Estructura Bacteriana

3.

Estructura

Las células bacterianas son muy pequeñas, entre 1 y 10 micrómetros (µm) de longitud, y solo pueden observarse con ayuda de un microscopio.

Las bacterias son organismos procariotas, que carecen de núcleo verdadero, una característica que las diferencia de las células vegetales y animales. El núcleo de las plantas y de los animales contiene el material genético en forma de ácido desoxirribonucleico (ADN). El material genético de la célula bacteriana está formado también por ADN (generalmente circular) pero se encuentra en una región densa que no está separada del resto del citoplasma por ninguna membrana. Muchas bacterias poseen también pequeñas moléculas de ADN circulares llamadas plásmidos, que llevan información genética, pero, la mayoría de las veces, no resultan esenciales en la reproducción.

El citoplasma, además del material genético, contiene fundamentalmente agua, sustancias de reserva, proteínas y ribosomas. Sin embargo, las bacterias carecen de los orgánulos citoplasmáticos rodeados de membrana propios de los eucariontes, como mitocondrias, cloroplastos, aparato de Golgi, etc. La membrana plasmática es la envoltura que rodea al citoplasma, separando la célula del medio ambiente que la rodea y regulando el paso de materiales. En la membrana aparecen grandes repliegues, denominados mesosomas, que pueden intervenir en la división celular o en diversas reacciones químicas que liberan energía. Por fuera de la membrana, se localiza la pared bacteriana, rígida y resistente. Generalmente, la rigidez de la pared celular determina la forma de la célula bacteriana. Además, protege a la bacteria de la deshidratación y de los cambios que se producen en el medio que la rodea. En algunos casos, la pared celular también protege a la bacteria del ataque de las células del sistema inmunitario. En algunas células la pared es muy fina mientras que en otras es gruesa; la tinción de Gram permite distinguir entre estos dos tipos de paredes bacterianas. Algunas bacterias poseen, rodeando a la pared celular, una capa denominada vaina o cápsula bacteriana que es capaz de retener agua y que puede protegerlas también del ataque de los leucocitos.

No todas las bacterias tienen capacidad de movimiento, pero las que lo poseen se desplazan gracias a la presencia de apéndices filamentosos denominados flagelos. Estos pueden localizarse a lo largo de toda la superficie celular o en uno o ambos extremos de la célula, y pueden aparecer aislados o en grupo. Dependiendo de la dirección en que gire el flagelo, la bacteria puede moverse avanzando o agitándose en una dirección concreta. La duración de los movimientos de avance en relación con los de giro está asociada a receptores presentes en la membrana bacteriana; estas variaciones permiten a la bacteria acercarse a determinadas sustancias, como partículas alimenticias, y alejarse de aquellas condiciones ambientales adversas.

Células procariotas

 

4.

Fisiología

Las células bacterianas, como todas las células, requieren nutrientes para llevar a cabo sus actividades vitales. Estos nutrientes deben ser solubles en agua para poder atravesar los poros de la pared celular y pasar a través de la membrana celular hasta el citoplasma. Sin embargo, muchas bacterias pueden digerir los alimentos sólidos liberando, en el medio que las rodea, sustancias químicas llamadas exoenzimas. Las exoenzimas ayudan a romper los alimentos sólidos en fragmentos hidrosolubles que la pared bacteriana puede absorber. Las células bacterianas utilizan los nutrientes para llevar a cabo diversas reacciones químicas indispensables para la vida, conocidas en conjunto con el nombre de metabolismo.

Las bacterias han explorado una gran cantidad de posibilidades metabólicas. Como ya se ha visto, hay bacterias que presentan un metabolismo aerobio y otras anaerobio. Algunas especies pueden alterar su metabolismo entre aerobio y anaerobio y, por ello, reciben el nombre de aerobias facultativas.

