Las Bacterias
Una bacteria es un organismo unicelular y por lo tanto microscópico, sus dimensiones generalmente oscilan entre 1-2 μm (micras) de diámetro o largo, aunque no es posible determinar un intervalo exacto debido a que hay excepciones; las bacterias más delgadas pueden medir incluso más allá de los 10 μm de largo, como la Spirillum volutans de unos 16-28 μm y otras mucho más pequeñas suelen medir .1-.2 μm.
Pertenecen al dominio Bacteria y al reino mónera; se caracterizan por ser microorganismos procariontes, es decir, carentes de un núcleo celular delimitado por una membrana, en vez de ello, contienen en su citoplasma a su material genético. Tampoco poseen otras estructuras celulares membranosas especializadas pero la gran mayoría posee una pared celular. Se reproducen por fisión binaria. Y generalmente son haploides, aunque se ha documentado la existencia de bacterias parcialmente diploides. Todos estos detalles los estudiaremos con más detenimiento a continuación.
Las bacterias se desarrollaron en la Tierra desde antes que cualquier otro ser vivo; incluso se han encontrado restos fósiles de bacterias en rocas que datan de hace unos 3.800 millones de años. Esas primeras bacterias habitaron un mundo inhóspito: sin oxígeno, con temperaturas extremadamente elevadas y niveles altos de radiación ultravioleta procedente del Sol, puesto que la tierra aun carencia de una atmósfera propiamente dicha. Pero además de adaptarse a estas condiciones, evolucionaron muchas veces, sobreviviendo todo este tiempo sin variar demasiado.
La forma de las bacterias es muy variada y, a menudo, una misma especie
adopta distintos tipos morfológicos, lo que se conoce como pleomorfismo. De
todas formas, podemos distinguir tres tipos fundamentales de bacterias:
- Coco (del griego kókkos, grano): de forma esférica.
- Diplococo: cocos en grupos de dos.
- Tetracoco: cocos en grupos de cuatro.
- Estreptococo: cocos en cadenas.
- Estafilococo: cocos en agrupaciones irregulares o en racimo.
- Bacilo (del latín baculus, varilla): en forma de bastoncillo.
- Formas helicoidales:
- Vibrio: ligeramente curvados y en forma de coma, judía o cacahuete.
- Espirilo: en forma helicoidal rígida o en forma de tirabuzón.
- Espiroqueta: en forma de tirabuzón (helicoidal flexible).
Algunas especies presentan incluso formas tetraédricas o cúbicas.Esta amplia variedad de formas es determinada en última instancia por la
composición de la pared
celular y el citoesqueleto, siendo de vital importancia, ya
que puede influir en la capacidad de la bacteria para adquirir nutrientes,
unirse a superficies o moverse en presencia de estímulos.
A continuación se citan diferentes especies con diversos patrones de
asociación:
- Neisseria gonorrhoeae en forma diploide (por pares).
- Streptococcus en forma de cadenas.
- Staphylococcus en forma de racimos.
- Actinobacteria en forma de filamentos. Dichos filamentos suelen rodearse de una vaina que contiene multitud de células individuales, pudiendo llegar a ramificarse, como el género Nocardia, adquiriendo así el aspecto del micelio de un hongo.
ESTRUCTURA DE UNA BACTERIA :
Las bacterias son organismos relativamente sencillos. Sus dimensiones son muy
reducidas, unos 2 μm de ancho por 7-8 μm de
longitud en la forma cilíndrica (bacilo) de tamaño medio; aunque son muy
frecuentes las especies de 0,5-1,5 μm.
Carecen de un núcleo delimitado por una membrana aunque
presentan un nucleoide, una
estructura elemental que contiene una gran molécula circular de ADN. El citoplasma carece de orgánulos delimitados por membranas y de las
formaciones protoplasmáticas propias de las células eucariotas. En el citoplasma
se pueden apreciar plásmidos,
pequeñas moléculas circulares de ADN que coexisten con el nucleoide, contienen
genes y son comúnmente usados por las
bacterias en la conjugación. El citoplasma también
contiene vacuolas (gránulos que
contienen sustancias de reserva) y ribosomas (utilizados en la síntesis de
proteínas).
