Conocimiento Previo Bacteria

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LAS BACTERIAS Las bacterias son microorganismos procariontes (no poseen membrana nuclear por lo que su ADN está libre en la célula) de organización muy sencilla. Pertenecen al reino Protista. Son seres generalmente unicelulares . Son células de tamaño variable y poseen dimensiones medias que oscilan entre 0,5 y 5 μm por lo general. Las bacterias tienen una estructura menos compleja que la de las células de los organismos superiores: son células procariotas (su núcleo está formado por un único cromosoma, carecen de membrana nuclear y orgánulos internos). Igualmente son muy diferentes a los virus, que no pueden desarrollarse más dentro de las células y que sólo contienen un ácido nucleico. Las bacterias juegan un papel fundamental en la naturaleza y en el hombre: la presencia de una flora bacteriana normal es indispensable, aunque existen bacterias patógenas. Análogamente tienen un papel importante en la industria y permiten desarrollar importantes progresos en la investigación, concretamente en fisiología celular y en genética. El examen microscópico de las bacterias no permite identificarlas, ya que existen pocos tipos morfológicos , cocos (esféricos), bacilos (bastón), espirilos (espiras) y es necesario por lo tanto recurrir a técnicas que se detallarán más adelante. El estudio mediante la microscopia óptica y electrónica de las bacterias revela la estructura de éstas. Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta. Son ubicuas, encontrándose en todo hábitat de la tierra, creciendo en el suelo, en manantiales calientes y ácidos, en desechos radioactivos, en las profundidades del mar y de la corteza terrestre. Algunas bacterias pueden incluso sobrevivir en las condiciones extremas del espacio exterior. Se estima que hay en torno a 40 millones de células bacterianas en un gramo de tierra y un millón de células bacterianas en un mililitro de agua dulce. En total, se calcula que hay aproximadamente 5×10 30 bacterias en el mundo. Las bacterias son imprescindibles para el reciclaje de los elementos, pues muchos pasos importantes de los ciclos biogeoquímicos dependen de éstas. Como ejemplo cabe citar la fijación del nitrógeno atmosférico. Sin embargo, solamente la mitad de los filos conocidos de bacterias tienen especies que se pueden cultivar en el laboratorio, por lo que una gran parte (se supone que cerca del 90%) de las especies de bacterias existentes todavía no ha sido descrita. En el cuerpo humano hay aproximadamente diez veces tantas células bacterianas como células humanas, con una gran cantidad de bacterias en la piel y en el tracto digestivo . Aunque el efecto protector del sistema inmune hace que la gran mayoría de estas bacterias sea inofensiva o beneficiosa, algunas bacterias patógenas pueden causar enfermedades infecciosas, incluyendo cólera, sífilis, lepra, tifus, difteria, escarlatina, etc. Las enfermedades bacterianas mortales más comunes son las infecciones respiratorias, con una mortalidad sólo para la tuberculosis de cerca de dos millones de personas al año. En todo el mundo se utilizan antibióticos para tratar las infecciones bacterianas. Los antibióticos son efectivos contra las bacterias ya que inhiben la formación de la pared celular o detienen otros procesos de su ciclo de vida. También se usan extensamente en la agricultura y la ganadería en ausencia de enfermedad, lo que ocasiona que se esté generalizando la resistencia de las bacterias a los antibióticos. En la industria, las bacterias son importantes en procesos tales como el tratamiento de aguas residuales, en la producción de queso, yogur, mantequilla, vinagre, etc., y en la fabricación de medicamentos y de otros productos químicos. Aunque el término bacteria incluía tradicionalmente a todos los procariotas, actualmente la taxonomía y la nomenclatura científica los divide en dos grupos. Estos dominios evolutivos se denominan Bacteria y Archaea (arqueas). La división

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Las bacterias son microorganismos unicelulares que presentan un tamao de algunos micrmetros de largo (entre 0,5 y 5 m, por lo general) y diversas formas incluyendo esferas, barras y hlices

LAS BACTERIASLas bacterias son microorganismos procariontes (no poseen membrana nuclear por lo que su ADN est libre en la clula) de organizacin muy sencilla. Pertenecen al reino Protista. Son seres generalmente unicelulares. Son clulas de tamao variable y poseen dimensiones medias que oscilan entre 0,5 y 5 m por lo general. Las bacterias tienen una estructura menos compleja que la de las clulas de los organismos superiores: son clulas procariotas (su ncleo est formado por un nico cromosoma, carecen de membrana nuclear y orgnulos internos). Igualmente son muy diferentes a los virus, que no pueden desarrollarse ms dentro de las clulas y que slo contienen un cido nucleico.

