CONOCIMIENTO PREVIO BACTERIA

LAS BACTERIAS
Las bacterias son microorganismos procariontes (no poseen membrana nuclear por lo
que su ADN está libre en la célula) de organización muy sencilla. Pertenecen al reino
Protista. Son seres generalmente unicelulares. Son células de tamaño variable y
poseen dimensiones medias que oscilan entre 0,5 y 5 μm por lo general. Las bacterias
tienen una estructura menos compleja que la de las células de los organismos
superiores: son células procariotas (su núcleo está formado por un único cromosoma,
carecen de membrana nuclear y orgánulos internos). Igualmente son muy diferentes a
los virus, que no pueden desarrollarse más dentro de las células y que sólo contienen
un ácido nucleico.
Las bacterias juegan un papel fundamental en la naturaleza y en el hombre: la
presencia de una flora bacteriana normal es indispensable, aunque existen bacterias
patógenas. Análogamente tienen un papel importante en la industria y permiten
desarrollar importantes progresos en la investigación, concretamente en fisiología
celular y en genética. El examen microscópico de las bacterias no permite
identificarlas, ya que existen pocos tipos morfológicos, cocos (esféricos), bacilos
(bastón), espirilos (espiras) y es necesario por lo tanto recurrir a técnicas que se
detallarán más adelante. El estudio mediante la microscopia óptica y electrónica de las
bacterias revela la estructura de éstas.
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, en las profundidades del mar y de la
corteza terrestre. Algunas bacterias pueden incluso sobrevivir en las condiciones
extremas del espacio exterior. Se estima que hay en torno a 40 millones de células
bacterianas en un gramo de tierra y un millón de células bacterianas en un mililitro de
agua dulce. En total, se calcula que hay aproximadamente 5×10 30 bacterias en el
mundo.
Las bacterias son imprescindibles para el reciclaje de los elementos, pues muchos
pasos importantes de los ciclos biogeoquímicos dependen de éstas. Como ejemplo cabe
citar la fijación del nitrógeno atmosférico. Sin embargo, solamente la mitad de los filos
conocidos de bacterias tienen especies que se pueden cultivar en el laboratorio, por lo
que una gran parte (se supone que cerca del 90%) de las especies de bacterias
existentes todavía no ha sido descrita.
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.
En todo el mundo se utilizan antibióticos para tratar las infecciones bacterianas. Los
antibióticos son efectivos contra las bacterias ya que inhiben la formación de la pared
celular o detienen otros procesos de su ciclo de vida. También se usan extensamente
en la agricultura y la ganadería en ausencia de enfermedad, lo que ocasiona que se
esté generalizando la resistencia de las bacterias a los antibióticos. En la industria, las
bacterias son importantes en procesos tales como el tratamiento de aguas residuales,
en la producción de queso, yogur, mantequilla, vinagre, etc., y en la fabricación de
medicamentos y de otros productos químicos.
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 de la célula bacteriana
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. Se identifican
en ellas estructuras internas y externas:
Estructuras internas
 la Las bacterias no tienen un núcleo delimitado por membranas. El material genético
está organizado en un único cromosoma situado en el citoplasma, dentro de un
cuerpo irregular denominado nucleoide. Está formado por un único filamento de ácido
desoxirribonucleico (ADN) apelotonado y que mide cerca de 1 mm. de longitud (1000
veces el tamaño de la bacteria).
 El citoplasma de las bacterias por ser procariotas no tienen orgánulos citoplasmáticos
delimitados por membranas y por ello presentan pocas estructuras intracelulares.
Carecen de núcleo celular, mitocondrias, cloroplastos y de los otros orgánulos
presentes en las células eucariotas, tales como el aparato de Golgi y el retículo
endoplasmático. Como excepción, algunas bacterias contienen estructuras
intracelulares rodeadas por membranas que pueden considerarse primitivos
orgánulos. En el citoplasma se pueden apreciar plásmidios, pequeñas moléculas
circulares de ADN que coexisten con el nucleoide, contienen genes y son comúnmente
usados por las bacterias en la conjugación. También contiene vacuolas (gránulos que
contienen sustancias de reserva) y ribosomas (utilizados en la síntesis de proteínas).
