Del griego, bakteria, ‘bastón’, es un grupo abundante de organismos unicelulares y microscópicos, que carecen de núcleo diferenciado y se reproducen por división celular sencilla.
No todas las bacterias tienen capacidad de movimiento, pero las que lo hacen se desplazan gracias a la presencia de apéndices filamentosos denominados flagelos (Figura 1). Éstos pueden localizarse a lo largo de toda la superficie celular o en uno o ambos extremos, y pueden estar aislados o reunidos en grupo. Dependiendo de la dirección en que gire el flagelo, la bacteria puede moverse avanzando o agitándose en una dirección concreta. La duración de los movimientos de avance en relación a los de giro, está asociada a receptores presentes en la membrana bacteriana; estas variaciones permiten a la bacteria acercarse a determinadas sustancias, como partículas alimenticias, y alejarse de aquellas condiciones ambientales adversas. En algunas bacterias acuáticas, que contienen partículas ricas en hierro, el movimiento se orienta según el campo magnético.
Una bacteria simplificada está formada por tres capas externas que envuelven las estructuras internas; la capsula, capa pegajosa protege la pared celular rígida, que a su vez cubre la membrana celular semipermeable. El flagelo es un medio de locomoción y los pelos que se extienden por fuera de la cápsula ayudan a la bacteria a sujetarse a las superficies. El material genético, pegado a una zona de la membrana plasmica, está contenido en el ADN único y circular que forma el nucleoide. Los ribosomas que flotan en el citoplasma intervienen en la síntesis de proteínas.
TIPOS NUTRICIONALES
-En el ámbito de las bacterias se encuentran todos los tipos de nutrición que puedan poseer las células. Así pues, desde este punto de vista (nutricional), distinguimos cuatro tipos de bacterias:
1) Fotoautótrofas
-Utilizan luz como fuente de energía. -La fuente de materia más frecuente es el CO2 (lo fijan, igual que las plantas, incorporándolo al ciclo de Calvin).
-También pueden utilizar azufre (H2S) o nitrógeno (NH3) como fuente de materia para obtener las moléculas necesarias para su metabolismo.
-Son gramnegativas.
2) Fotoheterótrofas
-También utilizan luz como fuente de energía.
-Utilizan compuestos orgánicos (ác.grasos y glúcidos) como fuente de materia, y se nutren de ellos; este es un proceso anaeróbico, aunque algunas especies son aeróbicas (y pueden crecer en la oscuridad por oxidación de sustratos orgánicos).
-Son gramnegativas.
3) Quimioautótrofas
-No precisan luz para crecer y utilizan diversos sustratos inorgánicos (NO2-, NH3, H2S, CO) tanto como fuente de energía como de materia; los oxidan para obtener energía y poder sintetizar materia orgánica. -Pueden ser grampositivas o gramnegativas
4) Quimioheterótrofas
-Constituyen la mayoría, y utilizan sustratos orgánicos como fuente de energía y de materia.
-Las hay grampositivas y gramnegativas (éstas siempre aerobias).
-Dentro de este grupo hay bacterias saprofitas, simbiontes y parásitas-patógenas.
-Desde el punto de vista de la degradación de la materia orgánica y la obtención de energía química (ATP), las bacterias pueden ser:
1) Aerobias: cuando utilizan O2 para degradar (oxidar) la materia orgánica y obtener ATP.
2) Anaerobias: cuando no utilizan O2 y degradan la materia orgánica por medio de procesos fermentativos. A su vez, pueden ser:
a) Anaeróbicas estrictas: no toleran el O2 y mueren.
b) Anaeróbicas facultativas: si hay presencia de O2 en el medio, lo utilizan, si no, pueden prescindir de él y utilizar vías fermentativas.
c) Anaeróbicas aerotolerantes: no utilizan el O2, pero toleran su presencia.
MECANISMOS DE RECOMBINACIÓN GENÉTICA, REPRODUCCION: FISIÓN BINARIA.-
-La reproducción de las bacterias es asexual. Se realiza mediante una bipartición, a la que precede una duplicación del ADN y una separación de las dos moléculas en las dos bacterias hijas.
El crecimiento bacteriano está regulado por la síntesis de la pared y la duplicación del ADN. La división empieza con una invaginación de la membrana citoplasmática que da origen a un septo o tabique transversal. La separación de las dos células va acompañada de la segregación en cada una de ellas de uno de los genomas que proviene de la previa duplicación del ADN.
Son organismos con una división continua, algunas con ciclo de 20 minutos. Existe una fase logarítmica caracterizada por un crecimiento de máxima velocidad en intervalos regulares, llegando a un momento en que la competencia por espacio y alimento detiene el crecimiento en una fase estacionaria, para luego decrecer.