Las bacterias juegan un papel fundamental en la naturaleza y en el hombre: la presencia de una flora bacteriana normal es indispensable, aunque existen bacterias patgenas. Anlogamente tienen un papel importante en la industria y permiten desarrollar importantes progresos en la investigacin, concretamente en fisiologa celular y en gentica. El examen microscpico de las bacterias no permite identificarlas, ya que existen pocos tipos morfolgicos, cocos (esfricos), bacilos (bastn), espirilos (espiras) y es necesario por lo tanto recurrir a tcnicas que se detallarn ms adelante. El estudio mediante la microscopia ptica y electrnica de las bacterias revela la estructura de stas.

Las bacterias son los organismos ms abundantes del planeta. Son ubicuas, encontrndose en todo hbitat de la tierra, creciendo en el suelo, en manantiales calientes y cidos, en desechos radioactivos, en las profundidades del mar y de la corteza terrestre. Algunas bacterias pueden incluso sobrevivir en las condiciones extremas del espacio exterior. Se estima que hay en torno a 40 millones de clulas bacterianas en un gramo de tierra y un milln de clulas bacterianas en un mililitro de agua dulce. En total, se calcula que hay aproximadamente 51030 bacterias en el mundo.

Las bacterias son imprescindibles para el reciclaje de los elementos, pues muchos pasos importantes de los ciclos biogeoqumicos dependen de stas. Como ejemplo cabe citar la fijacin del nitrgeno atmosfrico. Sin embargo, solamente la mitad de los filos conocidos de bacterias tienen especies que se pueden cultivar en el laboratorio, por lo que una gran parte (se supone que cerca del 90%) de las especies de bacterias existentes todava no ha sido descrita.

En el cuerpo humano hay aproximadamente diez veces tantas clulas bacterianas como clulas humanas, con una gran cantidad de bacterias en la piel y en el tracto digestivo. Aunque el efecto protector del sistema inmune hace que la gran mayora de estas bacterias sea inofensiva o beneficiosa, algunas bacterias patgenas pueden causar enfermedades infecciosas, incluyendo clera, sfilis, lepra, tifus, difteria, escarlatina, etc. Las enfermedades bacterianas mortales ms comunes son las infecciones respiratorias, con una mortalidad slo para la tuberculosis de cerca de dos millones de personas al ao.

En todo el mundo se utilizan antibiticos para tratar las infecciones bacterianas. Los antibiticos son efectivos contra las bacterias ya que inhiben la formacin de la pared celular o detienen otros procesos de su ciclo de vida. Tambin se usan extensamente en la agricultura y la ganadera en ausencia de enfermedad, lo que ocasiona que se est generalizando la resistencia de las bacterias a los antibiticos. En la industria, las bacterias son importantes en procesos tales como el tratamiento de aguas residuales, en la produccin de queso, yogur, mantequilla, vinagre, etc., y en la fabricacin de medicamentos y de otros productos qumicos.

Aunque el trmino bacteria inclua tradicionalmente a todos los procariotas, actualmente la taxonoma y la nomenclatura cientfica los divide en dos grupos. Estos dominios evolutivos se denominan Bacteria y Archaea (arqueas). La divisin se justifica en las grandes diferencias que presentan ambos grupos a nivel bioqumico y en aspectos estructurales.

Estructura de la clula bacterianaLas bacterias son organismos relativamente sencillos. Sus dimensiones son muy reducidas, unos 2 m de ancho por 7-8 m de longitud en la forma cilndrica (bacilo) de tamao medio; aunque son muy frecuentes las especies de 0,5-1,5 m. Se identifican en ellas estructuras internas y externas:Estructuras internas la Las bacterias no tienen un ncleo delimitado por membranas. El material gentico est organizado en un nico cromosoma situado en el citoplasma, dentro de un cuerpo irregular denominado nucleoide. Est formado por un nico filamento de cido desoxirribonucleico (ADN) apelotonado y que mide cerca de 1 mm. de longitud (1000 veces el tamao de la bacteria).

El citoplasma de las bacterias por ser procariotas no tienen orgnulos citoplasmticos delimitados por membranas y por ello presentan pocas estructuras intracelulares. Carecen de ncleo celular, mitocondrias, cloroplastos y de los otros orgnulos presentes en las clulas eucariotas, tales como el aparato de Golgi y el retculo endoplasmtico. Como excepcin, algunas bacterias contienen estructuras intracelulares rodeadas por membranas que pueden considerarse primitivos orgnulos. En el citoplasma se pueden apreciar plsmidios, pequeas molculas circulares de ADN que coexisten con el nucleoide, contienen genes y son comnmente usados por las bacterias en la conjugacin. Tambin contiene vacuolas (grnulos que contienen sustancias de reserva) y ribosomas (utilizados en la sntesis de protenas).