 

Además, las bacterias pueden ser autótrofas o heterótrofas. Dentro de las especies autótrofas, que utilizan el dióxido de carbono como fuente de carbono, puede distinguirse entre fotoautótrofas (o fotótrofas) y quimioautótrofas (o quimiolitótrofas o quimiosintéticas). Las primeras realizan la fotosíntesis y utilizan la luz solar como fuente de energía. Las cianobacterias presentan clorofila, como las algas verdes, para llevar a cabo la fotosíntesis y liberar oxígeno. De hecho, fueron las responsables de la transformación de la atmósfera terrestre primigenia. Otras bacterias fotosintéticas utilizan un pigmento fotosintético distinto, la bacterioclorofila, y no liberan oxígeno. Las bacterias quimioautótrofas obtienen la energía, no de la luz, sino de la oxidación de sustancias inorgánicas. En este grupo de bacterias se incluyen las bacterias del suelo que juegan un papel fundamental en los ciclos biogeoquímicos (ciclo del carbono, ciclo del nitrógeno y ciclo del azufre, entre otros).

Las bacterias heterótrofas (que utilizan compuestos orgánicos como fuente de carbono), a su vez, pueden ser fotoheterótrofas o quimioheterótrofas. Las primeras obtienen sus átomos de carbono de compuestos orgánicos fabricados por otros organismos y obtienen la energía de la luz solar. Las quimioheterótrofas obtienen tanto sus átomos de carbono como su energía de uno o varios compuestos orgánicos. La mayoría de las bacterias pertenecen a este grupo. Según su modo de vida las bacterias heterótrofas pueden ser saprofitas, simbiontes o parásitas. Las saprofitas viven sobre los cuerpos muertos de animales y vegetales, y son importantes porque descomponen los cuerpos de las plantas y animales muertos en sus componentes esenciales, haciéndolos accesibles para ser utilizados como alimento por las plantas. Muchas bacterias viven en simbiosis con animales o plantas. Las bacterias parásitas, el tercer tipo, viven en el interior de los animales o plantas provocándoles daños; son las bacterias patógenas responsables de muchas enfermedades.

5.

Reproducción

Las bacterias se reproducen con mucha rapidez. En algunas especies la replicación en condiciones óptimas se lleva a cabo tan solo en unos 15 minutos. Una célula bacteriana puede convertirse en dos en 15 minutos, en cuatro en 30, en ocho en 45 y así sucesivamente. De ese modo, las bacterias podrían cubrir con rapidez la faz de la Tierra si el suministro de nutrientes fuese ilimitado. Sin embargo, en ausencia de nutrientes suficientes, muchas bacterias forman esporas latentes que sobreviven hasta que disponen de nuevo de alimento. La formación de esporas hace posible también que las bacterias sobrevivan en determinadas condiciones adversas.

1.

Fisión binaria

Las células bacterianas se dividen por fisión o bipartición; la bacteria aumenta de tamaño hasta casi duplicar su tamaño inicial y el material genético se duplica; luego, la bacteria se estrecha por la mitad y tiene lugar la división completa formándose dos células hijas idénticas a la célula madre.

En primer lugar, el ADN bacteriano (que está anclado a un mesosoma) se replica, y se forman todas las moléculas que necesita la nueva célula. La nueva molécula de ADN se une a otro mesosoma nuevo. La membrana crece separando las dos moléculas de ADN.

En la zona central de la célula, la membrana celular se invagina hacia el centro y se cierra para, finalmente, dividir a la célula en dos de tamaño muy similar, formándose una nueva pared celular entre las membranas.

Reproducción bacteriana: Fisión binaria

http://www.biologia.edu.ar/animaciones/temas/ciclos/bacteria.html

2.

Formación de esporas

En respuesta a la escasez de nutrientes u otras condiciones adversas, muchas bacterias sobreviven mediante la formación de esporas que resisten las condiciones extremas del medio, como la deshidratación, el calor o los productos químicos tóxicos. Las esporas preservan el ADN bacteriano y permanecen vivas pero inactivas. Cuando las condiciones mejoran, las esporas comienzan a desarrollarse y las bacterias se activan de nuevo.

Las esporas mejor estudiadas se forman en las bacterias Bacillus y Clostridium y se conocen como endosporas, porque son estructuras intracelulares. Las esporas del Clostridium botulinum originan el botulismo, una intoxicación que puede ser mortal. 

Las endosporas tienen cubiertas gruesas y pueden resistir las condiciones adversas del medio, especialmente el calor. Las endosporas pueden sobrevivir durante siglos en estado latente.