 Como todos los organismos vivos, las bacterias contienen ribosomas son elementos
granulosos que se hallan contenidos en el citoplasma bacteriano; esencialmente
compuestos por ácido ribonucleico, desempeñan un papel principal en la síntesis
proteica.
 Muchas bacterias presentan vacuolas, gránulos intracelulares para el almacenaje de
sustancias, como por ejemplo glucógeno, polifosfatos, azufre o polihidroxialcanoatos.
Ciertas especies bacterianas fotosintéticas, tales como las cianobacterias, producen
vesículas internas de gas que utilizan para regular su flotabilidad y así alcanzar la
profundidad con intensidad de luz óptima y/o unos niveles de nutrientes óptimos.
Otras estructuras presentes en ciertas especies son los carboxisomas (que contienen
enzimas para la fijación de carbono) y los magnetosomas (para la orientación
magnética).
 Anteriormente se pensaba que las células procariotas no poseían citoesqueleto, pero
desde entonces se han encontrado homólogos bacterianos de las principales
proteínas del citoesqueleto de los eucariontes. El citoesqueleto bacteriano desempeña
funciones esenciales en la protección, determinación de la forma de célula bacteriana
y en la división celular.
Estructuras externas
 Muchas bacterias son capaces de acumular material en el exterior para recubrir su
superficie. Dependiendo de la rigidez y su relación con la célula se clasifican en
cápsulas y glicocalix. La cápsula es una estructura rígida que se une firmemente a la
superficie bacteriana, en tanto que el glicocalix es flexible y se une de forma laxa.
Estas estructuras protegen a las bacterias pues dificultan que sean fagocitadas por
células eucariotas tales como los macrófagos. También pueden actuar como
antígenos y estar implicadas en el reconocimiento bacteriano, así como ayudar a la
adherencia superficial y a la formación de biopelículas.
 La mayoria de las bacterias disponen de una pared celular que rodea a su membrana
citoplasmática que es rígida, dúctil y elástica y explica la constancia de su forma. Las
paredes celulares bacterianas están hechas de peptidoglicano que es un copolímero
formado por una secuencia alternante de N-acetil-glucosamina y el ácido Nacetilmurámico unidos mediante enlaces peptidicos ß-1,4, sobre las que se fijan
tetrapéptidos de composición variable. Además, existen constituyentes propios de las
diferentes especies de la superficie. La cadena es recta y no ramificada. El antibiótico
penicilina puede matar a muchas bacterias inhibiendo un paso de la síntesis del
peptidoglicano.
Peptidoglicano
La diferencia de composición bioquímica de las paredes constituye dos grupos de
bacterias con diferentes tipos de pared celular bacteriana, responsable de su
diferente reacción de la pared celular a la tinción de Gram (colorante formado por
violeta de genciana y una solución yodurada), un método tradicionalmente empleado
para la clasificación de las especies bacterianas. Se distinguen las bacterias
grampositivas (que tienen el Gram después de lavarlas con alcohol) y las
gramnegativas (que pierden su coloración). Las bacterias Gram-positivas tienen una
pared celular gruesa que contiene numerosas capas de peptidoglicano en las que se
inserta ácido teicoico. En cambio, las bacterias Gram-negativas tienen una pared
relativamente fina, consistente en unas pocas capas de peptidoglicano, rodeada por
una segunda membrana lipídica (la membrana externa) que contiene
lipopolisacáridos y lipoproteínas.
Se conocen actualmente los mecanismos de la síntesis de la pared. Ciertos
antibióticos pueden bloquearla. La destrucción de la pared provoca una fragilidad en
la bacteria que toma una forma esférica (protoplasto) y estalla en medio hipertónico
(solución salina con una concentración de 7 g. de NaCI por litro).