Como todos los organismos vivos, las bacterias contienen ribosomas son elementos granulosos que se hallan contenidos en el citoplasma bacteriano; esencialmente compuestos por cido ribonucleico, desempean un papel principal en la sntesis proteica.

Muchas bacterias presentan vacuolas, grnulos intracelulares para el almacenaje de sustancias, como por ejemplo glucgeno, polifosfatos, azufre o polihidroxialcanoatos. Ciertas especies bacterianas fotosintticas, tales como las cianobacterias, producen vesculas internas de gas que utilizan para regular su flotabilidad y as alcanzar la profundidad con intensidad de luz ptima y/o unos niveles de nutrientes ptimos. Otras estructuras presentes en ciertas especies son los carboxisomas (que contienen enzimas para la fijacin de carbono) y los magnetosomas (para la orientacin magntica).

Anteriormente se pensaba que las clulas procariotas no posean citoesqueleto, pero desde entonces se han encontrado homlogos bacterianos de las principales protenas del citoesqueleto de los eucariontes. El citoesqueleto bacteriano desempea funciones esenciales en la proteccin, determinacin de la forma de clula bacteriana y en la divisin celular.

Estructuras externas Muchas bacterias son capaces de acumular material en el exterior para recubrir su superficie. Dependiendo de la rigidez y su relacin con la clula se clasifican en cpsulas y glicocalix. La cpsula es una estructura rgida que se une firmemente a la superficie bacteriana, en tanto que el glicocalix es flexible y se une de forma laxa. Estas estructuras protegen a las bacterias pues dificultan que sean fagocitadas por clulas eucariotas tales como los macrfagos. Tambin pueden actuar como antgenos y estar implicadas en el reconocimiento bacteriano, as como ayudar a la adherencia superficial y a la formacin de biopelculas.

La mayoria de las bacterias disponen de una pared celular que rodea a su membrana citoplasmtica que es rgida, dctil y elstica y explica la constancia de su forma. Las paredes celulares bacterianas estn hechas de peptidoglicano que es un copolmero formado por una secuencia alternante de N-acetil-glucosamina y el cido N-acetilmurmico unidos mediante enlaces peptidicos -1,4, sobre las que se fijan tetrapptidos de composicin variable. Adems, existen constituyentes propios de las diferentes especies de la superficie. La cadena es recta y no ramificada. El antibitico penicilina puede matar a muchas bacterias inhibiendo un paso de la sntesis del peptidoglicano.

PeptidoglicanoLa diferencia de composicin bioqumica de las paredes constituye dos grupos de bacterias con diferentes tipos de pared celular bacteriana, responsable de su diferente reaccin de la pared celular a la tincin de Gram (colorante formado por violeta de genciana y una solucin yodurada), un mtodo tradicionalmente empleado para la clasificacin de las especies bacterianas. Se distinguen las bacterias grampositivas (que tienen el Gram despus de lavarlas con alcohol) y las gramnegativas (que pierden su coloracin). Las bacterias Gram-positivas tienen una pared celular gruesa que contiene numerosas capas de peptidoglicano en las que se inserta cido teicoico. En cambio, las bacterias Gram-negativas tienen una pared relativamente fina, consistente en unas pocas capas de peptidoglicano, rodeada por una segunda membrana lipdica (la membrana externa) que contiene lipopolisacridos y lipoprotenas.

Se conocen actualmente los mecanismos de la sntesis de la pared. Ciertos antibiticos pueden bloquearla. La destruccin de la pared provoca una fragilidad en la bacteria que toma una forma esfrica (protoplasto) y estalla en medio hipertnico (solucin salina con una concentracin de 7 g. de NaCI por litro).

Las micoplasmas son una excepcin, pues carecen de pared celular. La mayora de las bacterias tienen paredes celulares Gram-negativas; solamente son Gram-positivas Firmicutes y Actinobacteria. Estas diferencias en la estructura de la pared celular dan lugar a diferencias en la susceptibilidad antibitica. Por ejemplo, la vancomicina puede matar solamente a bacterias Gram-positivas y es ineficaz contra patgenos Gram-negativos, tales como Haemophilus influenzae o Pseudomonas aeruginosa. Dentro del filo Actinobacteria cabe hacer una mencin especial al gnero Mycobacterium, el cual, si bien se encuadra dentro de las Gram positivas, no parece serlo desde el punto de vista emprico, ya que su pared no retiene el tinte. Esto se debe a que presentan una pared celular poco comn, rica en cidos miclicos, de carcter hidrfobo y ceroso y bastante gruesa, lo que les confiere una gran resistencia.

