Bacterias

Las bacterias son organismos vivos microscópicos procariotas, formados por una sola célula (unicelular). Estas entidades tienen distintas morfologías y se clasifican de muchas formas; cuentan con uno o más flagelos para moverse en su entorno y contienen un solo ADN, que forma un cromosoma. Se trata de microorganismos que pueden realizar las funciones primarias que definen a un ser vivo, tales como: reproducción, transmisión de información genética y uso de sustancias presentes en su entorno.

Las bacterias se utilizan en procesos industriales y medicinales, y aunque generalmente se identifican con enfermedades más o menos graves, la mayoría tiene un propósito útil: apoyar muchas formas de vida, tanto vegetales como animales.

Clasificación biológica de las bacterias

En el mundo bacteriano existe una división en dos grandes categorías de la tinción de Gram: bacterias Gram positivas (+) y bacterias Gram negativas (-). Esta distinción se debe simplemente a la estructura de la pared.

• Las bacterias Gram +: tienen una pared de peptidoglicano, una capa que forma la pared y protege a las bacterias, mucho más gruesa que en Gram -. Esta capa se encuentra directamente en el exterior de las bacterias.
• Las bacterias Gram -: este peptidoglicano es mucho más fino y se encuentra entre dos capas de membranas plasmáticas.

Las bacterias se pueden clasificar también según sus caracteres:

• Bioquímico: clasificación en biotipos o biovariedades.
• Antigénico: clasificación en serotipos o serovares.
• Patógeno: clasificación en patotipos o patovares.
• Enzimático: clasificación en zimotipos o zimovares.
• Sensibilidad a los antibióticos: clasificación en antibióticos.
• Sensibilidad a los bacteriófagos: clasificación en lisotipos o lisovares.
• Molecular: identificación de ADN por ribotipia, hibridación ADN-ADN, hibridación ADN-ARN, secuenciación de ARN ribosómico, etc.

Otras clasificaciones

• Morfología: conchas en forma esférica y bacilos con formas de palitos.
• Movilidad.
• La capacidad de esporular.
• Temperatura de crecimiento.
• Necesidades nutricionales.
• Modo de respiración.
• Capacidad fotosintética.
• El uso de diferentes fuentes de carbono o nitrógeno.
• El G + C% del genoma.

Evolución

La observación de bacterias al microscopio óptico o electrónico ha permitido a los científicos descubrir que estos microorganismos tienen 55.000 generaciones, lo que equivale a dos millones de años de evolución para los seres humanos.

El objetivo de estos experimentos gigantes ha sido comprender cómo las mutaciones en el genoma de las bacterias contribuyen a su capacidad de adaptación. De hecho, en casi 25 años, ciertas poblaciones bacterianas han multiplicado por 100 su tasa de mutación. Lo que quiere decir que se han vuelto hipermutatorias.

Características

En general, una bacteria tiene las siguientes características:

• Su tamaño: es del orden de un micrómetro: de 0,1 a 4 μm de ancho y de 0,2 a 50 μm de largo.
• Pared celular: da forma y mantiene la estructura de la bacteria, evitando que esta “reviente”.
• Membrana plasmática: separa el interior de las bacterias del entorno exterior.
• Citoplasma: contiene todos los elementos esenciales para la supervivencia de las bacterias.
• Nucleoide: el ADN de la bacteria en forma compacta.
• Ribosomas: que implica la producción de proteínas.

Algunas bacterias más específicas pueden tener otras características:

• Una cápsula que cubre completamente la bacteria para darle cierta resistencia al sistema inmunológico.
• Uno o más flagelos, para moverse en su entorno.
• Un plásmido, un ADN circular que contiene información genética, pero no forma parte del nucleoide y es distinto de él. Tampoco es esencial para la supervivencia de la bacteria.
• Pili sexuales que son como “cabellos” y permiten que las bacterias intercambien plásmidos.
• Pili comunes que promueven la adhesión de bacterias a su entorno. Por ejemplo, contribuyen a la adhesión de bacterias a nuestras células.

Tipos

Uno de los criterios intencionales más clásicos que se utiliza para diferenciar todos los tipos de bacterias que existen, es hacerlo de acuerdo a sus características morfológicas.

La forma de una bacteria se basa únicamente en la estructura visible al microscopio. Sin embargo, esta morfología ha contribuido a la clasificación de las bacterias a lo largo de la historia.

