Pequeños seres vivos invisibles: "Bacterias" (página 2)

Estructura bacteriana

• Membrana celular

La membrana que rodea el citoplasma de una célula procariota está constituida por una bicapa lipídica. La membrana de los procurotas carecen de colesterol u otros esteroides; en estos mismos la membrana incorcpora la cadena de transporte de electrones que caracteriza la membrana mitocondrial de las células eucarióticas. También la membrana parece contener sitios de unnión especificos para las moléculas de ADN, se cree que estos sitios desempeñan un papel en asegurar la separación de los cromosomas replicados durante la división celular

• Pared celular

Casi todos los procariotas están rodeados por una pared celular que da a los distintos tipos sus configuraciones y características.

Muchos tiene paredes rígidas, otros tienen paredes flexibles y solo los micoplasmas carecen totalmente de pared.

Las paredes celulares procariotas presentan dos configuraciones diferentes que se distinguen por su capacidad para convinarse con colorantes como el violeta. Las que se convinan se conocen como Gram positivas y las que no lo hacen Gram negativas. Las primeras Incluyen especies tanto móviles (vía flagelos) como inmóviles con forma de bacilo (Bacillus, Clostridium, Corynebacterium, Lactobacillus, Listeria) o coco (Staphylococcus, Streptococcus). Muchas especies de bacterias Gram-negativas causan enfermedades. Los cocos Gram-negativos causan la gonorrea (Neisseria gonorrhoeae), meningitis (Neisseria meningitidis) y síntomas respiratorios (Moraxella catarrhalis). Algunos bacilos Gram negativos causan principalmente enfermedades respiratorias (Hemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae , Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa), enfermedades urinarias (Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens) y enfermedades gastrointestinales (Helicobacter pylori, Salmonella enteritidis, Salmonella typhi)

En algunas bacterias por fuera de la pared celular se encuentra una cápsula de polisácaridos viscosa, secretadas por la bacteria. La función de la cápsula no es completamente clara, pero su procedencia está asociada con la actividad patógena de cierto organismo. Por ejemplo: la forma encapsulada des Streptococus Pneumoneae es virulenta, mientras que la forma no encapsulada no es virulenta. Al parecer la cápsula puede inferir con la fagocitosis que efectúan los glóbulos blancos del hospedador.

• Flagelos y pelos

Algunos tipos de bacterias tienen extensiones largas, delgadas conocidos como flagelos y pelos. Cada flagelo bacteriano esta constituido por monómeros de una pequeña molécula globular. Los flagelos crecen desde el ápice. En algunas especies están distribuidos en toda la superficie de la célula. En otros aparecen como penachos en un extremo o polo de la célula.

El flagelo no está encerrado en la membrana celular, sino que sobresale de la célula en un filamento proteico desnudo con forma de tirabuzón.

Los flagelos bacterianos baten con un movimiento rotario, pero son tan delgados y al batir tan rápido que el movimiento no puede verse. Se han ideado métodos ingeniosos, los cuales el desplazamiento de la célula puede ser impedido por los propios flagelos, como resultado, son las células las que rotan, en lugar de hacerlo los flagelos, y el movimiento puede observarse.

Las bacterias flageladas se caracterizan por moverse rápidamente en líneas suavemente curvas, o en "carreras"que duran un segundo cada una.

Los receptores de la membrana celular miden los cambios que ocurren en la concentración de moléculas específicas de un instante al siguiente, esta información se traduce en la rotación de los flagelos en el sentido contrario de las agujas del reloj o en sentido contrario.

Los pelos se ensamblan a partir de monómeros de proteínas o en la misma forma que los filamentos de los flagelos. Son varillas cilíndricas que se extienden desde la célula, en algunos casos hasta considerable distancia. Los pelos miden de 4 a 35 manómetros de diámetro y pueden estar presentes de a centenares en una sola célula. Sirven para unir las bacterias con una fuente de alimentaria, a la superficie de un líquido o a dos bacterias en conjugación.

Diversidad de formas

El método más antiguo para identificar los organismos es por su apariencia física. Las formas de los roceriotas es un resultado de su pared celular. Las bacterias exhiben una considerable variedad de formas. Las formas rectas o en bastón de scherichia coli se conoce como bacilo, la forma cilíndrica se llama coco, y las varillas largas en hélices se llaman espirilos. Hay un cuarto grupo de formas, los vibriones, formados por cortos bastones encorvados que se piensa son hélices incompletas.

Los diferentes tipos de bacterias tienen patrones característicos de crecimiento, produciendo filamentos, racimos o colonias que también tienen una forma distintiva, por ej. Los cocos pueden unirse en paredes después de la división (diplococos), pueden ocurrir en racimos (estafilococos) o pueden formar cadenas (estreptococos). Una bacteria que causa la neumonía es un estreptococo, mientras que los estafilococos son responsables de diversas afecciones serias. Caracterizados por ser forúnculos o ascensos. Los bacilos es forma de bastones habitualmente se separan después de la división celular. Cuando permanecen juntos se unen por los extremos formando filamentos, dado que siempre se dividen en el mismo plano (transversalmente). En algunos géneros son de aspecto fungiforme y con el prefijo (myco) de la palabra hongo. Es parte del nombre genérico, por ej. Mycobacterium tuberculosis, el causante de la tuberculosis, es un bacilo que crece de manera filamentosa, a modo de hongo.