Muchas bacterias tienen una capa S de molculas de protena de estructura rgida que cubre la pared celular. Esta capa proporciona proteccin qumica y fsica para la superficie celular y puede actuar como una barrera de difusin macromolecular. Las capas S tienen diversas (aunque todava no bien comprendidas) funciones. Por ejemplo, en el gnero Campylobacter actan como factores de virulencia y en la especie Bacillus stearothermophilus contienen enzimas superficiales. La membrana citoplasmtica, situada debajo de la pared, es una bicapa lipdica compuesta fundamentalmente de fosfolpidos en la que se insertan molculas de protenas. En las bacterias realiza numerosas funciones entre las que se incluyen las de permeabilidad selectiva frente a las sustancias que entran y salen de la bacteria, barrera osmtica, transporte, biosntesis, transduccin de energa, centro de replicacin de ADN y punto de anclaje para los flagelos. Por ltimo, tiene un papel fundamental en la divisin del ncleo bacteriano. Los mesosomas, que son repliegues de la membrana, se encuentran enzimas que intervienen en la sntesis de ATP, y los pigmentos fotosintticos en el caso de bacterias fotosintticas.

El espacio comprendido entre la membrana citoplasmtica y la pared celular (o la membrana externa si esta existe) se denomina espacio periplsmico. Algunas bacterias presentan una cpsula y otras son capaces de evolucionar a endosporas, estadios latentes capaces de resistir condiciones extremas. Algunas bacterias pueden presentar flagelos o cilios, que son largos apndices generalmente filamentosos compuestos de protenas y de longitud variable; utilizados para el movimiento. Segn las especies, pueden estar implantados en uno o en los dos polos de la bacteria o en todo su entorno mediante un corpsculo basal. Constituyen el soporte de los antgenos "H". En algunos bacilos gramnegativos se encuentran las fimbrias, que son filamentos finos de proteinas, muy numerosos y cortos, que se distribuyen sobre la superficie de la clula. Ayudan a la adherencia de las bacterias a las superficies slidas o a otras clulas y son esenciales en la virulencia de algunos patgenos. Los pili son apndices celulares ligeramente mayores que las fimbrias y se utilizan para la transferencia de material gentico entre bacterias en un proceso denominado conjugacin bacteriana.

La divisin celular bacteriana.Generalmente las bacterias se reproducen por biparticin dando lugar dos clulas hijas, como se ve en el siguiente esquema:

Tras la duplicacin del ADN (cuya divisin es no-mittica), que est dirigida por la ADN-polimerasa que se encuentra en los mesosomas, la divisin empieza en el centro de la bacteria por una invaginacin de la membrana citoplasmtica que da origen a la formacin de un septo o tabique transversal separador que crece hasta formar las dos nuevas bacterias. La separacin de las dos bacterias va acompaada de la segregacin en cada una de ellas de uno de los dos genomas que proviene de la duplicacin del ADN materno.

Pero adems de este tipo de reproduccin asexual, las bacterias poseen unos mecanismos de reproduccin sexual o parasexual, mediante los cuales se intercambian fragmentos de ADN.

Esta reproduccin sexual o parasexual, puede realizarse por transformacin, por conjugacin o por transduccin.1. Transformacin. Consiste en el intercambio gentico producido cuando una bacteria es capaz de captar fragmentos de ADN, de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio donde vive. A continuacin ver esquema.

2. Conjugacin. En este proceso, una bacteria donadora F+ transmite a travs de un puente o pili, un fragmento de ADN, a otra bacteria receptora F-. La bacteria que se llama F+ posee un plasmidio, adems del cromosoma bacteriano. Se puede ver en el esquema siguiente:

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INCLUDEPICTURE "http://www.profesorenlinea.cl/imagenciencias/bacteria019.jpg" \* MERGEFORMATINET 3. Transduccin. En este caso la transferencia de ADN de una bacteria a otra se realiza a travs de un virus bacterifago, que se comporta como un vector intermediario entre las dos bacterias. Tambin podemos ver el proceso en esquema:

a, el virus se acopla a la bacteria, b. el virus rompe la pared bacteriana, c. el virus inyecta su ADNEndosporas o esporas bacterianas Ciertos gneros de bacterias Gram-positivas, tales como Bacillus, Clostridium, Sporohalobacter, Anaerobacter y Heliobacterium, pueden sintetizar un rgano de resistencia, las endosporas. Las endosporas son estructuras durmientes altamente resistentes cuya funcin primaria es sobrevivir cuando las condiciones ambientales son adversas y se transforma de nuevo en una forma vegetativa cuando las condiciones del medio vuelven a ser favorables. Las endosporas tienen una base central de citoplasma que contiene ADN y ribosomas, rodeada por una corteza y protegida por una cubierta impermeable y rgida.

