Ensayo: Generalidades de las Bacterias Microbiología

2012

Tadeo M. Castañeda Valle

09/08/2012

Ensayo de Las Bacterias

Las bacterias son microrganismos unicelulares de tipo procarionte, o sea, no

tienen un núcleo definido. Este tipo de microrganismo se reproduce por medio de

la fisión binaria lo que significa que de una célula, se obtienen dos células hijas

idénticas, en este proceso la célula, por medio de los ribosomas que se

encuentran en el citoplasma, comienzan la síntesis de proteínas e incrementa el

tamaño de la célula, una vez que la célula adquiere el tamaño adecuado y a

sintetizado las proteínas necesarias, se divide y así forma a las células hijas con

idéntico material genético. Las bacterias como organismos procariontes carecen

de un núcleo definido debido a que no poseen una membrana nuclear y su

información genética (ADN) se encuentra libre en el citoplasma de forma circular y

cerrado (no esta en forma de cromosomas como en los organismos eucariontes).

(M. Pirez, 2008)

El reino bacteriano se puede dividir en dos grupos, según criterios evolutivos, en

eubacterias y arqueobacterias. Las arqueobacterias no tienen pepitdoglicano

(constituyente básico en la pared de las bacterias) y generalmente suelen

encontrarse en ambientes ácidas calientes y salinas donde reducen el anhídrido

carbónico (CO2) a metano (CH4). (M. Pirez, 2008). Comúnmente viven en las

profundidades del mar por la salinidad de este. Las eubacterias se encuentran en

casi todos lados, el agua, el suelo, inclusive en los organismos vivos. Este grupo

de bacterias engloba a las bacterias verdes fotosintetizadoras, las cianobacterias o

algas verdeazules y las bacterias purpuras fotosintetizadoras.

Las bacterias generalmente miden de 0.5 a 3 µm, pero algunas llegan a medir

hasta 10 µm. (M. Pirez, 2008)

Las diferentes estructuras bacterianas que observamos las podemos dividir, según

sean constantes en las células o no, en estructuras permanentes o variables.

Dentro de las primeras se destaca: la pared celular, la membrana celular, los

ribosomas y el material genético. Las estructuras variables son: los flagelos, las

fimbrias o pilis, la cápsula y los esporos.

Dentro de la estructura bacteriana también encontramos componentes extra e

intracelular, estos componentes o estructuras internas son el acido

desoxirribonucleico cromosómico (ADN) que tiene su estructura configurada de la

misma manera que en las células eucariotas en forma de hélice (cadenas

helicoidales de nucleótidos), pero en las bacterias el material genético no esta

contenido por una membrana y su forma es continua (no se divide en

cromosomas) y enrollada, formando una especie de zona nuclear. Otra estructura

interna de la célula bacteriana son los plásmidos que constituyen al material

genético extracromosómico (cadenas cortas de ADN) que aunque no son

esenciales para la vida de la bacteria otorgan a esta una ventaja selectiva como

resistencia a antibióticos, etc. Los ribosomas también forman parte de este tipo de

estructuras, en las bacterias se encuentran en forma libre y se componen de

proteínas y ácido ribonucleico (ARN), este se encarga de traducir el ARNm, los

ribosomas pueden encontrarse aislados o como polirribosomas. Por último

también podemos encontrar inclusiones de material orgánico o inorgánico libre

que funcionan como almacenes de energía generalmente estas inclusiones se

pueden observar por el microscopio sin necesidad de tinciones especiales. Dentro

de las estructuras externas de la célula bacteriana o de envoltura celular

encontramos a la membrana que es la que separa el material interno de la célula

del exterior de esta, también es la que se encarga de permitir el paso de sustratos

nutritivos al interior de la célula. Otro componente externo es la pared celular que

se ubica fuera de la membrana plasmática, esta se encarga de proteger a la célula

y en las bacterias suele ser una de las razones de su patogenicidad.

Las bacterias se diferencian una de otra de acuerdo a su forma y sus tipos,

pueden ser cocos (esféricas), bacilos (cilíndrica y de bastones; rectos o curvos) y

espirilos (espiral). Las bacterias suelen hacer formaciones permaneciendo unidas,

pero manteniendo su autonomía, para diferenciar estas formaciones, su

nombramiento sufre una variación, parecida en cocos y bacilos, por ejemplo la

formación en cadena de dos cocos (diplococos) o mas se denomina

Streptococcus, o si la formación bacteriana se vuelve en tétradas o racimos se

denomina Staphylococcus, como se denota independientemente de que se trate

de cualquiera de las dos formas o tipos bacterianos, dependiendo de su formación

se le anexa el prefijo strepto o staphylo si es cadena o racimo respectivamente. En

el caso de los espirilos varían en el numero de vueltas, siendo de pocas (Borrelia)

a muchas (Treponema), en forma general se denominan espiroquetas si

especificaciones.

Para lograr reconocer las formas bacterianas necesitamos observarlas al

microscopio, ya que debido al tamaño de las bacterias nos resulta casi imposible

notar su forma o morfología. Existen varias maneras de observar bacterias por

medio de un microscopio, puede ser en examen fresco (sin tinción), que se realiza

aumentando el índice de refracción utilizando soluciones no acuosas como el

glicerol, o con el método mas utilizado que es, la tinción, donde utilizamos

colorantes para mejorar la visualización de nuestro objetivo. El método de la

tinción se basa en la afinidad de los colorantes por los componentes de las

estructuras bacterianas, como el azul de metileno por ejemplo, que se ve atraído

por los componentes de carga negativa. (M. Pirez, 2008)

En las tinciones se utilizan diferentes tipos de coloraciones dependiendo de la

necesidad que tengamos. Se dividen en simples, diferenciales y especiales. Las

simples nos permiten afirmar la existencia de bacterias así como su morfología y

su agrupación. Las diferenciales permiten el reconocimiento de la bacteria debido

a que los colorantes se comportan distintos ante cada tipo de bacteria o

microorganismo. Por otro lado las especiales se usan para localizar las distintas

estructuras del microorganismo.

