Las bacterias son microorganismos unicelulares que presentan un tamaño de algunos micrómetros de largo (entre 0,5 y 5 µm, por lo general) y diversas formas incluyendo esferas, barras y hélices. Las bacterias son procariotas y, por lo tanto, a diferencia de las células eucariotas (de animales, plantas, etc), no tienen núcleo ni orgánulos internos. Generalmente poseen una pared celular compuesta de peptidoglicano. Muchas bacterias disponen de flagelos o de otros sistemas de desplazamiento y son móviles. Del estudio de las bacterias se encarga la bacteriología, una rama de la microbiología.
Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta. Son ubicuas, encontrándose en todo hábitat de la tierra, creciendo en el suelo, en manantiales calientes y ácidos, en desechos radioactivos,1 en las profundidades del mar y de la corteza terrestre. Las bacterias son imprescindibles para el reciclaje de los elementos, pues muchos pasos importantes de los ciclos biogeoquímicos dependen de éstas.
En el cuerpo humano hay aproximadamente diez veces tantas células bacterianas como células humanas, con una gran cantidad de bacterias en la piel y en el tracto digestivo. Aunque el efecto protector del sistema inmune hace que la gran mayoría de estas bacterias sea inofensiva o beneficiosa, algunas bacterias patógenas pueden causar enfermedades infecciosas, incluyendo cólera, sífilis, lepra, tifus, difteria, escarlatina, etc. Las enfermedades bacterianas mortales más comunes son las infecciones respiratorias, con una mortalidad sólo para la tuberculosis de cerca de dos millones de personas al año.5
Aunque el término bacteria incluía tradicionalmente a todos los procariotas, actualmente la taxonomía y la nomenclatura científica los divide en dos grupos. Estos dominios evolutivos se denominan Bacteria y Archaea (arqueas). La división se justifica en las grandes diferencias que presentan ambos grupos a nivel bioquímico y en aspectos estructurales.
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 incorpora la cadena de transporte de electrones que caracteriza la membrana mitocondrial de las células eucarióticas. También la membrana parece contener sitios de unión específicos 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 combinarse con colorantes como el violeta. Las que se combinan 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 está 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.
CLASIFICACIÓN
La identificación de las bacterias es tanto más precisa cuanto mayor es el número de criterios utilizados. Esta identificación se realiza a base de modelos, agrupados en familias y especies en la clasificación bacteriológica. Las bacterias se reúnen en 11 órdenes:
- Las eubacteriales, esféricas o bacilares, que comprenden casi todas las bacterias patógenas y las formas fotótrofas.
- Las pseudomonadales, orden dividido en 10 familias entre las que cabe citar las Pseudomonae y las Spirillacae.
- Las espiroquetales (treponemas, leptospiras).
- Las actinomicetales (micobacterias, actinomicetes).
- Las rickettsiales.
- Las micoplasmales.
- Las clamidobacteriales.
- Las hifomicrobiales.
- Las beggiatoales.
- Las cariofanales.
- Las mixobacter
MORFOLOGÍA BACTERIANA
Las bacterias presentan una amplia variedad de tamaños y formas. La mayoría presentan un tamaño diez veces menor que el de las células eucariotas, es decir, entre 0,5 y 5 µm. Sin embargo, algunas especies como Thiomargarita namibiensis y Epulopiscium fishelsoni llegan a alcanzar los 0,5 mm, lo cual las hace visibles al ojo desnudo.41 En el otro extremo se encuentran bacterias más pequeñas conocidas, entre las que cabe destacar las pertenecientes al género Mycoplasma, las cuales llegan a medir solo 0,3 &µm, es decir, tan pequeñas como los virus más grandes.
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
· 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.
Las bacterias presentan la capacidad de anclarse a determinadas superficies y formar un agregado celular en forma de capa denominado biopelícula o biofilme, los cuales pueden tener un grosor que va desde unos pocos micrómetros hasta medio metro.
Por último, cabe destacar un tipo de morfología más compleja aún, observable en algunos microorganismos del grupo de las mixobacterias. Cuando estas bacterias se encuentran en un medio escaso en aminoácidos son capaces de detectar a las células de alrededor, en un proceso conocido como quórum sensing, en el cual todas las células migran hacia las demás y se agregan, dando lugar a cuerpos fructíferos que pueden alcanzar los 0,5 mm de longitud y contener unas 100.000 células.
BACTERIAS GRAM POSITIVAS
Se denominan bacterias Gram positivas a aquellas bacterias que se tiñen de azul oscuro o violeta por la tinción de Gram: de aquí el nombre de "Gram-positivas" o también "grampositivas". Esta característica está íntimamente ligada a la estructura de la envoltura celular por lo que refleja un tipo natural de organización bacteriana.
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BACTERIAS GRAM NEGATIVAS
Se denominan bacterias Gram negativas a aquellas bacterias que no se tiñen de azul oscuro o violeta por la tinción de Gram, y lo hacen de un color rosado tenue: de ahí el nombre de "Gram-negativas" o también "gramnegativas". Esta característica está íntimamente ligada a la estructura de la envoltura celular, por lo que refleja un tipo natural de organización bacteriana.
Imagen microscópica de una bacteria Gram Negativa Pseudomonas aeruginosa (los puntos rosas-rojos).
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 Clostridium 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.
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.
http://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria_Gram_positiva
LUIS ANTONIO, ROMERO YAHUACHI