Las endosporas no presentan un metabolismo detectable y pueden sobrevivir a condiciones fsicas y qumicas extremas, tales como altos niveles de luz ultravioleta, rayos gamma, detergentes, desinfectantes, calor, presin y desecacin. En este estado durmiente, las bacterias pueden seguir viviendo durante millones de aos, e incluso pueden sobrevivir en la radiacin y vaco del espacio exterior. Las endosporas pueden tambin causar enfermedades. Por ejemplo, puede contraerse carbunco por la inhalacin de endosporas de Bacillus anthracis y ttanos por la contaminacin de las heridas con endosporas de Clostridium tetani. MetabolismoEl xito evolutivo de las bacterias se debe en parte a su versatilidad metablica. Todos los mecanismos posibles de obtencin de materia y energa podemos encontrarlos en las bacterias.

Segn la fuente de carbono que utilizan, los seres vivos se dividen en auttrofos, cuya principal fuente de carbono es el CO2, y hetertrofos cuando su fuente de carbono es materia orgnica.

Por otra parte segn la fuente de energa, los organismos o seres vivos pueden ser fottrofos, cuya principal fuente de energa es la luz, y quimitrofos, cuya fuente de energa es un compuesto qumico que se oxida.

Atendiendo a las anteriores categoras, entre las bacterias podemos encontrar las siguientes formas, como puede apreciarse en el esquema:

1. Las bacterias quimiohetertrofas, utilizan un compuesto qumico como fuente de carbono, y a su vez, este mismo compuesto es la fuente de energa. La mayor parte de las bacterias cultivadas en laboratorios y las bacterias patgenas son de este grupo.

2. Las bacterias quimioauttrofas, utilizan compuestos inorgnicos reducidos como fuente de energa y el CO2 como fuente de carbono. Como, por ejemplo, Nitrobacter, Thiobacillus.

3. Las bacterias fotoauttrofas, utilizan la luz como fuente de energa y el CO2 como fuente de carbono. Bacterias purpreas.

4. Las bacterias fotohetertrofas, utilizan la luz como fuente de energa y biomolculas como fuente de carbono. Ejemplos como Rodospirillum y Cloroflexus.

Nutricin y crecimiento bacterianos.Las bacterias necesitan de un aporte energtico para desarollarse.

Se distinguen distintos tipos nutricionales segn la fuente de energa utilizada: las bacterias que utilizan la luz son fottrofas y las que utilizan los procesos de oxirreduccin son quimitrofas. Las bacterias pueden utilizar un sustrato mineral (littrofas) u orgnico (organtrofas). Las bacterias patgenas que viven a expensas de la materia orgnica son quimioorgantrofas.

La energa en un sustrato orgnico es liberada en la oxidacin del mismo mediante sucesivas deshidrogenaciones. El aceptor final del hidrgeno puede ser el oxgeno: se trata entonces de una respiracin. Cuando el aceptor de hidrgeno es una sustancia orgnica (fermentacin) o una sustancia inorgnica, estamos frente a una anaerobiosis.

Adems de los elementos indispensables para la sntesis de sus constituyentes y de una fuente de energa, ciertas bacterias precisan de unas sustancias especficas: los factores de crecimiento. Son stos unos elementos indispensables para el crecimiento de un organismo incapaz de llevar a cabo su sntesis. Las bacterias que precisan de factores de crecimiento se llaman "auttrofas". Las que pueden sintetizar todos sus metabolitos se llaman "prottrofas". Ciertos factores son especficos, tal como la nicotinamida (vitamina B,) en Proteus. Existen unos niveles en la exigencia de las bacterias. Segn Andr Lwoff, se pueden distinguir verdaderos factores de crecimiento, absolutamente indispensables, factores de partida, necesarios al principio del crecimiento y factores estimulantes. El crecimiento bacteriano es proporcional a la concentracin de los factores de crecimiento. As, las vitaminas, que constituyen factores de crecimiento para ciertas bacterias, pueden ser dosificadas por mtodos microbiolgicos (B12 y Lactobacillus lactis Doraren).

Se puede medir el crecimiento de las bacterias siguiendo la evolucin a lo largo del tiempo del nmero de bacterias por unidad de volumen. Se utilizan mtodos directos como pueden ser el contaje de grmenes mediante el microscopio o el contaje de colonias presentes despus de un cultivo de una dilucin de una muestra dada en un intervalo de tiempo determinado. Igualmente se utilizan mtodos indirectos (densidad ptica ms que tcnicas bioqumicas).