Una membrana citoplasmática compuesta
de lípidos rodea el citoplasma y,
al igual que las células de las plantas, la mayoría posee una pared celular, que en este
caso está compuesta por peptidoglicano (mureína). Algunas bacterias, además,
presentan una segunda membrana lipídica (membrana externa) rodeando a la
pared celular. El espacio comprendido entre la membrana citoplasmática y la
pared celular (o la membrana externa si esta existe) se denomina espacio periplásmico. Algunas
bacterias presentan una cápsula y otras son capaces
de desarrollarse como endosporas,
estados latentes capaces de resistir condiciones extremas. Entre las formaciones
exteriores propias de la célula bacteriana destacan los flagelos y los pili.
B-Ribosomas;
C-Cápsula;
D-Pared celular;
E-Flagelo;
F-Citoplasma;
G-Vacuola;
H-Plásmido;
I-Nucleoide;
J-Membrana citoplasmática.
ESTRUCTURA BÁSICA:
·
· CITOPLASMA: A pesar de que no poseen estructuras celulares
membranosas, en su interior aparecen grandes repliegues, denominados mesosomas,
que pueden intervenir en la división celular o en diversas reacciones químicas
que liberan energía (como la cadena respiratoria); si se llevan a cabo en un
medio cerrado y apartado del resto de la célula bacteriana, ésto se traduce en
una mayor eficiencia de las reacciones. El citoplasma bacteriano está compuesto
por una mezcla dispersa de coloides que contiene agua, proteínas, hidratos de
carbono, lípidos, compuestos minerales y por su puesto hay ribosomas e
inclusiones granulares.
o RIBOSOMAS: se encuentran libres en el citoplasma, están compuestos
por proteínas y ácido ribonucleico (RNA). Los ribosomas bacterianos son
diferentes a los ribosomas de las células eucariotas pues su coeficiente de
sedimentación es de 70S (a diferencia de la célula eucariota que es de 80S) y
consta de dos subunidades de 50S y de 30S. Pueden presentarse aislados o como
polirribosomas, asociados a RNA mensajero (RNAm) y a DNA cromosómico.
Su función es la síntesis proteica y su cantidad aumenta cuando la bacteria
crece en medios ricos
o CUERPOS DE INCLUSIÓN: Son cuerpos compuestos por materia orgánica o
inorgánica que funcionan como almacenamiento de compuestos energéticos que son
usados como fuente de energía (polisacáridos, lípidos,
polifosfatos).
o PIGMENTOS: Son moléculas químicas que reflejan o transmiten la luz visible, o hacen
ambas cosas a la vez. Son propios algunas bacterias (cianobacterias), y no se
encuentran en plastos como ocurre con las células eucariotas y sino que se
encuentran en las numerosas membranas fotosintéticas o tilacoides en el interior
del citoplasma.
· MEMBRANA: La membrana es una estructura externa, que rodea al
citoplasma, separando la célula del medio que la rodea y que además controla el
transporte de las sustancias que ingresan o que salen de la bacteria. Está
compuesta de una bicapa de fosfolípidos que tienen inmersas
proteínas.
· PARED
BACTERIANA: Por fuera de la membrana de casi todas las bacterias (excepto
algunas como los mycoplasmas), se localiza una estructura protectora
llamada pared bacteriana, rígida y resistente. Tiene un espesor de entre 10 y 35
nm. Y
aunque el material básico que compone la pared celular de las bacterias lo
constituye la capa glucopéptida (peptidoglicano, mureína y mucopéptido), las
paredes celulares de las eubacterias se presentan en dos configuraciones
diferentes:
o En
ciertas bacterias, la capa de los glucopéptidos constituye la estructura básica
de la pared celular.
o En
otras bacterias, sobre la capa de los glucopéptidos se hallan grandes moléculas
de lipopolisacáridos.
