El agua como base de la actividad vital
El medio acuoso constituye la abrumadora mayoría de la célula bacteriana. El líquido dentro del microorganismo puede encontrarse en estado libre o ligado. La función mecánica del agua consiste en mantener la presión intracelular necesaria (turgencia), y la química, en garantizar que se produzcan las reacciones de hidrólisis.
Al perder humedad, los procesos metabólicos se detienen y la célula deja de multiplicarse. Esta propiedad se utiliza ampliamente en la práctica: el método de liofilización (secado al vacío de un cultivo previamente congelado) permite conservar las cepas durante un largo periodo, ya que el microbio no muere, sino que entra en un estado de reposo.
Residuo seco: proteínas y carbohidratos
El 10% restante de la masa conforma el residuo seco del microorganismo. Su composición se distribuye entre las macromoléculas de forma sumamente desigual:
| Componente | Proporción en el residuo seco |
|---|---|
| Proteínas | 52% |
| Carbohidratos | 17% |
| ARN | 16% |
| Lípidos | 9% |
| ADN | 3% |
| Sustancias minerales | 3% |
Las proteínas actúan como el componente dominante. Catalizan las transformaciones bioquímicas (función enzimática) y construyen elementos celulares cruciales: la membrana citoplasmática, la pared celular, las cápsulas, las esporas y los flagelos. Las proteínas bacterianas contienen compuestos únicos ausentes en los tejidos humanos, por ejemplo, el ácido diaminopimélico y los D-isómeros de aminoácidos.
Los carbohidratos están representados por todo el espectro de azúcares (desde monosacáridos hasta polisacáridos) y forman fácilmente enlaces complejos con lípidos y proteínas. Participan en la construcción de la pared celular, se almacenan en forma de almidón y glucógeno de reserva, y también determinan la especificidad antigénica de la bacteria.
Lípidos y ácidos nucleicos
Los lípidos se concentran en la pared celular de los microbios gramnegativos y en la membrana citoplasmática (MCP). Sirven como fuente de reserva energética y forman antígenos somáticos, incluidas las endotoxinas (lipopolisacáridos). En la estructura de las grasas predominan los ácidos de cadena larga (C14–C18). Las bacterias ácido-alcohol resistentes se distinguen por un alto contenido de ceras y ácido micólico, mientras que los micoplasmas son los únicos procariotas en cuya MCP están presentes esteroles.
Los ácidos nucleicos son responsables de la información genética y la síntesis de proteínas:
- El ARN está presente en forma de ARN mensajero, de transferencia y ribosómico. Los nucleótidos libres no solo construyen cadenas poliméricas, sino que también forman parte de las coenzimas.
- El ADN consta de dos hebras antiparalelas (dirección 5'→3' y 3'→5'). La hélice se mantiene unida por enlaces de hidrógeno según el principio de complementariedad (la adenina es complementaria a la timina, la guanina a la citosina). El monómero de ADN consta de desoxirribosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada.
Sustancias minerales e iones
El análisis de las cenizas de las bacterias muestra la presencia de macronutrientes (nitrógeno, azufre, fósforo, calcio, potasio, magnesio, hierro) y micronutrientes (cobre, cinc, bario, cobalto).
Los organógenos clave cumplen tareas metabólicas básicas:
- Nitrógeno (N): necesario para la síntesis de proteínas y nucleótidos.
- Azufre (S): forma grupos sulfhidrilo que estabilizan la estructura espacial de las proteínas.
- Fósforo (P): forma parte de la estructura de los ácidos nucleicos y asegura el intercambio energético (ATP).
Los iones metálicos actúan como activadores de enzimas (magnesio, manganeso, hierro) y ribosomas (potasio, magnesio). Para capturar y transportar hierro del medio externo, las bacterias disponen de moléculas transportadoras específicas: los sideróforos.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿En la composición de qué coenzimas exactamente se encuentran los nucleótidos libres de la célula bacteriana?
Los nucleótidos libres de purina y pirimidina actúan como componentes estructurales cruciales de las coenzimas en la célula. En las fuentes se presentan las siguientes coenzimas de naturaleza nucleotídica:
- FAD y NAD+ — incluyen nucleótidos como moléculas orgánicas que participan en la catálisis.
- La coenzima A (CoA) — contiene en su forma activa un nucleótido de adenililo (en forma de residuo de 3-fosfoadenosina-5-difosfato).
¿Qué tipos de inclusiones de sustancias de reserva forman las bacterias además del almidón y el glucógeno?
Las fuentes indican directamente los lípidos como sustancias nutritivas de reserva. La volutina se designa como inclusión citoplasmática; su función de reserva no está confirmada en las fuentes citadas. Los gránulos de volutina se localizan en los polos de la célula y pueden darle forma de «mazo», además de presentar metacromasia.
Para recordar los componentes lipídicos únicos, utilice la asociación «Doble M»: las micobacterias son ricas en ácido micólico, y los micoplasmas son los únicos que tienen esteroles en la membrana.
Preguntas de clases y exámenes
¿Qué le ocurrirá a la célula bacteriana al eliminar el agua?
Se producirá la detención de la reproducción y de las reacciones metabólicas, sin embargo, la célula no morirá. Este principio es la base de la conservación de microbios mediante el método de liofilización.
¿Qué componentes de las proteínas tienen las bacterias pero están ausentes en los humanos?
En la composición de las células bacterianas se encuentran D-isómeros específicos de aminoácidos y ácido diaminopimélico.
¿Para qué necesitan las bacterias los sideróforos?
Son moléculas especializadas que se unen a los iones de hierro en el medio externo y los transportan al interior de la célula en forma de complejos solubles.
Qué más repasar sobre el tema
- Liofilización de microorganismos: mecanismos de desecación y conservación de la viabilidad
- Estructura y propiedades tóxicas de los lipopolisacáridos (LPS)
- Especificidad antigénica de los polisacáridos bacterianos
- Principio de complementariedad y antiparalelismo de las cadenas de ADN en microorganismos
- Significado taxonómico del análisis de pares GC en microbiología
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