Existen seis fases en las curvas de crecimiento. Las ms importantes son la fase de latencia (que depende del estado fisiolgico de los grmenes estudiados) y la fase exponencial, en la que la tasa de crecimiento es mxima. El crecimiento se para como consecuencia del agotamiento de uno o varios alimentos, de la acumulacin de sustancias nocivas, o de la evolucin hacia un pH desfavorable: se puede obtener una sincronizacin en la divisin de todas las clulas de la poblacin, lo que permite estudiar ciertas propiedades fisiolgicas de los grmenes.

La mayora de las bacterias pueden clasificarse en tres categoras de acuerdo a su respuesta al oxgeno gaseoso.

Las bacterias aerobias crece en la presencia de oxgeno y lo requiere para su continuo crecimiento y existencia.

Las bacterias anaerobias, no pueden tolerar el oxgeno gaseoso.

Las bacterias anaerobias facultativas, las cuales prefieren crecer en presencia de oxgeno, aunque pueden hacerlo sin l.

Gentica bacteriana.Por la rapidez en su multiplicacin, se eligen las bacterias como material para los estudios genticos. En un pequeo volumen forman enormes poblaciones cuyo estudio evidencia la aparicin de individuos que tienen propiedades nuevas. Se explica este fenmeno gracias a dos procesos comunes a todos los s o, traducidas por la aparicin brusca eres vivos: las variaciones del genotipo de un carcter transmisible a la descendencia, y las variaciones fenotpicas, debidas al medio, no transmisibles y de las que no es apropiado hablar en gentica. Las variaciones del genotipo pueden provenir de mutaciones, de transferencias genticas y de modificaciones extracromosmicas.Las mutaciones.

Todos los caracteres de las bacterias pueden ser objeto de mutaciones y ser modificados de varias maneras.

Las mutaciones son raras: la tasa de mutacin oscila entre 10 y 100. Las mutaciones aparecen en una sola vez, de golpe. Las mutaciones son estables: un carcter adquirido no puede ser perdido salvo en caso de mutacin reversible cuya frecuencia no es siempre idntica a las de las mutaciones primitivas. Las mutaciones son espontneas: no son inducidas, sino simplemente reveladas por el agente selectivo que evidencia los mutantes. Los mutantes, por ltimo, son especficos: la mutacin de un carcter no afecta a la de otro.

El estudio de las mutaciones tiene un inters fundamental. En efecto, tiene un inters especial de cara a la aplicacin de dichos estudios a los problemas de resistencia bacteriana a los antibiticos. Anlogamente tiene una gran importancia en los estudios de fisiologa bacteriana.Transferencias genticas.

Estos procesos son realizados mediante la transmisin de caracteres hereditarios de una bacteria dadora a una receptora. Existen varios mecanismos de transferencia gentica.

A lo largo de la transformacin, la bacteria receptora adquiere una serie de caracteres genticos en forma de fragmento de ADN. Esta adquisicin es hereditaria. Este fenmeno fue descubierto en los neumococos en 1928.

En la conjugacin, el intercambio de material gentico necesita de un contacto entre la bacteria dadora y la bacteria receptora. La cualidad de dador est unida a un factor de fertilidad (F) que puede ser perdido. La transferencia cromosmica se realiza generalmente con baja frecuencia. No obstante, en las poblaciones F+, existen mutantes capaces de transferir los genes cromosmicos a muy alta frecuencia.

La duracin del contacto entre bacteria dadora y bacteria receptora condiciona la importancia del fragmento cromosmico transmitido. El estudio de la conjugacin ha permitido establecer los mapas cromosmicos de ciertas bacterias. Ciertamente, la conjugacin juega un papel en la aparicin en las bacterias de resistencia a los antibiticos.

La transduccin es una transferencia gentica obtenida mediante introduccin en una bacteria receptora de genes bacterianos inyectados por un bacterifago. Se trata de un virus que infecta ciertas bacterias sin destruirlas y cuyo ADN se integra en el cromosoma bacteriano. La partcula fgica transducida a menudo ha perdido una parte de su genoma que es sustituida por un fragmento de gene de la bacteria husped, parte que es as inyectada a la bacteria receptora. Segn el tipo de transduccin, todo gen podr ser transferido o, por el contrario, lo sern un grupo de genes determinados.

Variaciones extracromosmicas.

Adems de las mutaciones y transferencias genticas, la herencia bacteriana pude ser modificada por las variaciones que afectan ciertos elementos extracromosmicos que se dividen con la clula y son responsables de caracteres transmisibles: son los plasmidios y episomas entre los cuales el factor de transferencia de residencia mltiple juega un papel principal en la resistencia a los antibiticos.Clasificacin de las bacterias.