Las micoplasmas son una excepción, pues carecen de pared celular. La mayoría de
las bacterias tienen paredes celulares Gram-negativas; solamente son Grampositivas Firmicutes y Actinobacteria. Estas diferencias en la estructura de la pared
celular dan lugar a diferencias en la susceptibilidad antibiótica. Por ejemplo, la
vancomicina puede matar solamente a bacterias Gram-positivas y es ineficaz contra
patógenos Gram-negativos, tales como Haemophilus influenzae o Pseudomonas
aeruginosa. Dentro del filo Actinobacteria cabe hacer una mención especial al género
Mycobacterium, el cual, si bien se encuadra dentro de las Gram positivas, no parece
serlo desde el punto de vista empírico, ya que su pared no retiene el tinte. Esto se
debe a que presentan una pared celular poco común, rica en ácidos micólicos, de
carácter hidrófobo y ceroso y bastante gruesa, lo que les confiere una gran
resistencia.
Muchas bacterias tienen una capa S de moléculas de proteína de estructura rígida
que cubre la pared celular. Esta capa proporciona protección química y física para la
superficie celular y puede actuar como una barrera de difusión macromolecular. Las
capas S tienen diversas (aunque todavía no bien comprendidas) funciones. Por
ejemplo, en el género Campylobacter actúan como factores de virulencia y en la
especie Bacillus stearothermophilus contienen enzimas superficiales.
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La membrana citoplasmática, situada debajo de la pared, es una bicapa lipídica
compuesta fundamentalmente de fosfolípidos en la que se insertan moléculas de
proteínas. En las bacterias realiza numerosas funciones entre las que se incluyen las
de permeabilidad selectiva frente a las sustancias que entran y salen de la bacteria,
barrera osmótica, transporte, biosíntesis, transducción de energía, centro de
replicación de ADN y punto de anclaje para los flagelos. Por último, tiene un papel


fundamental en la división del núcleo bacteriano. Los mesosomas, que son
repliegues de la membrana, se encuentran enzimas que intervienen en la síntesis de
ATP, y los pigmentos fotosintéticos en el caso de bacterias fotosintéticas.
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 evolucionar a endosporas,
estadios latentes capaces de resistir condiciones extremas.
Algunas bacterias pueden presentar flagelos o cilios, que son largos apéndices
generalmente filamentosos compuestos de proteínas y de longitud variable;
utilizados para el movimiento. Según las especies, pueden estar implantados en uno
o en los dos polos de la bacteria o en todo su entorno mediante un corpúsculo basal.
Constituyen el soporte de los antígenos "H". En algunos bacilos gramnegativos se
encuentran las fimbrias, que son filamentos finos de proteinas, muy numerosos y
cortos, que se distribuyen sobre la superficie de la célula. Ayudan a la adherencia de
las bacterias a las superficies sólidas o a otras células y son esenciales en la
virulencia de algunos patógenos. Los pili son apéndices celulares ligeramente
mayores que las fimbrias y se utilizan para la transferencia de material genético
entre bacterias en un proceso denominado conjugación bacteriana.
La división celular bacteriana.
Generalmente las bacterias se reproducen por bipartición dando lugar dos células hijas,
como se ve en el siguiente esquema:
Tras la duplicación del ADN (cuya división es no-mitótica), que está dirigida por la ADNpolimerasa que se encuentra en los mesosomas, la división empieza en el centro de la
bacteria por una invaginación de la membrana citoplasmática que da origen a la
formación de un septo o tabique transversal separador que crece hasta formar las dos
nuevas bacterias. La separación de las dos bacterias va acompañada de la segregación
en cada una de ellas de uno de los dos genomas que proviene de la duplicación del ADN
materno.
Pero además de este tipo de reproducción asexual, las bacterias poseen unos
mecanismos de reproducción sexual o parasexual, mediante los cuales se intercambian
fragmentos de ADN.
