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Que Es Una Bacteria – Todo Sobre Estos Microorganismos, Parte 2.

En el post anterior denotamos que proviene la palabra bacteria de un término griego que quiere decir “baston”. Y este es un microorganismo unicelular procarionte que puede provocar múltiples enfermedades, fermentaciones y putrefacción en los seres vivos o en la materia orgánica. Sique leyendo este artículo, y aprende más acerca de que es una bacteria, su morfología y su reproducción.

 Que es una bacteria y cuanto mide.

Presentan las bacterias una gran variedad de tamaños y formas. Presentan la mayoría un tamaño de diez veces menor que el de las células eucariotas, eso quiere decir, entre unos 0,5 y 5 micrómetros. Aunque ciertas especies como Epulopiscium fishelsoni y la Thiomargarita namibiensis llegan a alcanzar e incluso superar los 0,5 micrómetros, lo que hace que sea visible al ojo desnudo. Se encuentran en el otro extremo las bacterias más pequeñas que se conocen, entre las que vale la pena destacar las que pertenecen al género Mycoplasma, las cuales pueden llegar a medir solo 0,3 micrómetros, es decir, estas son tan pequeñas como el virus más grande.

Que es una bacteria y cuanto mide

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 Que es una bacteria y su estructura.

En cuanto a que es una bacteria y que formas tienen estas, pues tienes que saber que la forma es muy variada y, muy a menudo, una misma especie es capaz de adaptar diferentes tipos de morfología, lo que se conoce como pleomorfismo. De todas maneras, podemos diferenciar tres tipos fundamentales de bacterias:

Bacilo (del latín baculus, que significa varilla): se caracteriza por tener forma de bastoncillo.

Coco (del griego kókkos, que significa grano): es de forma esférica.

  • Estreptococo: cocos en cadenas.
  • Tetracoco: cocos en grupos de cuatro.
  • Diplococo: cocos en grupos de dos.
  • Estafilococo: cocos en irregulares agrupaciones o en racimo.

Formas helicoidales:

  • Espirilo: en forma de tirabuzón una forma helicoidal rígida.
  • Vibrio: es ligeramente curvado y en forma de coma, cacahuate o judía.
  • Espiroqueta: forma de tirabuzón (una helicoidal flexible).

Forman algunas especies incluso formas cúbicas o tetraédricas. Esta amplia variedad de formas es en última instancia denominada por la composición de la pared celular y el citoesqueleto, siendo de gran importancia, ya que este puede influir en la capacidad de la bacteria para adquirir los nutrientes, moverse en presencia de estímulos o unirse a superficies.

Que es una bacteria y su estructura

Diversidad de especies bacterianas.

Se citan a continuación diversas especies con diferentes patrones de asociación:

  • Streptococcus: en forma de cadenas.
  • Neisseria gonorrhoeae: en forma diploide (por pares).
  • Staphylococcus: en forma de racimo.
  • Actinobacteria: es en forma de filamentos. Tales filamentos se suelen rodear de una vaina que contiene múltiples células individuales, pudiendo estas llegar a modificarse, al igual que el género Nocardia, adquiriendo de este modo el aspecto del micelio de un hongo.

Diversidad de especies bacterianas

Las Biopelículas.

Sabías que es una bacteria capaz de anclarse a diferentes superficies? Pues sí, y también es capaz de formar un agregado celular con forma de capa denominado biofilme o biopelícula, los cuales pueden tener un grosor, yendo desde unos pocos micrómetros hasta medio metro. Pueden estas biopelículas congregar diferentes especies bacterianas, además de arqueas y protistas, y se caracterizan por formar un conglomerado de células y de componentes extracelulares, alcanzando de este modo un nivel mayor de organización o de estructura secundaria llamada micro-colonia, por medio de la cual existen multitud de canales de expansión de nutrientes.

Las Biopelículas

Que es una bacteria y donde se encuentra.