La identificacin de las bacterias es tanto ms precisa cuanto mayor es el nmero de criterios utilizados. Esta identificacin se realiza a base de modelos, agrupados en familias y especies en la clasificacin bacteriolgica. Las bacterias se renen en 11 rdenes:

Las eubacteriales, esfricas o bacilares, que comprenden casi todas las bacterias patgenas y las formas fottrofas.

Las pseudomonadales, orden dividido en 10 familias entre las que cabe citar las Pseudomonae y las Spirillacae.

Las espiroquetales (treponemas, leptospiras).

Las actinomicetales (micobacterias, actinomicetes).

Las rickettsiales. Las micoplasmales.

Las clamidobacteriales.

Las hifomicrobiales.

Las beggiatoales.

Las cariofanales.

Las mixobacteriales.Relaciones entre la bacteria y su husped.Ciertas bacterias viven independientes e otros seres vivos. Otras son parsitas. Pueden vivir en simbiosis con su husped ayudndose mutuamente o como comensales (sin beneficio). Pueden ser patgenas, es decir, vivir de su husped.

La virulencia es la aptitud de un microorganismo para multiplicarse en los tejidos de su husped (creando en ellos alteraciones). Esta virulencia puede estar atenuada (base del principio de la vacunacin) o exaltada (paso de un sujeto a otro). La virulencia puede ser fijada por liofilizacin. Parece ser funcin del husped (terreno) y del entorno (condiciones climticas). La puerta de entrada de la infeccin tiene igualmente un papel considerable en la virulencia del germen.

El poder patgeno es la capacidad de un germen de implantarse en un husped y de crear en l trastornos. Est ligada a dos causas:

La produccin de lesiones en los tejidos mediante constituyentes de la bacteria, como pueden ser enzimas que ella excreta y que atacan tejidos vecinos o productos txicos provenientes del metabolismo bacteriano.

La produccin de toxinas. Se puede tratar de toxinas proteicas (exotoxinas excretadas por la bacteria, transportadas a travs de la sangre y que actan a distancia sobre rganos sensibles) o de toxinas glucoproteicas (endotoxinas), estas ltimas actuando nicamente en el momento de la destruccin de la bacteria y pudiendo ser responsables de choques infecciosos en el curso de septicemias provocadas por grmenes gramnegativos en el momento en que la toxina es brutalmente liberada.

A estas agresiones microbianas, el organismo opone reacciones defensivas ligadas a procesos de inmunidad, mientras que el conflicto husped-bacteria se traduce por manifestaciones clnicas y biolgicas de la enfermedad infecciosa.

Importancia de las bacterias.

Existen bacterias en todos los sitios. Hemos visto el inters de su estudio para la comprensin de la fisiolgica celular, de la sntesis de protenas y de la gentica. Aunque las bacterias patgenas parecen ser las ms preocupantes, su importancia en la naturaleza es ciertamente menor. El papel de las bacterias no patgenas es fundamental. Intervienen en el ciclo del nitrgeno y del carbono, as como en los metabolismos del azufre, del fsforo y del hierro. Las bacterias de los suelos y del las aguas son indispensables para el equilibrio biolgico.

Por ltimo, las bacterias pueden ser utilizadas en las industrias alimenticias y qumicas: intervienen en la sntesis de vitaminas y de antibiticos.

Las bacterias tienen, por lo tanto, un papel fundamental en los fenmenos de la vida, y todas las reas de la biologa han podido ser mejor comprendidas gracias a su estudio.

Bacterias patgenas

Casi doscientas especies de bacterias son patgenas para el ser humano; es decir, causantes de enfermedades.

El efecto patgeno vara mucho en funcin de las especies y depende tanto de la virulencia de la especie en particular como de las condiciones del organismo husped.

Entre las bacterias ms dainas estn las causantes del clera, del ttanos, de la gangrena gaseosa, de la lepra, de la peste, de la disentera bacilar, de la tuberculosis, de la sfilis, de la fiebre tifoidea, de la difteria, de la fiebre ondulante o brucelosis, y de muchas formas de neumona.

Hasta el descubrimiento de los virus, las bacterias fueron consideradas los agentes patgenos de todas las enfermedades infecciosas.

http://es.wikipedia.org/wiki/BacteriaVer: Desarrollo y proliferacin de las bacterias

x Las paredes celulares bacterianas son distintas de las que tienen plantas y hongos, compuestas de celulosa y quitina, respectivamente. Son tambin distintas a las paredes celulares de Archaea, que no contienen peptidoglicano.