Un cultivo microbiano pasa típicamente por cuatro fases de crecimiento, distintas y secuenciales: la fase de latencia o fase lag (lag, en inglés, significa "retraso"), la fase log (también llamada logarítmica o exponencial), la fase estacionaria y la fase de muerte . EL ciclo comienza generalmente con la fase lag.
-Al margen de ello, las bacterias poseen mecanismos parasexuales mediante los cuales intercambian información genética (fragmentos de ADN) con otras bacterias, sean o no de la misma especie.
Esta transferencia de material genético pueden realizarla a través de tres mecanismos: conjugación, transducción y transformación.
CONJUGACIÓN
-Es un proceso en el que una bacteria donadora (F+) transmite ADN, a través de fimbrias, a otra bacteria receptora (F-).
-Existen dos tipos de bacterias donadoras:
a) Bacterias F+ : poseen plásmidos (episomas o factores F) no integrados en el genóforo.
b) Bacterias Hfr : poseen plásmidos integrados en el genóforo.
En ocasiones, una bacteria F+ puede pasar a Hfr si su episoma se incorpora al ADN bacteriano.
-Las bacterias F+ suelen transferir únicamente el factor F, que, en principio, no se recombina con el ADN de la bacteria receptora (ésta se significa por F- y queda convertida en F+).
-En cuanto a las bacterias Hfr:
• antes de la conjugación, duplican su ADN, incluido el factor F.
• al transcribir la copia de ADN, generalmente sólo pasa un fragmento de ésta a la bacteria receptora F-.
• el factor F o episoma suele quedar en el interior de la bacteria donadora.
• el ADN transferido se recombina con el ADN de la bacteria receptora.
TRANSDUCCIÓN
-Es un mecanismo de intercambio genético que requiere un agente transmisor, concretamente un virus bacteriófago, el cual transporta fragmentos de ADN procedentes de la última bacteria parasitada.
-El proceso tiene lugar como sigue:
• el ADN del fago penetra en una bacteria A receptora, y se integra, como provirus, en su genóforo.
• en un momento dado, el provirus se replica arrastrando un fragmento del ADN bacteriano; además, el ADN del fago transcribe y traduce su información para la síntesis de las proteínas que constituirán los capsómeros de las cápsidas de los nuevos virus.
• tras formarse múltiples copias del fago, se produce la lisis de la bacteria A quedando libres los virus que portan también material genético de la bacteria A.
• alguno de estos nuevos virus infecta a otra bacteria B receptora y se integra en su cromosoma; de esta manera, la información genética del virus más el fragmento de ADN procedente de la bacteria A se comporta como parte del genóforo de la bacteria B, y es replicada junto con el resto de ésta (el ciclo puede así continuar).
TRANSFORMACIÓN
-Es un proceso por el cual una bacteria introduce en su interior fragmentos de ADN, que aparecen libres en el medio procedentes de la lisis de otras bacterias.
-Este mecanismo es el responsable de la transformación de cepas bacterianas no virulentas (cepas R) en virulentas (cepas S), cuando se cultivan en medios que contienen fragmentos de ADN procedentes de la cepa S destruida previamente (por ejemplo, por calor).
-PRIONES, VIROIDES Y VIRUS
-Existen organismos en la 'frontera de la vida', que se les podría considerar como formas regresivas por dos razones:
a)porque se cree proceden de formas más complejas, y
b)porque necesitan de otros seres vivos, con organización celular, para poder reproducirse.
Referidos a los priones (formados por proteínas), a los viroides (constituidos por ARN) y a los virus (integrados por un ácido nucleico y proteínas).
PRIONES
-Caracteres generales:
a)Son pequeñas partículas infecciosas (patógenos capaces de resistir a los tratamientos que inactivan a los ácidos nucleicos).
b)Están compuestos por proteínas.
c)Tienen un gran poder de asociación.
d)Poseen afinidad por las proteínas hidrófilas de las membranas celulares.
e)Tienen capacidad para producir nuevos priones (especialmente en células nerviosas).
-Hay una cierta controversia en cuanto a la presencia o ausencia de ác. nucleico en los priones:
- se acepta que algún gen del ADN-huésped codifica las proteínas del prión, o que éste tiene capacidad codificadora y formadora de nuevas proteínas priónicas.
- se cree que estas proteínas priónicas adquirirían una configuración espacial distinta, induciendo a las proteínas 'normales' a que también tengan la conformación priónica.
- se piensa, en resumen, que los priones son capaces también de autoreplicarse dentro de las células huésped.
-de cualquier modo, actualmente se sabe que en el cromosoma 20 humano se encuentra un gen que codifica las proteínas de un prión causante de una enfermedad nerviosa, el conocido síndrome de Creutzfeld-Jakob.