En los ambientes naturales como lo es el suelo o la superficie de las plantas, la gran parte de las bacterias se suelen encontrar ancladas a la superficie en forma de biopelículas. Tales biopelículas  deben ser tenidas muy en cuenta en las infecciones bacterianas crónicas y también en los implantes médicos, ya que las bacterias que suelen formar estas estructuras son mucho más difíciles de eliminar que las bacterias individuales.

Que es una bacteria y donde se encuentra

La percepción de quórum y los cuerpos fructíferos.

Cabe destacar también un último tipo de morfología que es aún más compleja, es observable en ciertos microorganismos del grupo de las mixobacterias. Cuando se encuentran en un medio escaso, estas bacterias en aminoácidos son capaces de detectar las células a su alrededor, en un proceso que se conoce como percepción de quórum, en el cual migran todas las células hacia las demás y se agregan, generando de este modo a los cuerpos fructíferos que pueden llegar a alcanzar los 0,5 milímetros de longitud y contener aproximadamente unas 100 000 células.

Ya formada tal estructura, son las bacterias capaces de llevar a cabo diversas funciones, es decir, estas se diferencian alcanzando así un cierto nivel de organización pluricelular. Migran por ejemplo entre una y diez células a la parte superior del cuerpo fructífero y, se diferencian una vez allí para dar lugar a un tipo de células latentes que se denominan  mixosporas, las cuales se caracterizan por ser más resistentes a la desecación y, en general a las condiciones ambientales adversas.

La percepción de quórum y los cuerpos fructíferos

Estructuras intracelulares.

Tiene la membrana citoplasmática bacteriana una estructura muy similar a los animales y las plantas. Es una bicapa lipídica compuesta de fosfolípidos fundamentalmente, en la que se insertan moléculas de proteínas. Realiza en las bacterias numerosas funciones entre las que se incluyen la barrera osmótica, biosíntesis, transporte, transducción de energía, punto de anclaje para los flagelos y replicación de ADN. A diferencia de las membranas eucarióticas, que por lo general no contiene esteroles (a excepción de micoplasma y algunas proteobacterias)..

Muchas reacciones bioquímicas importantes que tienen lugar en las células se generan por la existencia de gradientes de concentración a los lados de la membrana. Crea este gradiente una diferencia de potencial parecida a la de una batería eléctrica y deja a la célula, por ejemplo el transporte de electrones y que obtenga energía. La carencia de membranas internas en las baterías quiere decir, que tienen estas reacciones que generarse por medio de la propia membrana citoplásmica, entre el espacio periplásmico y el citoplasma.

Contiene la bacteria ribosomas para la síntesis de proteínas, ya que es una bacteria igual a todos los demás organismos vivos, aunque estos son diferentes en los procariotas. Son similares la estructura de los ribosomas y el ARN ribosomal de la arquea, son de tipo 70S ambos ribosomas, en tanto que son de tipo 80S los ribosomas eucariotas. Aunque, la mayoría de las proteínas ribosomiales y ARN arqueanos son más semejantes a los eucarióticos que a los bacterianos.

No tienen las bacterias un núcleo determinado por membranas. Está organizado el material genético en un único cromosoma que se sitúa en el  citoplasma, dentro de un cuerpo irregular que se denomina nucleoide. Son circulares la mayoría de los cromosomas bacterianos, aunque existen algunos ejemplos de cromosomas lineales, como Borrelia burgdorferi. Tiene el nucleoide el cromosoma junto al ARN y las proteínas asociadas. Es una excepción el orden Planctomycetes, ya que rodea el nucleoide y tiene varias estructuras celulares definidas por membranas.

Estructuras intracelulares

Estructuras extracelulares.

Ya anteriormente se ha dicho que es una bacteria perteneciente de una pared celular que encierra su membrana citoplasmática. Están hechas las paredes celulares bacterianas de peptidoglicano (antiguamente llamado mureína). Está compuesta esta sustancia por decenas de  polisacárido que están enlazadas  por péptidos inusuales que tienen aminoácidos D. No se encuentran en las proteínas estos aminoácidos, por lo que protege a la pared de las peptidasas.