Esta reproducción sexual o parasexual, puede realizarse por transformación, por
conjugación o por transducción.
1. Transformación. Consiste en el intercambio genético producido cuando una bacteria
es capaz de captar fragmentos de ADN, de otra bacteria que se encuentran dispersos
en el medio donde vive. A continuación ver esquema.
2. Conjugación. En este proceso, una bacteria donadora F+ transmite a través de un
puente o pili, un fragmento de ADN, a otra bacteria receptora F-. La bacteria que se
llama F+ posee un plasmidio, además del cromosoma bacteriano. Se puede ver en el
esquema siguiente:
3. Transducción. En este caso la transferencia de ADN de una bacteria a otra se realiza
a través de un virus bacteriófago, que se comporta como un vector intermediario
entre las dos bacterias. También podemos ver el proceso en esquema:
a, el virus se acopla a la bacteria, b. el virus rompe la pared bacteriana, c. el virus inyecta su
ADN
Endosporas o esporas bacterianas
Ciertos géneros de bacterias Gram-positivas, tales como Bacillus, Clostridium,
Sporohalobacter, Anaerobacter y Heliobacterium, pueden sintetizar un órgano de
resistencia, las endosporas. Las endosporas son estructuras durmientes altamente
resistentes cuya función primaria es sobrevivir cuando las condiciones ambientales son
adversas y se transforma de nuevo en una forma vegetativa cuando las condiciones del
medio vuelven a ser favorables. Las endosporas tienen una base central de citoplasma
que contiene ADN y ribosomas, rodeada por una corteza y protegida por una cubierta
impermeable y rígida.
Las endosporas no presentan un metabolismo detectable y pueden sobrevivir a
condiciones físicas y químicas extremas, tales como altos niveles de luz ultravioleta,
rayos gamma, detergentes, desinfectantes, calor, presión y desecación. En este estado
durmiente, las bacterias pueden seguir viviendo durante millones de años, e incluso
pueden sobrevivir en la radiación y vacío del espacio exterior. Las endosporas pueden
también causar enfermedades. Por ejemplo, puede contraerse carbunco por la
inhalación de endosporas de Bacillus anthracis y tétanos por la contaminación de las
heridas con endosporas de Clostridium tetani.
Metabolismo
El éxito evolutivo de las bacterias se debe en parte a su versatilidad metabólica. Todos
los mecanismos posibles de obtención de materia y energía podemos encontrarlos en
las bacterias.
Según la fuente de carbono que utilizan, los seres vivos se dividen en autótrofos, cuya
principal fuente de carbono es el CO2, y heterótrofos cuando su fuente de carbono es
materia orgánica.
Por otra parte según la fuente de energía, los organismos o seres vivos pueden ser
fotótrofos, cuya principal fuente de energía es la luz, y quimiótrofos, cuya fuente de
energía es un compuesto químico que se oxida.
Atendiendo a las anteriores categorías, entre las bacterias podemos encontrar las
siguientes formas, como puede apreciarse en el esquema:
1. Las bacterias quimioheterótrofas, utilizan un compuesto químico como fuente de
carbono, y a su vez, este mismo compuesto es la fuente de energía. La mayor parte
de las bacterias cultivadas en laboratorios y las bacterias patógenas son de este
grupo.
2. Las bacterias quimioautótrofas, utilizan compuestos inorgánicos reducidos como
fuente de energía y el CO2 como fuente de carbono. Como, por ejemplo, Nitrobacter,
Thiobacillus.
3. Las bacterias fotoautótrofas, utilizan la luz como fuente de energía y el CO2 como
fuente de carbono. Bacterias purpúreas.
4. Las bacterias fotoheterótrofas, utilizan la luz como fuente de energía y biomoléculas
como fuente de carbono. Ejemplos como Rodospirillum y Cloroflexus.´
Nutrición y crecimiento bacterianos.
Las bacterias necesitan de un aporte energético para desarollarse.