VIROIDES
-Son partículas infectivas de ARN monocatenario (circular o lineal) no protegidas por ningún tipo de cubierta. El ARN puede presentar fragmentos bicatenarios por pliegues de la misma y única hebra.
-Se sabe que el viroide no actúa como ARNm que se deja traducir en proteínas por los ribosomas de la célula huésped.
-El viroide, en su replicación, aprovecha los sietmas enzimáticos de la célula huésped (como los virus). Suelen estar asociados a enfermedades de las plantas.
VIRUS.-
Caracteres generales
-Descubiertos a finales del siglo XIX, enseguida se puso de manifiesto su carácter infectivo (Pasteur, 1884). (La primera imagen de un virus se obtuvo en 1942 mediante microscopía electrónica).
-Tienen un tamaño que oscila entre 30 y 300 milimicras.
-Pueden autorreplicarse y están constituidos por una o varias moléculas de ácido nucleico (ADN o ARN) infectivo rodeado por una cápsula proteica llamada cápsida.
-No poseen citoplasma ni metabolismo propio. No son capaces de llevar a cabo reacciones químicas (carecen de sistemas enzimáticos), por lo que necesitan un huésped para reproducirse, utilizando su maquinaria sintética para realizar múltiples copias de sí mismos que infectan a nuevas células; es decir, son parásitos obligados.
Estructura de los virus
-Las partículas víricas se llaman viriones, y pueden estar constituidos por ácidos nucleicos, la cápsida y la envoltura.
1) Ác. nucleicos: -Son de cadena corta y pueden ser de ADN o de ARN.
-Los de cadena lineal o circular pueden ser sencillos o dobles.
-Los virus que contienen ARN (retrovirus) tienen la capacidad de copiar, a partir de una hebra simple de ARN, una doble hélice de ADN (gracias a la retrotranscriptasa).
2) Cápsida: -Estructura constituida por elementos proteicos llamados capsómeros, agregados en torno al ác.nucleico.
-Hay distintos tipos de cápsidas con diferentes formas geométricas: helicoidal, icosaédrica y compleja.
-Los que poseen cápsida compleja infectan a las bacterias y se llaman bacteriófagos. Poseen cabeza, cola y sistema de anclaje.
3) Envoltura: -Está constituida por una bicapa lipídica en la que puede haber alguna proteína integral, encargada de la unión del virus a la célula que va a parasitar (infectar).
-Según la presencia o ausencia de envoltura, los virus se clasifican en:
a)virus animales: con envoltura.
b)virus vegetales y bacteriófagos: sin envoltura o desnudos.
Ciclo vital de un fago
-Los virus realizan las siguientes fases en su ciclo de multiplicación:
1)Entrada en el citoplasma de la célula huésped.
2)Reproducción de las partículas víricas (viriones).
3)Salida de los virus al exterior de la célula infectada.
1) Fase de fijación o adsorción: El ciclo se inicia con esta fase, en la que el virus se une a un receptor específico situado sobre la cubierta de la cápsula de la bacteria.
2) Fase de penetración: En esta fase, únicamente es inyectado el ácido nucleico del virus (ADN) en el interior de la bacteria
-Aunque los virus vegetales (desnudos) son los más desconocidos, se sabe que el ciclo vital de cada virus animal (con envoltura) es distinto y específico.
3) Fase de replicación y síntesis de componentes virales: En esta fase no se detectan virus en el interior de la célula. El genoma vírico dirige el metabolismo de la célula hospedadora hacia la síntesis de los componentes víricos, utilizando todos los recursos celulares (ribosomas, mitocondrias, aminoácidos y otros). A partir de este momento, el virus puede seguir dos ciclos diferentes:
a) Ciclo lítico: El ADN del virus sirve de molde para formar los ARNm, que serán los encargados de sintetizar las proteínas de la cápsida y de obtener muchas copias del ác.nucleico del virus.
Cuando se han sintetizado cantidades suficientes, comienza el ensamblaje de las partículas víricas, de tal forma que el ác.nucleico se rodea de las proteínas de la cápsida y la bacteria se lisa, liberando gran cantidad de bacteriófagos.
b) Ciclo lisogénico: El genoma del virus queda integrado en el genóforo bacteriano, de tal forma que no expresa sus genes y se replica junto al de la bacteria. En este estado se habla de virus atenuado o profago.
Si la bacteria que contiene el profago sufre alguna alteración (exposición a radiación ultravioleta, por ejemplo), el virus integrado en el genoma bacteriano sale de éste y comienza el ciclo lítico.
http://www.eluniversitario.com.ar/biologia.htm
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