Muchas bacterias reciben el nombre de la forma que adoptan. Por lo tanto, existen diferentes tipos de bacterias según su forma fundamental:

• Cocos: ovalada o esférica.
• Bacilos: cilíndricos, curvos o rectos.
• Spirils: espiral.

Al mismo tiempo, estos principales tipos se dividen en sub grupos de bacterias, cuyos nombres son reconocidos mundialmente por las enfermedades o los beneficios que provocan en otros organismos.

Bacteria cocos

 

Este tipo de bacteria se caracteriza principalmente por el hecho de estar compuesta por una envoltura celular esférica, cuya forma recuerda a un coco. Cuando se ven bajo un microscopio, se distinguen como células circulares.

También hay subtipos en la categoría y son las que se identifican con los nombres de las enfermedades que conocemos.

• Haemophilus influenzae: influenza.
• Neisseria meningitidi: meningitis.
• Streptococcus pyogenes: amigdalitis.
• Streptococcus mutans: caries.
• Neisseria gonorrea: gonorrea.
• Staphylococcus aureus: osteomielitis.
• Streptococcus pneumoniae: neumonía.

Bacteria bacilos

Los bacilos son un tipo de bacteria muy conocido que tiene la forma de tallos alargados. Al igual que con las de tipo coco, dentro de los bacilos también hay varios subtipos, los cuales se clasifican por la forma en que se agrupan sus células.

• Género Vibrio: bacilos curvos con forma de coma.
• Cocobacilos: bacilos cortos de forma irregular.
• Bacillus: bacilos largos con puntas onduladas.
• Corynebacterium: bacilos grampositivos inmóviles dispuestos en empalizadas y en forma de letra "V".

Bacillus que pertenecen a la flora bacteriana

• Lactobacillus acidophilus.
• Lactobacillus bifidus.
• Lactobacillus casei.

Bacteria espiral o helicoidal

Este el último tipo de bacteria y es la que presenta curvaturas en su estructura, como si fuesen bacilos retorcidos sobre sí mismos y formaran una hélice. De este tipo se desprenden otros sub tipos de bacterias relacionadas con algunas enfermedades.

• Leptospira: leptospirosis o síndrome de Weil.
• Borrelia: produce infecciones y fiebre en seres vivos utilizando vectores como: piojos, garrapatas y otros.
• Treponema pallidum: sífilis.

Comportamiento de las bacterias

Las bacterias destacan por sus preferencias alimentarias, por su propensión a dormir, por sus reacciones a estímulos irritantes, etc. Incluso dentro de la misma colonia, cada bacteria parece tomar sus propias decisiones. Una especie de personalidad que los microbiólogos denominan “variedad fenotípica”.

Alimentación

Las bacterias se alimentan por simple invaginación intestinal a través de la membrana envolvente de las células, a expensas del agua o líquido en el que viven: cuando se secan dejan de alimentarse.

Estos microorganismos pueden vivir libremente en el agua, como las algas. Los que tienen clorofila pueden alimentarse allí, como las plantas, es decir, asimilando directamente las sustancias minerales disueltas en el líquido en el que flotan: estos son Bacterium viride y Bacillus virens.

Las especies más conocidas, y especialmente los hongos, se alimentan de materia orgánica en descomposición. Estos comparten con Mucorinea (mohos) y Saccharomycetes (o fermentos propiamente dichos), la propiedad de producir fermentaciones.

En general, la vida de las bacterias, y especialmente su desarrollo, requiere siempre la presencia de humedad y una temperatura que, regularmente, no debe ser ni demasiado baja ni demasiado alta. También se conocen bacterias capaces de vivir y desarrollarse a altas temperaturas; otras necesitan aire, y otras, por el contrario, solo pueden desarrollarse protegiéndose del aire.

Desplazamiento

Las bacterias dependen constantemente del agua que las rodea para moverse. Para ello, cuentan con estructuras especializadas: los flagelos o los cilios. Estos hacen movimientos que se mantienen por mecanismos muy diferentes de acuerdo a tipo de célula que la conforme (procariotas o eucariotas).