Muchas cianobacterias, así como los miembros de un grupo fotosintéticos, las bacterias deslizantes también forman estructuras filamentosas que consisten en numerosas células individuales. Estas células se caracterizan por secretar un moco que se adhiere a una superficie sólida y suministra una vía por la cual debe deslizarse de un lugar a otro. Otro tipo de bacterias están caracterizadas por vainas o cubiertas distintivas por fuera de sus paredes celulares. Las espiroquetas están entre los organismos más fáciles de identifican. Son muy largas 5 a 500 micrómetros) y delgadas (aproximadamente 0,5 micrómetros de diámetro) y tienen una estructura inusual conocida como filamento axial, constituido por dos conjuntos de fibrillas unidas a cada extremo de la célula.

Las rickettsias, que son las células más pequeñas que se conocen constituyen otro grupo adicional de procariotas distinguibles por su forma.

Reproducción bacteriana

La mayoría de las bacterias se reproducen por división celular simple, también llamada binaria. En alguna forma la reproducción es por gemación o por fragmentación de células

La reproducción binaria ocurre cuando se producen dos duplicados exactos en la información hereditaria, en forma de una sola molécula larga y circular de ADN. El cromosoma de la célula se duplica antes de la división celular, cada uno de los cromosomas hijos se une a un punto diferente sobre la cara interna de la membrana celular. Cuando esta se alarga, los cromosomas se separan. Cuando la célula alcanza aproximadamente el doble de su tamaño originario y los cromosomas están separados, la membrana celular se invagina y se forma una nueva pared que separa las dos células nuevas y sus duplicados cromosómicos.

Esquema de división binaria. La unión del cromosoma a un doblez interno de la membrana celular asegura que un duplicado del cromosoma se distribuya a cada célula hija a medida que la membrana se alarga.

Otra forma de reproducción es la capacidad de formar espora. Este mecanismo es característico que se produzca cuando una población de células que crecen muy rápido comienza a agotar su provisión de alimentos. Cada célula forma que contiene dos cromosomas duplicados, alrededor de alguno de ellos crece una membrana celular separándolo del resto de la célula, que luego encierra a la célula recién formada. La espora madura se libera de la célula y permanece latente hasta que acontecimientos adecuados promuevan su gemación.

La formación de esporas incrementa en gran medida la capacidad de células procariotas para sobrevivir. Por ej. las esporas de clostridrium botulinum, la bacteria que causa el botulismo no se destruyen al hervirlas durante varias horas.

La formación de endosporas en el Bacillus Cereus. a, b) Los dos cromosomas dentro de la célula vegetativa se han condensado en una forma de bastón; c) La pared trasversal comienza a formarse; d) Separación del material de las esporas de la célula vegetativa; e, f) La célula vegetativa crece alrededor de la espora y se forma la cubierta de la espora; g, h) La espora madura y se separa de la célula.

Nutrición de las bacterias

• Heterótrofas:

La mayoría de las procariotas son heterótrofas, de ellas la gran parte son saprobias que se alimentan de materia orgánica muerta. Las bacterias de otros organismos son responsables de la degradación y recirculación de material orgánico del suelo.

Diferentes grupos de bacterias representan distintos papeles específicos, como la digestión de celulosa, almidones u otros polisacáridos o la hidrólisis de enlaces peptídicos específicos o la degradación de aminoácidos. Estas actividades liberan los nutrientes y los pone a disposición de las plantas y a través de ellas, los animales. Así las bacterias son una parte esencial en los sistemas ecológicos.

Otras bacterias son parásitos que degradan material orgánico en los cuerpos de los organismos vivos. Otro tipo de bacterias heterótrofas causan enfermedades patógenas, también hay un número de formas no patógenas. Algunas de estas bacterias tienen poco efecto sobre los hospedadores y otras son realmente beneficiosas. Las vacas y otros rumiantes pueden utilizar celulosa solo porque sus estómagos contienen bacterias que tienen enzimas que digieren celulosa. Nuestros propios intestinos contienen diversos tipos de bacterias generalmente inofensivas. Algunas suministran vitamina K, otras evitan el desarrollo de infecciones.

• Autótrofas:

Las bacterias autótrofas incluyen formas quimiosintéticas y fotosintéticas. Los primeros obtienen energía de compuestos inorgánicos. Sólo los procariotas son capaces de utilizar este tipo de alimentación. Las bacterias fotosintéticas verdes y púrpuras usan una gran variedad de sustancias que incluyen compuestos de azufre y no producen gas oxígeno. Las cianobacterias tienen un tipo de fotosíntesis esencialmente igual a la de las plantas. Los procariotas fotosintéticos carecen de cloroplastos y sus pigmentos fotosintéticos están incluidos en la membrana celular o en membranas internas.