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Se distinguen distintos tipos nutricionales según la fuente de energía utilizada:
las bacterias que utilizan la luz son fotótrofas y las que utilizan los procesos de
oxirreducción son quimiótrofas. Las bacterias pueden utilizar un sustrato mineral
(litótrofas) u orgánico (organótrofas). Las bacterias patógenas que viven a
expensas de la materia orgánica son quimioorganótrofas.
La energía en un sustrato orgánico es liberada en la oxidación del mismo
mediante sucesivas deshidrogenaciones. El aceptor final del hidrógeno puede ser
el oxígeno: se trata entonces de una respiración. Cuando el aceptor de hidrógeno
es una sustancia orgánica (fermentación) o una sustancia inorgánica, estamos
frente a una anaerobiosis.
Además de los elementos indispensables para la síntesis de sus constituyentes y
de una fuente de energía, ciertas bacterias precisan de unas sustancias
específicas: los factores de crecimiento. Son éstos unos elementos
indispensables para el crecimiento de un organismo incapaz de llevar a cabo su
síntesis. Las bacterias que precisan de factores de crecimiento se llaman
"autótrofas". Las que pueden sintetizar todos sus metabolitos se llaman
"protótrofas". Ciertos factores son específicos, tal como la nicotinamida
(vitamina B,) en Proteus. Existen unos niveles en la exigencia de las bacterias.
Según André Lwoff, se pueden distinguir verdaderos factores de crecimiento,
absolutamente indispensables, factores de partida, necesarios al principio del
crecimiento y factores estimulantes. El crecimiento bacteriano es proporcional a
la concentración de los factores de crecimiento. Así, las vitaminas, que
constituyen factores de crecimiento para ciertas bacterias, pueden ser
dosificadas por métodos microbiológicos (B12 y Lactobacillus lactis Doraren).
Se puede medir el crecimiento de las bacterias siguiendo la evolución a lo largo
del tiempo del número de bacterias por unidad de volumen. Se utilizan métodos
directos como pueden ser el contaje de gérmenes mediante el microscopio o el
contaje de colonias presentes después de un cultivo de una dilución de una
muestra dada en un intervalo de tiempo determinado. Igualmente se utilizan
métodos indirectos (densidad óptica más que técnicas bioquímicas).
Existen seis fases en las curvas de crecimiento. Las más importantes son la fase
de latencia (que depende del estado fisiológico de los gérmenes estudiados) y la
fase exponencial, en la que la tasa de crecimiento es máxima. El crecimiento se
para como consecuencia del agotamiento de uno o varios alimentos, de la
acumulación de sustancias nocivas, o de la evolución hacia un pH desfavorable:
se puede obtener una sincronización en la división de todas las células de la
población, lo que permite estudiar ciertas propiedades fisiológicas de los
gérmenes.
La mayoría de las bacterias pueden clasificarse en tres categorías de acuerdo a su
respuesta al oxígeno gaseoso.
 Las bacterias aerobias crece en la presencia de oxígeno y lo requiere para su
continuo crecimiento y existencia.
 Las bacterias anaerobias, no pueden tolerar el oxígeno gaseoso.
 Las bacterias anaerobias facultativas, las cuales prefieren crecer en presencia de
oxígeno, aunque pueden hacerlo sin él.
Genética bacteriana.
Por la rapidez en su multiplicación, se eligen las bacterias como material para los
estudios genéticos. En un pequeño volumen forman enormes poblaciones cuyo estudio
evidencia la aparición de individuos que tienen propiedades nuevas. Se explica este
fenómeno gracias a dos procesos comunes a todos los s o, traducidas por la aparición
brusca eres vivos: las variaciones del genotipo de un carácter transmisible a la
descendencia, y las variaciones fenotípicas, debidas al medio, no transmisibles y de las
que no es apropiado hablar en genética. Las variaciones del genotipo pueden provenir
de mutaciones, de transferencias genéticas y de modificaciones extracromosómicas.
