Las bacterias como organismos procariotas
Las bacterias pertenecen a los procariotas, células carentes de un núcleo definido. Su material genético está representado por una molécula de ADN circular situada directamente en el citoplasma en forma de nucleoide. El nucleoide consta de dos hebras de ADN con aspecto de fibrillas y no está asociado a histonas, a diferencia de los cromosomas de los eucariotas.
En la célula bacteriana solo se encuentran orgánulos no membranosos, principalmente los ribosomas. Adicionalmente, pueden contener plásmidos —pequeñas moléculas de ADN circular que portan información genética adicional— y diversos inclusiones (sustancias de reserva nutritiva, gotas de lípidos, etc.) que sustentan la actividad vital de la célula.
Un elemento estructural especial son los mesosomas, que son invaginaciones de la membrana citoplasmática. Amplían la superficie de la membrana, lo cual es importante ante la ausencia de un sistema desarrollado de orgánulos membranosos. La ciencia que estudia las bacterias se denomina bacteriología.
Pared celular y tinción de Gram
La pared celular bacteriana está construida de mureína (peptidoglicano), cadenas de polisacáridos unidas por puentes peptídicos cortos en una red molecular continua. La pared proporciona protección contra influencias mecánicas y químicas, y mantiene la forma de la célula.
Según la estructura de la pared celular, se distinguen bacterias grampositivas y gramnegativas:
- Grampositivas: capa gruesa de peptidoglicano (hasta un 90-95%), presencia de ácidos teicoicos y lipoteicoicos, se tiñen intensamente con el colorante.
- Gramnegativas: capa delgada de peptidoglicano (5-10%), abundancia de lipopolisacáridos y proteínas, presentan un espacio periplásmico con enzimas hidrolíticas, se tiñen débilmente.
Reproducción y formas de resistencia
Las bacterias se reproducen por fisión binaria, una simple división por bipartición. Esta división no equivale a la mitosis, ya que los procariotas carecen de núcleo y no se produce ningún proceso relacionado con la envuelta nuclear ni con los cromosomas. En condiciones de laboratorio, a partir de una sola célula se forman colonias, que son un conjunto de microorganismos de un mismo cultivo.
En condiciones desfavorables, las bacterias forman formas de resistencia:
- Endosporas: se forman dentro de la célula madre mediante división desigual y desprendimiento del protoplasto; están rodeadas por dos capas de pared celular y son extremadamente resistentes a la temperatura, la radiación y la desecación.
- Exosporas: se forman externamente por gemación en bacterias metabolizadoras de metano; son resistentes a la desecación, pero no a las altas temperaturas.
- Quistes: toda la célula vegetativa se transforma en estado de quiste.
- Acinetos: formas de resistencia de las cianobacterias con una envoltura engrosada y reservas de nutrientes y pigmentos.
Al restablecerse las condiciones favorables, las formas de resistencia se rehidratan, se hinchan y germinan, dando lugar a células vegetativas activas.
Sistemática bacteriana
Las bacterias se clasifican según varios criterios.
Según la forma celular:
- Cocos: esféricos: estafilococos (racimos), diplococos (en parejas), estreptococos (cadenas).
- Bacilos: en forma de bastón.
- Vibriones: curvados en forma de coma.
- Espirilos: bastones espiralados.
- Espiroquetas: fuertemente onduladas, con hasta 10-15 espiras.
Según el número y la disposición de los flagelos: monotricos (un solo flagelo), lofotricos (un mechón en un extremo), anfitricos (mechones en ambos extremos), peritricos (flagelos en toda la superficie). Además de los flagelos, las bacterias poseen apéndices cortos —pili— que aseguran la fijación al sustrato y el contacto entre células.
Según el tipo de nutrición:
- Autótrofos: fotosintéticos (cianobacterias) y quimiosintéticos (sulfobacterias, ferrobacterias, hidrogenobacterias, nitrificantes).
- Heterótrofos: saprótrofos (bacterias de la fermentación y putrefacción) y parásitos (vibrion colérico, bacilo tetánico).
Según su relación con el oxígeno: los aerobios necesitan oxígeno, los anaerobios viven sin él.
Transferencia de material genético
En las bacterias se distinguen tres vías de intercambio de información genética:
- Conjugación: transferencia unidireccional de una parte del material genético mediante el contacto directo de dos células bacterianas.
- Transducción: transferencia de ADN de una célula a otra a través de un bacteriófago.
- Transformación: absorción por parte de la célula de una molécula de ADN libre procedente del medio ambiente.
Importancia de las bacterias y conceptos relacionados
Las bacterias desempeñan el papel de descomponedores en las cadenas tróficas: descomponen restos orgánicos muertos y excrementos hasta convertirlos en sustancias minerales accesibles para los productores. Asimismo, las bacterias participan en la fijación de nitrógeno atmosférico, en los procesos de fermentación, sirven como fuente de antibióticos y se utilizan en biotecnología.
Es importante distinguir entre probióticos y prebióticos:
- Probióticos: microorganismos vivos de la microflora intestinal normal (simbiontes) que ayudan a digerir los alimentos.
- Prebióticos: sustancias que crean condiciones óptimas para el crecimiento de la microflora beneficiosa; se recetan, entre otros casos, tras un ciclo de antibióticos.
Muchas bacterias son agentes causales de enfermedades peligrosas: tuberculosis, cólera, disentería, sífilis, tétanos, botulismo, fiebre tifoidea. Afectan las vías respiratorias, el tracto gastrointestinal, los órganos genitales, los huesos y las articulaciones. En el examen es importante diferenciar las enfermedades bacterianas de las víricas: la naturaleza bacteriana a menudo viene indicada por el propio nombre del patógeno (por ejemplo, Escherichia coli, bacilo tetánico, vibrion colérico).
Puntos clave
- Las bacterias son procariotas: carecen de núcleo, poseen ADN circular en forma de nucleoide, ribosomas, plásmidos y mesosomas.
- La pared celular está compuesta de mureína (peptidoglicano); según su estructura, se diferencian en bacterias grampositivas y gramnegativas.
- Reproducción por fisión binaria, que no equivale a la mitosis debido a la ausencia de núcleo.
- Formas de resistencia: endosporas, exosporas, quistes, acinetos; garantizan la supervivencia en condiciones desfavorables.
- Clasificación por forma (cocos, bacilos, vibriones, espirilos, espiroquetas), por flagelos (mono-, lofo-, anfi-, peritricos), por nutrición y por relación con el oxígeno.
- Mecanismos de transferencia de ADN: conjugación, transducción, transformación.
- Bacterias descomponedoras, fijadoras de nitrógeno, simbiontes humanos (probióticos); los prebióticos son sustancias, no organismos.
- Enfermedades bacterianas: tuberculosis, cólera, disentería, sífilis, tétanos, botulismo, fiebre tifoidea.