· FLAGELOS: Algunas bacterias poseen filamentos con los que se
desplazan, al parecer mediante una actividad ondulatoria longitudinal, es decir,
los flagelos son estructuras que permiten la locomoción de la bacteria en el
medio. Están constituidos químicamente de una proteína llamada flagelina, que es
del tipo contráctil. Las subunidades de flagelina que forman al flagelo están
ensambladas a un rotor fusionado a la membrana de manera que atraviesa a la
pared celular. Tienen forma de finos hilillos con un espesor que varía entre
0,02 y 0,06 μm y una longitud entre 3 a 12 μm, aunque en algunos espirilos
alcanza los 80 y 90 μm. Su número parece variar desde uno hasta cientos. Su
localización los agrupa en monotricos, anfitricos, lofotricos y peritricos. Los
monotricos tienen un único flagelo ubicado en un extremo de la bacteria. Los
anfitricos son dos flagelos ubicados cada uno en un extremo de la bacteria. Los
lofotricos y peritricos son varios flagelos agrupados; solo que los lofotricos
se ubican en un solo polo de la célula bacteriana mientras que los peritricos se
encuentran dispersos por toda la superficie. Las bacterias flageladas pueden
buscar nutrientes o evitar los tóxicos siguiendo los gradientes de
concentración; la función flagelar se debe a respuestas quimiotácticas y la
energía para el movimiento proviene de una corriente de protones. La presencia
de flagelos, constituye un factor de virulencia. El antígeno flagelar recibe el
nombre de antígeno H que induce respuesta de aglutinación al estar en contacto
con antisueros específicos.
· PILLI:
Son estructuras que se proyectan desde la membrana de la bacteria hasta el
exterior, generalmente, a otra bacteria. Están constituidas por una proteína
denominada pilina. Los pilli comunes cumplen funciones de adherencia a
receptores específicos y superficiales, esto es importante en las especies de
relevancia clínica porque median la adherencia de muchas bacterias a
determinados epitelios, jugando un papel fundamental en la colonización. En el
proceso llamado conjugación bacteriana funcionan a manera de canal entre dos
bacterias, a través del cual pasa material genético (plásmidos) de una bacteria
donante a otra receptora, en este caso el pilli será llamado pilli F. La célula
receptora está estrechamente emparentada con la donadora y posee un receptor
específico para los pillis F.
· CÁPSULA: Algunas bacterias, además de pared celular poseen otra capa
llamada cápsula, que tiene la función de proporcionar protección extra a la
bacteria, ya que en algunos casos la protege de la fagocitosis, además está
relacionada directamente con su capacidad patógena. Esta cápsula está
constituida por un material viscoso que se adhiere al exterior de la pared
celular y recubre en su totalidad a la bacteria. Su composición difiere entre
especies bacterianas, pero se dice que el principal componente capsular son
polisacáridos (excepto en Bacillus anthracis pues la naturaleza de su
cápsula es peptídica). Su producción está regulada genéticamente, de forma que
las bacterias la presentan cuando es necesaria para la supervivencia dentro del
huésped.