Las mutaciones.
Todos los caracteres de las bacterias pueden ser objeto de mutaciones y ser
modificados de varias maneras.
Las mutaciones son raras: la tasa de mutación oscila entre 10 y 100. Las mutaciones
aparecen en una sola vez, de golpe. Las mutaciones son estables: un carácter adquirido
no puede ser perdido salvo en caso de mutación reversible cuya frecuencia no es
siempre idéntica a las de las mutaciones primitivas. Las mutaciones son espontáneas:
no son inducidas, sino simplemente reveladas por el agente selectivo que evidencia los
mutantes. Los mutantes, por último, son específicos: la mutación de un carácter no
afecta a la de otro.
El estudio de las mutaciones tiene un interés fundamental. En efecto, tiene un interés
especial de cara a la aplicación de dichos estudios a los problemas de resistencia
bacteriana a los antibióticos. Análogamente tiene una gran importancia en los estudios
de fisiología bacteriana.
Transferencias genéticas.
Estos procesos son realizados mediante la transmisión de caracteres hereditarios de
una bacteria dadora a una receptora. Existen varios mecanismos de transferencia
genética.
A lo largo de la transformación, la bacteria receptora adquiere una serie de caracteres
genéticos en forma de fragmento de ADN. Esta adquisición es hereditaria. Este
fenómeno fue descubierto en los neumococos en 1928.
En la conjugación, el intercambio de material genético necesita de un contacto entre la
bacteria dadora y la bacteria receptora. La cualidad de dador está unida a un factor de
fertilidad (F) que puede ser perdido. La transferencia cromosómica se realiza
generalmente con baja frecuencia. No obstante, en las poblaciones F+, existen
mutantes capaces de transferir los genes cromosómicos a muy alta frecuencia.
La duración del contacto entre bacteria dadora y bacteria receptora condiciona la
importancia del fragmento cromosómico transmitido. El estudio de la conjugación ha
permitido establecer los mapas cromosómicos de ciertas bacterias. Ciertamente, la
conjugación juega un papel en la aparición en las bacterias de resistencia a los
antibióticos.
La transducción es una transferencia genética obtenida mediante introducción en una
bacteria receptora de genes bacterianos inyectados por un bacteriófago. Se trata de un
virus que infecta ciertas bacterias sin destruirlas y cuyo ADN se integra en el
cromosoma bacteriano. La partícula fágica transducida a menudo ha perdido una parte
de su genoma que es sustituida por un fragmento de gene de la bacteria huésped,
parte que es así inyectada a la bacteria receptora. Según el tipo de transducción, todo
gen podrá ser transferido o, por el contrario, lo serán un grupo de genes determinados.
Variaciones extracromosómicas.
Además de las mutaciones y transferencias genéticas, la herencia bacteriana pude ser
modificada por las variaciones que afectan ciertos elementos extracromosómicos que
se dividen con la célula y son responsables de caracteres transmisibles: son los
plasmidios y episomas entre los cuales el factor de transferencia de residencia múltiple
juega un papel principal en la resistencia a los antibióticos.
Clasificación de las bacterias.
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 mixobacteriales.
Relaciones entre la bacteria y su huésped.
Ciertas bacterias viven independientes e otros seres vivos. Otras son parásitas. Pueden
vivir en simbiosis con su huésped ayudándose mutuamente o como comensales (sin
beneficio). Pueden ser patógenas, es decir, vivir de su huésped.
La virulencia es la aptitud de un microorganismo para multiplicarse en los tejidos de su
huésped (creando en ellos alteraciones). Esta virulencia puede estar atenuada (base
del principio de la vacunación) o exaltada (paso de un sujeto a otro). La virulencia
puede ser fijada por liofilización. Parece ser función del huésped (terreno) y del
entorno (condiciones climáticas). La puerta de entrada de la infección tiene igualmente
un papel considerable en la virulencia del germen.
