremos los diferentes tipos de mecanismos de defensa inmunológica en células procariotas y cómo funcionan.

Barrera física

La primera línea de defensa de las células procariotas es la barrera física que proporciona su pared celular. La pared celular es una capa protectora que rodea a la célula y que actúa como una barrera contra agentes externos como los virus y los patógenos. La pared celular también ayuda a mantener la forma de la célula y a protegerla contra la presión osmótica.

Pared celular en bacterias

En bacterias, la pared celular está compuesta principalmente de peptidoglicano, un polisacárido que se encuentra exclusivamente en estas células. El peptidoglicano está formado por largas cadenas de glucosaminoglicanos intercalados con pequeñas cadenas de aminoácidos. Estas cadenas se conectan entre sí mediante enlaces cruzados de aminoácidos, formando una estructura tridimensional resistente.

Pared celular en arqueas

En arqueas, la pared celular también actúa como una barrera física, pero está compuesta por diferentes tipos de polisacáridos y proteínas. A diferencia de las bacterias, las arqueas no contienen peptidoglicano. En su lugar, la pared celular de las arqueas está compuesta por capas de proteínas y polisacáridos que mantienen la integridad de la célula.

Sistemas de restricción-modificación

Otro mecanismo de defensa inmunológica en células procariotas son los sistemas de restricción-modificación. Estos sistemas consisten en enzimas que cortan y modifican el ADN extraño que entra en la célula, como el ADN viral o plasmídico. El objetivo de este mecanismo es prevenir la entrada y proliferación de ADN extraño en la célula.

Sistemas de restricción

Los sistemas de restricción son enzimas que cortan el ADN en secuencias específicas. Estas secuencias son reconocidas por proteínas llamadas proteínas de restricción, que se unen a ellas y permiten que las enzimas las corten. Una vez que el ADN extraño es cortado, la célula puede degradarlo y utilizar los fragmentos como nutrientes.

Sistemas de modificación

Los sistemas de modificación son enzimas que añaden grupos metilo al ADN. Estos grupos metilo impiden que las enzimas de restricción corten el ADN en esas secuencias específicas, evitando así que el ADN extraño se integre en el genoma de la célula.

Sistemas CRISPR-Cas

Los sistemas CRISPR-Cas son una forma relativamente nueva de defensa inmunológica en células procariotas. Este sistema utiliza una molécula de ARN para guiar una enzima hacia el ADN extraño y cortarlo. Una vez que el ADN extraño es cortado, el sistema CRISPR-Cas puede recordar la secuencia del ADN extraño y utilizarla para identificar y cortar el mismo ADN en el futuro.

Funcionamiento del sistema CRISPR-Cas

El sistema CRISPR-Cas utiliza un proceso de tres pasos para identificar y cortar el ADN extraño. En primer lugar, un fragmento de ADN viral o plasmídico es incorporado en el genoma de la célula procariota en una región conocida como CRISPR. Una vez que se ha incorporado el fragmento de ADN extraño, se transcriben y procesan en pequeñas moléculas de ARN. En el siguiente paso, estas moléculas de ARN se unen a una enzima llamada Cas, formando un complejo que puede encontrar y unirse al ADN extraño. Finalmente, una vez que el complejo ha encontrado el ADN extraño, la enzima Cas lo corta, destruyéndolo y previniendo así su incorporación en el genoma de la célula.

Conclusión

En conclusión, las células procariotas tienen una compleja red de mecanismos de defensa inmunológicos que les permiten sobrevivir en ambientes hostiles. Estos mecanismos incluyen la barrera física proporcionada por la pared celular, los sistemas de restricción-modificación y los sistemas CRISPR-Cas. Gracias a estos mecanismos de defensa, las células procariotas pueden protegerse de los virus y los patógenos y mantener su integridad genómica.