FORMAS CELULARES: LAS BACTERIASESTRUCTURA INTERNA

Las bacterias son las formas de vida más primitivas que se conocen sobre nuestro planeta, teniéndose noticias de ellas desde hace más de 3500 M.a. El gran éxito evolutivo de estos organismos contrasta con su sencilla organización celular, tratándose de células PROCARIOTAS. Las células de estructura procariota no poseen orgánulos en su citoplasma y su material

genético no está

contenido en una

estructura

intracelular, llamada núcleo, que lo proteja. La organización de una bacteria queda reflejada en la siguiente ilustración:

PARED BACTERIANATodas las bacterias poseen una membrana plasmática que las protege del medio externo y delimita su interior. Esta membrana, al igual que la de los organismos eucariotas, está constituida por una doble capa lipídica con proteínas intercaladas a modo de mosaico fluido. Sin embargo, la mayoría de las bacterias habitan en ambientes acuosos, bien en líquidos como agua, bien en el interior de organismos. Adaptaciones que presentan las bacterias a este tipo de ambientes son los flagelos, que les sirven para desplazarse y la pared bacteriana. Solo con la membrana plasmática, las bacterias sucumbirían fácilmente a los procesos osmóticos, bien hinchándose y estallando, bien arrugándose en función de la concentración salina del medio externo. Para evitar esto, las bacterias poseen una pared bacteriana e incluso una cápsula por encima de ésta. Estudiaremos a continuación la estructura de la pared y la relación que tiene con la clasificación de estos organismos en función de su respuesta a los tintes.

TINCIÓN DE GRAM Y RELACIÓN CON LA ESTRUCTURA DE LA PARED BACTERIANA

El microbiólogo danés Hans Christian Gram había observado que las bacterias tenían un comportamiento diferencial en respuesta a los diferentes tintes que utilizaba en las preparaciones microbiológicas. En 1884 desarrolló la técnica conocida como tinción de Gram, que diferenciaba dos tipos de bacterias: aquellas que se teñían con un colorante violeta-azulado, llamado cristal violeta y aquellas que no lo hacían, por lo que debía añadir a las preparaciones otro colorante de contraste (safranina) para hacerlas visibles. Las bacterias que se teñían con cristal violeta las consideró GRAM +, mientras que aquellas que no lo hacían y se teñían de rosa gracias a la adición de safranina, fueron consideradas bacterias GRAM-. La explicación a este fenómeno radica en la estructura de la pared bacteriana de unas y otras bacterias, que presentan importantes diferencias y características.

PARED BACTERIANA DE GRAM +Las bacterias que adquirían un color azul-violáceo en la tinción de

Gram, bacterias Gram +, presentan las siguientes características:

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Fig. 1. Estructura de una célula bacteriana.

Poseen una pared bacteriana de peptidoglicano muy gruesa, formada por múltiples capas de esta sustancia.

Suelen desarrollar esporas como formas de resistencia. Poseen D-aminoácidos, siendo la Lisina el más abundante. (Esto

es muy interesante porque el resto de organismos vivos formamos nuestras proteínas con los isómeros L de los aminoácidos y sólo las bacterias presentan isómeros D)

Los flagelos (en caso de tenerlos) presentan dos puntos de anclaje. La capa de peptidoglicano se ancla a la membrana celular por

medio de los polialcoholes ácidos teicoico y lipoteicoico.ESTRUCTURA DE LA CAPA DE PEPTIDOGLICANO

Los peptidoglicanos son polisacáridos formados por la unión ALTERNA de dos glúcidos derivados: el N-ACETIL MURÁMICO (NAM) y la N-ACETIL GLUCOSAMINA (NAGA). (ver fig. 2). Los monómeros de NAM llevan unidos un tetrapéptido de 4 aminoácidos que establecen enlaces entre las cadenas vecinas gracias a otro pequeño grupo de aminoácidos, un pentapéptido de 5 glicinas, formando una estructura tridimensional similar a una malla. (ver fig. 3)

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Fig. 2. Composición química y estructura de los monómeros de NAM y NAGA

Entremezclados en esta estructura tridimensional se hallan los ácidos teicoicos, que confieren a la pared distintas características:

Anclaje a la membrana plasmática. El ácido teicoico se une covalentemente al peptidoglicano y el ácido lipoteicoico (igual, pero con un lípido en su composición) se une covalentemente a los lípidos de la membrana citoplasmática de la célula.

Confiere cierta antigenicidad. Aportan cargas negativas por lo que mantiene la carga negativa

neta de la pared.

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Fig. 4. Estructura del ácido teicoico

Fig. 5. Estructura tridimensional de la pared en GRAM +

PARED BACTERIANA DE GRAM -Las bacterias que adquieren un color rosáceo en la tinción de Gram,

son llamadas bacterias Gram – y presentan las siguientes características: Poseen una pared bacteriana de peptidoglicano muy fina y encima

de ella otra membrana lipídica externa. No poseen ácidos teicoicos pero en cambio presentan

lipopolisacáridos, que es una molécula muy antigénica responsable de provocar respuestas inmunológicas específicas.

No desarrollan esporas como formas de resistencia. Poseen D-aminoácidos, pero es la alanina la más abundante. Los flagelos (en caso de tenerlos) presentan cuatro puntos de

anclaje.ESTRUCTURA DE LA PARED GRAM-La composición y estructura de la pared bacteriana de GRAM- no varía entre los distintos tipos de bacterias, es siempre la misma.Los lipopolisacáridos se anclan a la membrana lipídica externa y funcionan como endotoxina, es decir, al entrar en contacto con el medio interno del hospedador, se solubilizan y se liberan de la bacteria, provocando una fuerte reacción inmunológica.

La membrana externa de las GRAM- es más rígida que la membrana plasmática y controla

el intercambio de sustancias con el exterior, impidiendo que el colorante utilizado en la tinción de gram se fije.

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