El poder patógeno es la capacidad de un germen de implantarse en un huésped y de
crear en él trastornos. Está ligada a dos causas:
 La producción de lesiones en los tejidos mediante constituyentes de la bacteria,
como pueden ser enzimas que ella excreta y que atacan tejidos vecinos o productos
tóxicos provenientes del metabolismo bacteriano.
 La producción de toxinas. Se puede tratar de toxinas proteicas (exotoxinas
excretadas por la bacteria, transportadas a través de la sangre y que actúan a
distancia sobre órganos sensibles) o de toxinas glucoproteicas (endotoxinas), estas
últimas actuando únicamente en el momento de la destrucción de la bacteria y
pudiendo ser responsables de choques infecciosos en el curso de septicemias
provocadas por gérmenes gramnegativos en el momento en que la toxina es
brutalmente liberada.
A estas agresiones microbianas, el organismo opone reacciones defensivas ligadas a
procesos de inmunidad, mientras que el conflicto huésped-bacteria se traduce por
manifestaciones clínicas y biológicas de la enfermedad infecciosa.
Importancia de las bacterias.
Existen bacterias en todos los sitios. Hemos visto el interés de su estudio para la
comprensión de la fisiológica celular, de la síntesis de proteínas y de la genética.
Aunque las bacterias patógenas parecen ser las más preocupantes, su importancia en
la naturaleza es ciertamente menor. El papel de las bacterias no patógenas es
fundamental. Intervienen en el ciclo del nitrógeno y del carbono, así como en los
metabolismos del azufre, del fósforo y del hierro. Las bacterias de los suelos y del las
aguas son indispensables para el equilibrio biológico.
Por último, las bacterias pueden ser utilizadas en las industrias alimenticias y
químicas: intervienen en la síntesis de vitaminas y de antibióticos.
Las bacterias tienen, por lo tanto, un papel fundamental en los fenómenos de la vida, y
todas las áreas de la biología han podido ser mejor comprendidas gracias a su estudio.
Bacterias patógenas
Casi doscientas especies de bacterias son patógenas para el ser humano; es decir,
causantes de enfermedades.
El efecto patógeno varía mucho en función de las especies y depende tanto de la
virulencia de la especie en particular como de las condiciones del organismo huésped.
Entre las bacterias más dañinas están las causantes del cólera, del tétanos, de la
gangrena gaseosa, de la lepra, de la peste, de la disentería bacilar, de la tuberculosis,
de la sífilis, de la fiebre tifoidea, de la difteria, de la fiebre ondulante o brucelosis, y de
muchas formas de neumonía.
Hasta el descubrimiento de los virus, las bacterias fueron consideradas los agentes
patógenos de todas las enfermedades infecciosas.
http://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria
Ver: Desarrollo y proliferación de las bacterias
x Las paredes celulares bacterianas son distintas de las que tienen plantas y hongos,
compuestas de celulosa y quitina, respectivamente. Son también distintas a las paredes
celulares de Archaea, que no contienen peptidoglicano.
Metabolismo
En contraste con los organismos superiores, las bacterias exhiben una gran variedad de
tipos metabólicos. El metabolismo bacteriano se clasifica en base a tres criterios
importantes: el origen del carbono, la fuente de energía y los donadores de electrones.
Un criterio adicional para clasificar a los microorganismos que respiran es el receptor
de electrones usado en la respiración.
Según la fuente de carbono, las bacterias se pueden clasificar como:
 Heterótrofas, cuando usan compuestos orgánicos.
 Autótrofas, cuando el carbono celular se obtiene mediante la fijación del dióxido
de carbono.
Las bacterias autótrofas típicas son las cianobacterias fotosintéticas, las bacterias
verdes del azufre y algunas bacterias púrpura. Pero hay también muchas otras especies
quimiolitotrofas, por ejemplo, las bacterias nitrificantes y oxidantes del azufre.
Según la fuente de energía, las bacterias pueden ser:
 Fototrofas, cuando emplean la luz a través de la fotosíntesis.