Son diferentes las paredes celulares bacterianas de las que las plantas y los hongos tienen, compuestas de quitina y celulosa, respectivamente. También son diferentes a las paredes celulares de Archaea, que no tienen peptidoglicano. Puede el antibiótico penicilina matar muchas bacterias, inhabilitando un paso de la síntesis del peptidoglicano.

Hay diferentes tipos de pared celular bacteriana que se denominan respectivamente Gram-negativa y Gram-positiva.  Provienen estos nombres de la reacción de la pared celular o de la tinción de Gram, un método empleado tradicionalmente para la clasificación de las sespecies bacterianas. Tienen las bacterias Gram-positivas una pared celular gruesa, que tiene numerosas capas de peptidoglicano en las que se implanta ácido teicoico. Las bacterias Gram-negativas en cambio tienen una pared fina relativamente, consistentes en una escasas capas de peptidoglicano, cercada por una segunda membrana lipídica (la externa) que contiene lipoproteínas y lipopolisacáridos.

Son los micoplasmas una excepción, ya que carecen de pared celular. Tienen las mayoría de las bacterias pared celular Gram-negativas; son solamente Gram-positivas  Actinobacteria y Firmicutes. Eran estos dos grupos conocidos antiguamente como bacterias Gram-positivas de contenido GC bajo y respectivamente también bacterias Gram-positivas de contenido GC alto. Dan lugar estas diferencias en la estructura de la pared celular, a diferencias en la susceptibilidad antibiótica. La vancomicina por ejemplo, puede matar solo bacterias Gram-positivas y es completamente ineficaz contra patógenos Gram-negativos, como lo es Pseudomonas aeruginosa o Haemophilus influenzae.

estructura de la bacteria

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Las endosporas.

Algunos géneros de bacterias Gram-positivas, como el Clostridium, Bacillus, Anaerobacter, Sporohalobacter y Heliobacterium, pueden formar endosporas. Son las endosporas estructuras durmientes muy resistentes cuya función principal es sobrevivir cuando son adversas las condiciones ambientales. Las endosporas en casi todos los casos no forman parte de un proceso reproductivo, ya que puede Anaerobacter formar hasta siete endosporas partiendo de una célula. Tienen las endosporas una base central que contiene ribosomas y ADN, rodeada por una corteza y resguardada por una cubierta impermeable y rígida.

No presentan las endosporas un metabolismo detectable y pueden subsistir a condiciones físicas y químicas extremas, como los altos niveles de rayos gamma, luces ultravioleta, detergentes, calor, desinfectantes, presión y desecación. En tal estado durmiente, pueden las bacterias seguir viviendo durante millones de años, pueden incluso sobrevivir a la radiación y al vacío del espacio exterior.  Pueden también las endosporas causar enfermedades, puede por ejemplo contraerse carbunco por la inhalación de las endosporas Bacillus anthracis y además causar tétanos por la contaminación de las heridas, pero con endosporas de Clostridium tetani.

Reproducción de las bacterias.

El tamaño de las células y la reproducción por división celular en las bacterias, están íntimamente ligados, al igual que en la mayor parte de los organismos unicelulares. Crecen las bacterias hasta un tamaño fijo y luego por fisión binaria se reproducen, que es una forma de reproducción asexual. Una bacteria Gram-positiva en condiciones apropiadas, puede llegar a dividirse cada 20 o 30 minutos aproximadamente y una Gram-negativa cada 15 o 20 minutos, en un estimado de 16 horas puede su número ascender unos 5 000 millones (que es aproximadamente el número de personas que habitan la tierra).

