Celula procariotă și virusurile: ce trebuie să știi pentru BAC

Celula procariotă este celula bacteriilor: nu are nucleu delimitat de membrană și nici organite cu membrană, iar materialul genetic stă liber în citoplasmă, în nucleoid. Virusurile nu sunt celule deloc — sunt particule acelulare care se multiplică doar într-o celulă-gazdă. Pentru BAC biologie contează să poți descrie ambele structuri și, mai ales, să explici de ce un virus nu este o bacterie mică.

Structura celulei procariote

Bacteriile sunt organisme unicelulare foarte mici, vizibile doar la microscop. De la exterior spre interior, o celulă bacteriană tipică are:

• capsula (la unele specii) — un înveliș mucilaginos care protejează bacteria; la bacteriile patogene o ajută să reziste apărării organismului-gazdă;
• peretele celular — rigid, dă forma celulei; chimic este diferit de peretele din celuloză al plantelor;
• membrana celulară — cu permeabilitate selectivă; la bacterii, pe ea se desfășoară și procese pe care la eucariote le fac organitele (de exemplu respirația);
• citoplasma — conține ribozomi (mai mici decât cei ai eucariotelor) și incluziuni cu substanțe de rezervă;
• nucleoidul — zona în care se află materialul genetic: un singur cromozom circular de ADN, fără membrană nucleară;
• plasmidele — molecule mici, circulare, de ADN suplimentar; pot purta, de exemplu, gene de rezistență la antibiotice;
• flagelii (la unele specii) — pentru deplasare; pilii — filamente scurte, pentru fixare sau transfer de material genetic.

Reține ce lipsește: mitocondriile, reticulul endoplasmatic, aparatul Golgi, lizozomii, cloroplastele și membrana nucleară. Itemii de BAC întreabă frecvent tocmai absențele.

Forme, nutriție și înmulțire la bacterii

După formă, bacteriile se împart în: coci (sferice; pot forma lanțuri — streptococi — sau grămezi — stafilococi), bacili (în formă de bastonaș), vibrioni (în formă de virgulă) și spirili (spiralați).

Nutriția este extrem de variată:

• autotrofe — fotosintetizante (cianobacteriile, care eliberează oxigen) sau chemosintetizante (obțin energie din oxidarea unor substanțe minerale);
• heterotrofe — saprofite (descompun materia organică moartă), parazite (trăiesc pe seama altui organism și pot produce boli) sau simbionte (în avantaj reciproc cu gazda, cum sunt bacteriile fixatoare de azot din nodozitățile rădăcinilor de leguminoase).

Bacteriile se înmulțesc prin diviziune directă (sciziparitate): cromozomul se replică, iar celula se împarte în două. Nu există mitoză, pentru că nu există nucleu și nici fus de diviziune. În condiții nefavorabile, unele bacterii formează spori rezistenți la uscăciune și temperaturi ridicate. După felul în care folosesc oxigenul, bacteriile pot fi aerobe sau anaerobe — de exemplu, bacteriile lactice realizează fermentația lactică.

Procariotă vs. eucariotă

Pentru partea eucariotă a comparației, citește articolul despre celula eucariotă și organitele ei. Locul bacteriilor în clasificare este explicat în articolul despre regnurile lumii vii.

Virusurile: structură și caracteristici

Un virus este format din două componente obligatorii:

• acidul nucleic — fie ADN, fie ARN, niciodată ambele în același virus;
• capsida — un înveliș proteic care protejează acidul nucleic.

Unele virusuri au în plus un înveliș lipidic (anvelopă), preluat din membrana celulei-gazdă. Exemple pe care le poți folosi la examen: virusul mozaicului tutunului (cu ARN, parazitează plante), bacteriofagii (parazitează bacterii; cei mai studiați au ADN), virusul gripal și HIV (ambele cu ARN, parazitează celule umane).

De ce nu sunt considerate organisme vii „complete”?

• nu au structură celulară: nu au membrană, citoplasmă sau ribozomi;
• nu au metabolism propriu: nu produc energie și nu sintetizează proteine singure;
• în afara celulei sunt inerte; se multiplică doar folosind mașinăria unei celule-gazdă, de aceea se spune că sunt paraziți intracelulari obligatorii.

Au însă o trăsătură a viului: conțin informație genetică și se pot multiplica, transmițând-o mai departe (în celula-gazdă). Din acest motiv sunt considerate o formă de „graniță” între viu și neviu.

Cum se multiplică un virus

Modelul clasic este cel al bacteriofagului, în ciclul litic:

1. Fixarea pe suprafața celulei-gazdă, pe receptori specifici.
2. Pătrunderea acidului nucleic viral în celulă (la bacteriofag, capsida rămâne la exterior).
3. Sinteza componentelor virale: acidul nucleic viral preia controlul celulei, care începe să producă acid nucleic viral și proteine de capsidă, folosind ribozomii și energia proprie.
4. Asamblarea noilor particule virale.
5. Eliberarea lor prin liza (distrugerea) celulei-gazdă; noile virusuri infectează alte celule.

Specificitatea fixării explică de ce un virus atacă doar anumite celule: HIV, de exemplu, infectează în special unele limfocite, ceea ce slăbește sistemul imunitar.

Importanța bacteriilor și a virusurilor

Bacteriile nu sunt doar „microbi”. Cele saprofite închid circuitul materiei în ecosisteme, descompunând resturile organice — vezi rolul descompunătorilor în articolul despre ecosisteme și lanțuri trofice. Bacteriile fixatoare de azot îmbogățesc solul, bacteriile lactice sunt folosite la obținerea iaurtului și a murăturilor, iar cele din intestinul uman participă la digestie și la sinteza unor vitamine. Altele sunt patogene și produc boli precum tuberculoza sau holera.

Virusurile produc boli la plante, animale și om: gripa, rujeola, hepatitele virale, SIDA. O diferență practică importantă: antibioticele acționează asupra bacteriilor, nu asupra virusurilor, pentru că țintesc structuri (perete, ribozomi bacterieni) pe care virusurile nu le au. Protecția împotriva multor boli virale se face prin vaccinare.

La Subiectul al III-lea poți primi o cerință de tipul „Explicați de ce virusurile sunt considerate paraziți intracelulari obligatorii”. Un răspuns complet leagă structura de consecință: virusurile nu au ribozomi, enzime pentru producerea energiei și nici celelalte componente ale unei celule, deci nu pot sintetiza proteine și nu se pot multiplica singure; de aceea folosesc mașinăria celulei-gazdă, în interiorul acesteia.