 Quimiotrofas, cuando obtienen energía a partir de sustancias químicas que son
oxidadas principalmente a expensas del oxígeno (respiración aerobia) o de otros
receptores de electrones alternativos (respiración anaerobia).
Según los donadores de electrones, las bacterias también se pueden clasificar como:
 Litotrofas, si utilizan como donadores de electrones compuestos inorgánicos.
 Organotrofas, si utilizan como donadores de electrones compuestos orgánicos.
Los organismos quimiotrofos usan donadores de electrones para la conservación de
energía (durante la respiración aerobia, anaerobia y la fermentación) y para las
reacciones biosintéticas (por ejemplo, para la fijación del dióxido de carbono),
mientras que los organismos fototrofos los utilizan únicamente con propósitos
biosintéticos.
Bacterias del hierro en un regato. Estos microorganismos quimiolitotrofos obtienen la
energía que necesitan por oxidación del óxido ferroso a óxido férrico.
Los organismos que respiran usan compuestos químicos como fuente de energía,
tomando electrones del sustrato reducido y transfiriéndolos a un receptor terminal de
electrones en una reacción redox. Esta reacción desprende energía que se puede
utilizar para sintetizar ATP y así mantener activo el metabolismo. En los organismos
aerobios, el oxígeno se utiliza como receptor de electrones. En los organismos
anaerobios se utilizan como receptores de electrones otros compuestos inorgánicos
tales como nitratos, sulfatos o dióxido de carbono. Esto conduce a que se lleven a cabo
los importantes procesos biogeoquímicos de la desnitrificación, la reducción del sulfato
y la acetogénesis, respectivamente. Otra posibilidad es la fermentación, un proceso de
oxidación incompleta, totalmente anaeróbico, siendo el producto final un compuesto
orgánico, que al reducirse será el receptor final de los electrones. Ejemplos de
productos de fermentación reducidos son el lactato (en la fermentación láctica), etanol
(en la fermentación alcohólica), hidrógeno, butirato, etc. La fermentación es posible
porque el contenido de energía de los sustratos es mayor que el de los productos, lo
que permite que los organismos sinteticen ATP y mantengan activo su metabolismo.
Los organismos anaerobios facultativos pueden elegir entre la fermentación y diversos
receptores terminales de electrones dependiendo de las condiciones ambientales en las
cuales se encuentren.
Las bacterias litotrofas pueden utilizar compuestos inorgánicos como fuente de
energía. Los donadores de electrones inorgánicos más comunes son el hidrógeno, el
monóxido de carbono, el amoníaco (que conduce a la nitrificación), el hierro ferroso y
otros iones de metales reducidos, así como varios compuestos de azufre reducidos. En
determinadas ocasiones, las bacterias metanotrofas pueden usar gas metano como
fuente de electrones y como sustrato simultáneamente, para el anabolismo del
carbono. En la fototrofía y quimiolitotrofía aerobias, se utiliza el oxígeno como receptor
terminal de electrones, mientras que bajo condiciones anaeróbicas se utilizan
compuestos inorgánicos. La mayoría de los organismos litotrofos son autótrofos,
mientras que los organismos organotrofos son heterótrofos.
Además de la fijación del dióxido de carbono mediante la fotosíntesis, algunas
bacterias también fijan el gas nitrógeno usando la encima nitrogenasa. Esta
característica es muy importante a nivel ambiental y se puede encontrar en bacterias
de casi todos los tipos metabólicos enumerados anteriormente, aunque no es universal.
El metabolismo microbiano puede jugar un papel importante en la biorremediación
pues, por ejemplo, algunas especies pueden realizar el tratamiento de las aguas
residuales y otras son capaces de degradar los hidrocarburos, sustancias tóxicas e
incluso radiactivas. En cambio, las bacterias reductoras de sulfato son en gran parte
responsables de la producción de formas altamente tóxicas de mercurio (metil- y
dimetil-mercurio) en el ambiente.