Por su diminuto tamaño, las bacterias están sometidas de manera violenta a la agitación térmica del medio (movimiento browniano / aleatorio). Sin embargo, son capaces de navegar hacia fuentes de alimento o evitar condiciones ambientales adversas, moviéndose a una velocidad considerable, para su tamaño, de 20 a 30 micrómetros por segundo.

Los flagelos funcionan como la hélice de un barco. En la bacteria intestinal Escherichia coli, por ejemplo, cada flagelo es un filamento rígido de 14 milésimas de micrómetro de diámetro y 10 micrómetros de longitud, que gira a la increíble velocidad de unas 200 revoluciones por segundo gracias a un pequeño "motor rotativo" ubicado en la membrana y la célula.

El flagelo, que tiene una forma de hélice recta, hace una rotación en el sentido de las agujas del reloj. Cuando se mira desde la bacteria hacia el flagelo, este produce un empujón en el medio que hace que las bacterias se muevan en la dirección opuesta. Los diferentes flagelos cooperan para producir un movimiento rectilíneo de las bacterias.

Por otro lado, las cianobacterias, mixobacterias y flavobacterias no dependen de flagelos para movilizarse, sino que utilizan “el deslizamiento”, un mecanismo conocido por pocas bacterias, que permite que estas se desplacen por sus propios medios.

​Reproducción

La reproducción de las bacterias se produce mediante la simple división binaria de una célula en la fase de crecimiento activo con reparto equivalente del material genético. Este proceso da lugar a dos células hijas idénticas entre sí e idénticas a la célula madre, de la que adquieren todas las estructuras y propiedades.

Por lo tanto, este mecanismo general asocia la replicación del cromosoma bacteriano y el alargamiento y luego la escisión del cuerpo celular. Sin embargo, estos dos procesos no están necesariamente ligados y, en algunos casos, la escisión del cromosoma puede tener lugar independientemente de la fisión del cuerpo celular, dando lugar así a formas bacilares muy largas que comprenden varios cromosomas en la misma célula.

El ser humano y las bacterias

El hombre vive en contacto con una gran cantidad de microorganismos presentes en su entorno: virus, bacterias, parásitos. En este sentido, no nos debe sorprender que el ser humano sea portador de una gran cantidad de bacterias. Se estima que el número total de bacterias presentes en la piel, tegumentos, membranas mucosas y el tracto digestivo, es de diez billones de bacterias.

Por lo tanto, es convencional decir que los humanos portamos más bacterias que células.

Flora bacteriana

La flora bacteriana se refiere al conjunto de microorganismos que viven, en estado natural o patológico, en determinadas partes del organismo.

La medicina lo conceptualiza como el conjunto de bacterias que habitan en la mucosa de un órgano de forma normal o patológica. La mucosa, en este contexto, es el conjunto de células que recubre un órgano en contacto con el aire. Por ejemplo:

• La flora bucal.
• La flora vaginal.
• La flora pulmonar.
• La flora intestinal.
• La flora cutánea.

Enfermedades causadas por bacterias

Varias infecciones en el hombre son causadas por microorganismos patógenos. Aquí la medicina hace una distinción entre infecciones virales e infecciones bacterianas porque sus tratamientos son diferentes.

Enfermedades bacterianas de las vías respiratorias

• Angina de pecho.
• Otitis.
• Sinusitis.
• Bronquitis.
• Neumonía.
• Tuberculosis.

Enfermedades bacterianas del tracto digestivo

• Úlceras.
• Gastroenteritis.
• Colecistitis (inflamación de las paredes de la vesícula biliar).
• Sigmoiditis (inflamación de uno o más divertículos sigmoides).
• Colangitis aguda (infección de la bilis).
• Pancreatitis aguda.

Enfermedades bacterianas de transmisión sexual

• Sífilis.

Enfermedades bacterianas del tracto cutáneo

• Hierve.
• Abscesos.
• Panadizo.
• Impétigos.

Enfermedades bacterianas de los órganos sexuales

• Infecciones del tracto urinario.
• Infecciones genitales.
• Enfermedades bacterianas del sistema nervioso central.
• Enfermedad de Lyme.
• Meningitis.
• Abscesos cerebrales.

Enfermedades bacterianas responsables de la intoxicación alimentaria

• Listeriosis.
• Salmonelosis.
• Toxoplasmosis.

Referencias

1.National Human Genome Research Institute. (2022). Bacteria.                                                                                          website: https://www.genome.gov/es/