En condiciones óptimas, pueden algunas bacterias crecer y dividirse bastante rápido, tanto como cada 9,7 minutos. Se producen en la división celular  dos células hijas idénticas. Varias bacterias, aun reproduciéndose asexualmente, forman unas estructuras reproductivas mucho más complejas que favorecen la dispersión de las células hijas recién formadas. Incluyen ejemplos la formación de cuerpos fructíferos (los esporangios) en las mixobacterias, la aparición de hifas en Streptomyces y la gemación. Forma una protuberancia una célula en la gemación que se separa y produce una nueva célula hija.

Cabe destacar, por otro lado un tipo de reproducción sexual en bacterias, que se denomina parasexualidad bacteriana. Las bacterias en este caso son capaces de intercambiar material energético en el proceso que lleva por nombre conjugación bacteriana. Una bacteria donante y una bacteria receptora durante el proceso llevan a cabo un contacto por medio de pelos sexuales huecos o pili, por las cuales se transfiere una pequeña cantidad de ADN independientemente o incluso plásmido conjugativo.  El más conocido es el plásmido F de E. coli, que puede además integrarse en el cromosoma bacteriano. Recibe en este caso el nombre de episoma, y arrastra en la transferencia parte del cromosoma bacteriano. Se demanda que exista síntesis de ADN para que se produzca la conjugación. Se realiza la replicación al mismo tiempo que la transferencia.

Reproducción de las bacterias

El uso de la bacteria en la industria y la tecnología.

Muchas son las industrias que en parte o enteramente dependen de la acción de las bacterias. Gran cantidad de importantes sustancias químicas como ácido acético, alcohol etílico, alcohol butílico y acetona son pues producidas por bacterias específicas. Se emplean también bacterias para el curado del tabaco, el curtido de cueros, algodón y caucho, etc. Se han utilizado durante miles de años las bacterias junto con los mohos y levaduras, para la preparación de alimentos fermentados como el queso, encurtidos, mantequilla, chucrut, salsa de soja, vinagre, yogur y vino.

Tienen las bacterias una capacidad notable para lograr degradar una gran capacidad de compuestos orgánicos, por lo que se suele utilizar en el reciclado de basura y en la biorremediación.  Existe una que es capaz de degradar los hidrocarburos y pues te podrás imaginar que es una bacteria de utilización frecuente en la limpieza de vertidos de petróleo. Por ejemplo de este modo, luego del vertido del petróleo Exxon Valdez en el año 1989, en varias playas de Alaska, se utilizaron fertilizantes con el objetivo de promover el crecimiento de tales bacterias naturales. Son utilizadas las bacterias en la industria química para la síntesis de productos químicos enantioméricamente puros para un uso farmacéutico o agroquímico.

También pueden las bacterias ser usadas para el control biológico de parásitos, esto en sustitución de los pesticidas. Implica esto comúnmente a la especie Bacillus thuringiensis, que es una bacteria de suelo Gram-positiva. Debido a lo exclusivas que pueden ser estos pesticidas, se consideran respetuosos con el medio ambiente, y con poco o ningún efecto sobre los seres humanos, la  fauna y la mayor parte de los insectos beneficiosos, como lo son los polinizadores.

Son las bacterias herramientas básicas en los campos de la biología, la bioquímica molecular y la genética debido a su capacidad para carecer de forma rápida y a la facilidad relativa con la estos pueden ser manipulados. Haciendo modificaciones en el ADN bacteriano y analizando los fenotipos que resultan, pueden los científicos determinar la función de enzimas, genes y rutas metabólicas, logrando trasladar  luego estos conocimientos a organismos más complejos.

Requiere enormes cantidades de datos la comprensión de la bioquímica celular, con la expresión de genes y la cinética enzimática, permitirá hacer modelos matemáticos de organismo enteros. Actualmente, por ejemplo está siendo desarrollado y probado el conocido modelo de metabolismo Escherichia coli. Tal comprensión del metabolismo y de la genética bacteriana sede a la biotecnología, la modificación de las bacterias para que produzcan diferentes proteínas terapéuticas, como lo es la insulina, anticuerpos y factores de crecimiento.

El uso de la bacteria en la industria

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