· PLÁSMIDOS: Son pequeños segmentos de DNA bicatenario y
extracromosómico, por lo general circulares; en algunos casos lineales, y con
capacidad de autorreplicación. No son necesarios en el desarrollo normal de la
bacteria. Algunos se duplican en sincronía con el cromosoma, de manera que las
bacterias presentarán siempre una sola copia del plásmido, algunos mas se
replican de forma asincrónica; si lo hacen a velocidad más lenta que la del
cromosoma, algunos de las células descendientes de esa bacteria no recibirán
ninguna copia del plásmido, mientras que los que se duplican más frecuentemente
provocarán que una misma bacteria contenga múltiples copias del mismo. Una misma
bacteria puede tener varios plásmidos diferentes. Estas secuencias cortas de DNA
proveen a la bacteria de una ventaja selectiva, porque le ayudan a aumentar su
capacidad de adaptación gracias a que le confieren resistencia a los
antibióticos, nuevas capacidades metabólicas, patogénicas (cuando codifican para
factores de virulencia como toxinas, etc.) u otras numerosas propiedades. Pueden
transferirse de bacteria a bacteria mediante un proceso denominado conjugación
bacteriana. Otra característica común de los plásmidos es que algunos también
pueden incorporarse temporalmente al cromosoma y luego salir de
él.
o PLÁSMIDO F O CONJUGATIVO: Es el que se transfiere de una bacteria a
otro microorganismo mediante la conjugación y que tiene la capacidad de
codificar todos los elementos necesarios para que este proceso
ocurra.
o PLÁSMIDO MOVILIZABLE: Es el que puede ser movilizado por conjugación
pero que no codifica el proceso pues depende de la corresidencia de un plásmido
F para ser movilizado.
Si una
bacteria es receptora de un plásmido, será diploide parcial para los genes
correspondientes a dicho plásmido, y será haploide para el resto de su
genoma.
ENDOESPORAS: Las endoesporas son estructuras que se forman en el
interior de la célula bacteriana. Es una forma de reposo, con función de
resistencia, es decir, que la bacteria sobreviva a las condiciones adversas del
medio: debido a su bajo contenido en agua, son resistentes a situaciones
estresantes como el calor, la desecación, la radiación ultravioleta, los ácidos
y los desinfectantes químicos. Dentro de una célula vegetativa se produce una
espora única con ausencia de actividad metabólica evidente. El proceso incluye
un estadío preparatorio, uno de formación de la preespora (el citoplasma de uno
de los sectores de la célula se endurece junto con una parte del nucleoide
formándose la membrana de la preespora) y otro donde se forma una envoltura de
numerosas cubiertas y la captación de calcio con síntesis de ácido dipicolínico;
dentro contiene una molécula de DNA idéntico al de la forma vegetativa de la
bacteria. Pueden permanecer en esta forma por años para iniciar de nueva cuenta
la expresión de genes y así convertirse nuevamente en la forma vegetativa
idéntica a la que les dio origen; este proceso se denomina maduración o
germinación. En la germinación, las esporas recuperan su forma vegetativa, esto
se produce por el calentamiento suave o la presencia de nutrientes determinados;
la espora capta agua y se hincha, se incrementa su actividad metabólica y se
desprenden sus cubiertas y se forma la célula vegetativa idéntica a la original.
La formación de esporas es propiedad de algunos microorganismos preferentemente
de los bastonados; sólo dos géneros de bacterias tienen esta capacidad y es un
factor determinante en su capacidad patógena.
TAXOMOMÍA Y NOMENCLATURA:
Aunque
los científicos aun no se ponen de acuerdo en cuanto a una sistematización
taxonómica reconocida mundialmente, hay algunas como la de D.