Cómo causan enfermedades los microbios

Los efectos patógenos de los microbios son producidos de maneras varias. Los virus penetran en tipos particulares de células y a menudo las destruyen. Las bacterias también pueden producir destrucción celular; sin embargo, los efectos reconocidos como enfermedad a menudo no son causadas por la acción de los patógenos, sino por toxinas o venenos producidos por ellos. Por ej. la difteria producida es causada por un bacilo, el corynebacterium diphtedeae. Los organismos se instalan y establecen la infección en el tracto respiratorio superior, donde producen una poderosa toxina que es transportada a través del torrente sanguíneo a las células. Esta toxina que se produce solo cuando la bacteria hospeda un profago (ADN de un virus) particular, inhibe la síntesis proteica.

Algunas enfermedades son el resultado de la reacción del cuerpo al patógeno. En la neumonía causada por el streptococus pneumoneae, la infección causa una tremenda efusión de líquidos y de células en los sacos aéreos de los pulmones, interfiriendo con la respiración. Los síntomas causados por las infecciones d hongos en la piel resultan análogamente de respuestas inflamatorias.

Un solo agente de enfermedad puede causar una variedad de enfermedades. Las infecciones en la piel por streptococus pyogenes causa la enfermedad conocida como impétigo. Las infecciones de la garganta causada por la misma bacteria es la conocida faringitis estreptocócica. La infección de la garganta con cepas de las bacterias que producen toxinas es conocida como escarlatina. En las personas con faringitis estreptocócica o con escarlatina no tratadas, aproximadamente el 0,5% desarrolla fiebre reumática que es caracterizada por cambios inflamatorios en articulaciones, el corazón y otros tejidos aparentemente como resultado de reacciones que involucran al propio sistema inmune del cuerpo. Inversamente muchos agentes pueden causar los mismos síntomas; "el resfrío común" puede ser el resultado de una infección con cualquiera de un gran número de virus.

Prevención y control de enfermedades

Muchas enfermedades infecciosas, tanto bacterianas como virales, pueden ser evitadas por inmunización. Las bacterias son susceptibles a drogas antimicrobianas tales como las sulfas o la penicilina. La penicilina, sintetizada por el hongo penicilium, fue el primer antibiótico conocido. Muchos antibióticos son producidos por bacterias, especialmente las actinomicetes; algunos son formados por hongos. Muchas pueden sintetizarse en laboratorios. Los antibióticos y otros agentes quimioterapéuticos son efectivos porque interfieren en algún proceso esencial del patógeno sin afectar a las células del hospedador.

Las drogas antimicrobianas hacen posible el tratamiento de heridas y de enfermedades infecciosas comunes, también el uso generalizado y a menudo, salva vidas o de cirugías mayor como tratamiento para el cáncer y otras enfermedades.

También es posible que nuevos enfoques para el control de las enfermedades virales y bacterianas surjan de la valiosa información generada por los estudios de ADN recombinante. Estos estudios están identificando genes bacterianos y virales que afectan la virulencia.

Es lógico esperar que a medida que los biólogos moleculares conozcan más acerca de los organismos, y acerca y de los genes que siguen sus propiedades, los científicos médicos, apliquen este conocimiento en formas prácticas.

El siguiente cuadro muestra algunas enfermedades humanas causadas por bacterias:

Conclusión

Las bacterias son muy comunes y están presentes en cualquier ambiente, lo cual muchas de ellas logran adaptarse a diferentes factores o condiciones en que viven, al igual que los virus.

Estos microorganismos cumplen un papel fundamental en la naturaleza y en el hombre, en el cual la presencia de una flora bacteriana intestinal normal, por ejemplo, es indispensable; aunque muchas bacterias causan enfermedades. Una de las mejores formas de combatirlas es el uso de antibióticos, ya que las eliminan o afectan alguna de sus funciones sin dañar las células del hospedador. También es importante toda la información surgida por los estudios de ADN recombinante, que identifican genes de bacterias y virus. Por eso es obvio esperar que se aplique a la medicina y a la prevención de enfermedades todos estos conocimientos provenientes de los estudios de la biología molecular o la microbiología.

Otra medida de prevenirse, en la vida cotidiana, es el uso adecuado de la higiene, como por ejemplo: consumir alimentos en buen estado y lavados correctamente, usar agua potable o en su defecto hervirla antes de su consumo, también el aseo personal e higiene del hogar. Todas estas medidas mencionadas aplicadas correctamente contribuyen a un optimo funcionamiento de la salud, ya sea mejorándola, conservándola para así prevenir las enfermedades infecciosas.

Bibliografía

• Aljanati D.; Wolovelsky E; Tambussi C. Los Códigos de la Vida, Biología III. K. Ediciones Colihue. 2005
• Curtis H; Sue Barnes N. Biología 5ta Edición. Editorial Médica Panamericana. 1993
• http://es.wikipedia.org/wiki/Bacterias

Autor:

Cristian Debaz

Matías Di Franco

Profesora:

Luisa Fernández

Instituto Superior de Formación Docente Nº 168 (I.S.F.D Nº 168) Dolores. 3er año Profesorado de Biología. Ciclo lectivo 2008