MetabolismoEn contraste con los organismos superiores, las bacterias exhiben una gran variedad de tipos metablicos. El metabolismo bacteriano se clasifica en base a tres criterios importantes: el origen del carbono, la fuente de energa y los donadores de electrones. Un criterio adicional para clasificar a los microorganismos que respiran es el receptor de electrones usado en la respiracin.

Segn la fuente de carbono, las bacterias se pueden clasificar como:

Hetertrofas, cuando usan compuestos orgnicos.

Auttrofas, cuando el carbono celular se obtiene mediante la fijacin del dixido de carbono.

Las bacterias auttrofas tpicas son las cianobacterias fotosintticas, las bacterias verdes del azufre y algunas bacterias prpura. Pero hay tambin muchas otras especies quimiolitotrofas, por ejemplo, las bacterias nitrificantes y oxidantes del azufre.

Segn la fuente de energa, las bacterias pueden ser:

Fototrofas, cuando emplean la luz a travs de la fotosntesis.

Quimiotrofas, cuando obtienen energa a partir de sustancias qumicas que son oxidadas principalmente a expensas del oxgeno (respiracin aerobia) o de otros receptores de electrones alternativos (respiracin anaerobia).

Segn los donadores de electrones, las bacterias tambin se pueden clasificar como:

Litotrofas, si utilizan como donadores de electrones compuestos inorgnicos.

Organotrofas, si utilizan como donadores de electrones compuestos orgnicos.

Los organismos quimiotrofos usan donadores de electrones para la conservacin de energa (durante la respiracin aerobia, anaerobia y la fermentacin) y para las reacciones biosintticas (por ejemplo, para la fijacin del dixido de carbono), mientras que los organismos fototrofos los utilizan nicamente con propsitos biosintticos.

Bacterias del hierro en un regato. Estos microorganismos quimiolitotrofos obtienen la energa que necesitan por oxidacin del xido ferroso a xido frrico.

Los organismos que respiran usan compuestos qumicos como fuente de energa, tomando electrones del sustrato reducido y transfirindolos a un receptor terminal de electrones en una reaccin redox. Esta reaccin desprende energa que se puede utilizar para sintetizar ATP y as mantener activo el metabolismo. En los organismos aerobios, el oxgeno se utiliza como receptor de electrones. En los organismos anaerobios se utilizan como receptores de electrones otros compuestos inorgnicos tales como nitratos, sulfatos o dixido de carbono. Esto conduce a que se lleven a cabo los importantes procesos biogeoqumicos de la desnitrificacin, la reduccin del sulfato y la acetognesis, respectivamente. Otra posibilidad es la fermentacin, un proceso de oxidacin incompleta, totalmente anaerbico, siendo el producto final un compuesto orgnico, que al reducirse ser el receptor final de los electrones. Ejemplos de productos de fermentacin reducidos son el lactato (en la fermentacin lctica), etanol (en la fermentacin alcohlica), hidrgeno, butirato, etc. La fermentacin es posible porque el contenido de energa de los sustratos es mayor que el de los productos, lo que permite que los organismos sinteticen ATP y mantengan activo su metabolismo. Los organismos anaerobios facultativos pueden elegir entre la fermentacin y diversos receptores terminales de electrones dependiendo de las condiciones ambientales en las cuales se encuentren.

Las bacterias litotrofas pueden utilizar compuestos inorgnicos como fuente de energa. Los donadores de electrones inorgnicos ms comunes son el hidrgeno, el monxido de carbono, el amonaco (que conduce a la nitrificacin), el hierro ferroso y otros iones de metales reducidos, as como varios compuestos de azufre reducidos. En determinadas ocasiones, las bacterias metanotrofas pueden usar gas metano como fuente de electrones y como sustrato simultneamente, para el anabolismo del carbono. En la fototrofa y quimiolitotrofa aerobias, se utiliza el oxgeno como receptor terminal de electrones, mientras que bajo condiciones anaerbicas se utilizan compuestos inorgnicos. La mayora de los organismos litotrofos son auttrofos, mientras que los organismos organotrofos son hetertrofos.

Adems de la fijacin del dixido de carbono mediante la fotosntesis, algunas bacterias tambin fijan el gas nitrgeno usando la encima nitrogenasa. Esta caracterstica es muy importante a nivel ambiental y se puede encontrar en bacterias de casi todos los tipos metablicos enumerados anteriormente, aunque no es universal. El metabolismo microbiano puede jugar un papel importante en la biorremediacin pues, por ejemplo, algunas especies pueden realizar el tratamiento de las aguas residuales y otras son capaces de degradar los hidrocarburos, sustancias txicas e incluso radiactivas. En cambio, las bacterias reductoras de sulfato son en gran parte responsables de la produccin de formas altamente txicas de mercurio (metil- y dimetil-mercurio) en el ambiente.