Bergey:
Según
esta clasificación el taxón superior sería el reino mónera y contiene 4
divisiones:
División 1. Gracilicutes
Clase
I. Scotobacterias (Bacterias Gram
negativas)
Clase
II. Anoxifotobacterias
Clase
III. Oxifotobacterias
División 2. Firmicutes
Clase
I. Firmibacterias (Gram positivas)
Clase
II. Thallobacterias (Actinomicetos y grupos
relacionados)
División 3. Tenericutes
(Mycoplasmas)
Clase
Mollicutes
División 4.Mendosicutes
(Arqueobacterias)
Clase
Arqueobacterias
Pero como podemos apreciar aun no se contaba con que el taxón
superior debería ser el dominio Bacteria y que la clase Archea pasaría a ser
otro de los tres dominios. Sin embargo una modificación a esta clasificación aun
podría ser de gran utilidad:
La
especiación de las bacterias es algo más difícil de tratar porque se ocupan
muchos aspectos, pero se podría decir partimos de que son organismos congéneres
(mismo género) y por lo tanto tienen algunos de los siguientes aspectos en
común:
· Raíz
de origen
· Han
sido aislados como resultado de la selección
· Adaptados a un medio determinado de
existencia
· Metabolismo semejante
· Morfofisiología semejante
· Aspectos genéticos semejantes
· Capacidad de provocar respuesta inmune en el hospedero
(anticuerpos)
Después de establecer sus caracteres comunes, es posible designar una
especie debido a ciertas diferencias como lo es la relación matemática que
existe entre pares de bases nitrogenadas púricas y pirimídicas puesto que es
única para cada especie
En
cuanto a la nomenclatura, se sigue usando un patrón binomial, es decir, cada
especie lleva un nombre latinizado (en latín) que consta de dos palabras. La
primera palabra (nombre genérico) se refiere al género que las agrupa y la
segunda a la espacie. La primera letra del nombre genérico se escribe con
mayúscula y la totalidad del nombre de la especie debe ir en letra minúscula. El
nombre completo deberá escribirse con letra cursiva o itálica. Si queremos
agregar más detalles podemos mencionar a la familia y orden al que
pertenecen.
A
manera de ejemplo veamos esta tabla, que corresponde a algunas bacterias
patógenas:
Género y
Especie
|
Familia
|
Orden
| |
1
|
Salmonella typhi
|
Enterobacteriaceae
|
Enterobacteriales
|
2
|
Salmonella choleraesuis
| ||
3
|
Salmonella enteriditis
| ||
4
|
Clostridium tetani
|
Clostridiaceae
|
Clostridiales
|
5
|
Clostridium botulinum
| ||
6
|
Clostridium difficile
| ||
7
|
Neisseria gonorrhoeae
|
Neisseriaceae
|
Neisseriales
|
8
|
Neisseria meningitidis
| ||
9
|
Listeria monocytogenes
|
Listeriaceae
|
Bacillales
|
10
|
Corynebacterium diphtheriae
|
Crynebacteriaceae
|
Actinomycetales
|
11
|
Mycobacterium leprae
|
Mycobacteriaceae
|
Actinomycetales
|
12
|
Mycobacterium
tuberculosis
| ||
13
|
Streptococcus pneumoniae
|
Streptococcaceae
|
Lactobacillales
|
14
|
Streptococcus pyogenes
| ||
15
|
Vibrio cholerae 01
|
Vibrionaceae
|
Vibrionales
|
17
|
Vibrio cholerae no-01
| ||
18
|
Vibrio parahemolyticus
| ||
19
|
Vibrio vulnificus
| ||
20
|
Bacillus anthracis
|
Bacillaceae
|
Bacillales
|
21
|
Bacillus cereus
| ||
22
|
Clostridium botulinum
|
Clostridiaceae
|
Clostridiales
|
23
|
Clostridium perfringens
| ||
24
|
Clostridium tetani
| ||
25
|
Legionella pneumophila
|
Legionellaceae
|
Legionellales
|
26
|
Shigella dysenteriae
|
Enterobacteriaceae
|
Enterobacteriales
|
27
|
Yersinia enterocolitica
|
Enterobacteriaceae
|
Enterobacteriales
|
28
|
Yersinia pestis
| ||
29
|
Yersinia
pseudotuberculosis
| ||
30
|
Rickettsia rickettsii
|
Rickettsiaceae
|
Rickettsiales
|
31
|
Rickettsia typhi
| ||
32
|
Treponema pallidum
|
Treponemataceae
|
Spirochaetales
|
33
|
Klebsiella pneumoniae
|
Enterobacteriaceae
|
Enterobacteriales
|
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