En el laboratorio antes de observar un microorganismo, y con más peso, antes de

hacer una tinción se debe fijar el frotis (muestra de los microorganismos) por

medio de calor, sin carbonizar al microorganismo.

Una de las tinciones más conocidas es la tinción Gram llamada así en honor a

quien la descubrió, Christian Gram en 1884. Esta tinción es de tipo diferencial.

En el cuadro 1 se muestran los colorantes usados, su tiempo de aplicación y la

diferente coloración que adoptan las bacterias grampositivas y gramnegativas en

cada paso de la coloración de Gram.

Cuadro 1. Tinción de Gram (M. Pirez, 2008)

En las bacterias grampositivas la pared celular está constituida por peptidoglicano

y es gruesa. Al parecer la composición de esta pared celular es la que determina

si una bacteria es grampositiva o gramnegativa, dependiendo de si el cristal violeta

tiñe o no. En las gram negativas se puede observar al microscopio que se nota su

delgada capa de peptidoglicano y la membrana externa, que es una de las

características exclusivas de las bacterias gramnegativas. Entonces es muy

probable que la diferenciación entre bacterias gram+ y gram- se deba a su

naturaleza estructural.

En una tinción gram las bacterias se tiñen primero con cristal violeta y luego se

tratan con yoduro para retener mejor la coloración en el frotis (muestra

bacteriana). Luego se decolora con etanol porque se cree que el alcohol contrae

los poros de la capa gruesa de peptidoglicano y se retiene el complejo colorante

yoduro; así las bacterias adquieren color violeta. Por el contrario, la capa de

peptidoglicano de las bacterias gramnegativas es muy fina, con menos enlaces y

con poros de mayor tamaño. Además, es posible que le tratamiento con alcohol

extraiga suficientes lípidos de la membrana externa como para aumentar su

porosidad. Por estos motivos el alcohol elimina más fácilmente el complejo cristal

violeta yoduro en las bacterias gramnegativas. (M. Pirez, 2008)

La identificación de bacterias y microorganismos nos sirven para muchas

aplicaciones, y no solo de diagnostico medico.

El metabolismo bacteriano tiene algunas aplicaciones prácticas, nos puede ayudar

a conocer el modo de vida y el hábitat de diferentes especies, así como los

sustratos de los que se alimenta y los productos que genera. Al identificar una

bacteria y conocer sus rutas metabólicas podemos llegar a tener la capacidad de

aprovechar esas funciones para múltiples fines como crear un medio de cultivo

optimo para el desarrollo de alguna especie de nuestro interés. (G. Varela, 2008)

El objetivo metabólico de las bacterias en sí, es obtener energía química del

entorno y almacenarla para utilizarla después en sus funciones particulares,

convertir los nutrientes exógenos en unidades precursoras de los componentes

macromoleculares de la célula. Y por ultimo formar y degradar moléculas

necesarias para cumplir funciones específicas, como su movilidad y la captación

de nutrientes. El metabolismo bacteriano celular es una serie de reacciones

catalizadas enzimáticamente y se divide en anabolismo y catabolismo.

El anabolismo es cuando la bacteria sintetiza su propio alimento (biosíntesis). El

catabolismo es el conjunto de reacciones catalíticas de degradación de los

nutrientes para obtener energía o para convertirlos en unidades precursoras de la

biosíntesis. En el catabolismo se libera (genera) energía a lo contrario del

anabolismo donde se consume. (G. Varela, 2008)

El compuesto energético mas importante para los seres vivos es el adenosin

trifosfato (ATP), el cual, en la célula bacteriana, se genera en mayor proporción

por medio de dos procesos que son la fosforilación a nivel del sustrato y la

fosforilación oxidativa. (G. Varela, 2008)

Las aplicaciones industriales más importantes se basan en el metabolismo de las

bacterias, como en los fermentadores por ejemplo, donde dependiendo de la

bacteria que se vaya a utilizar se crean sistemas de aireación y agitamiento para

el proceso. Si hablemos de un proceso de fermentación anaerobio se evita lo más

posible el oxigeno, pero si se trata de un proceso aerobio se oxigena y agita el

contenido del fermentador con un aireador y un agitador para optimizar el proceso.

Este tipo de procesos generalmente tienen más componentes en cuanto al

sistema en el que se realiza, siempre en pro de la optimización del producto final,

buscando la menor cantidad de subproductos.

Entonces como logramos apreciar en este ensayo las bacterias son muy útiles

para el ser humano a pesar de la patogenicidad de muchas, y son utilizadas para

infidad de objetivos, y mientras exista el conocimiento y el desarrollo de nuevas

tecnologías se seguirán encontrando nuevas, más y mejores aplicaciones para

estas.

Bibliografía G. Varela, G. G. (2008). Fisiologia y Metabolismo Bacterianos. Bacteriologia y Virologia Medica ,

43-57.

M. Pirez, M. M. (2008). Morfologia y Estructura Bacteriana. Temas de Bacterologia y Virologia

Medica , 23-41.