Microbiología: Reino Moneras (Archaea y Eubacterias)

Una de las características del reino moneras es que se reproducen asexualmente, aunque presentan mecanismos de transferencia de genes; es la llamada sexualidad bacteriana.

El biólogo neoyorquino Stephen Jay Gould afirmaba que estamos en un mundo esencialmente bacteriano. No sólo porque durante la primera mitad de la historia de la vida nada hubo más que bacterias, sino porque sus extraordinarias características han permitido que se extiendan por todas partes.

Los procariotas se reproducen de forma eficaz por fisión binaria (un tipo de reproducción asexual), aunque poseen mecanismos muy imaginativos para intercambiar material genético con las vecinas, lo que se considera un proceso de parasexualidad. Presentan metabolismos muy variados que les permiten ocupar, prácticamente, todos los hábitats terrestres y, aunque algunas producen graves enfermedades, su papel ecológico como descomponedores es fundamental: al degradar los cadáveres y restos orgánicos de otros seres vivos, liberan compuestos inorgánicos utilizables por los organismos autótrofos. Este reciclado de nutrientes es básico para que la vida siga existiendo.

Las bacterias son células muy sencillas; carecen de núcleo y tampoco presentan orgánulos en el citoplasma. Son organismos unicelulares y se encuentran en todos los ecosistemas.

Probablemente son los primeros organismos que surgieron en nuestro planeta. Existen rastros fósiles de hace 3.800 millones de años.

En la clasificación de los Dominios, Woese, aparecen dos grupos de Procariotas:

Dominio Archaea, que engloba a los organismos más antiguos del Planeta

Dominio Bacteria, en el que se encuentran la gran mayoría de los organismos bacterianos actuales, también conocidos con el nombre de Eubacterias.

Analizando los ARN ribosómicos recientemente se ha llegado a la conclusión de que las primeras células procariotas evolucionaron hacia por dos grupos distintos, las eubacterias, que son la mayoría de las bacterias actuales, y las arqueobacterias, de características diferentes.

Las arqueobacterias difieren de las eubacterias actuales en:

- Son más parecidas a las células primitivas.
- Viven en medios muy hostiles de salinidad, temperatura (hasta 105º C), acidez (pH óptimo de 2)... en los que no lo pueden hacer las eubacterias.
- Membrana celular y pared bacteriana con diferente composición química.
- Distintas rutas metabólicas.
- ARNt y ARNr distintos a los de los demás organismos.

TIPOS DE BACTERIAS
Pueden tener entre 1 y 10 μ de longitud. Gran capacidad reproductora y de adaptación a diferente medios, por lo que colonizan todos los ambientes.
En cuanto a su forma se distinguen 4 tipos principales:

Las bacterias pueden presentarse como individuos sueltos, o formando colonias. Se pueden encontrar colonias de diplococos (bacterias redondeadas, de dos en dos), diplobacilos (bacterias alargadas, de dos en dos), estreptococos (cordones de bacterias redondeadas), estafilococos (masas laminares de bacterias redondeadas) o sarcinas (conglomerados tridimensonales de bacterias redondeadas).

Son ubícuas, creciendo en el suelo, manantiales calientes ácidos, desechos radioactivos, en el mar y en las profundidades de la corteza terrestre.

Pueden sobrevivir en el frío y vacío extremos del espacio exterior.

Hay 40 millones de células bacterianas en un gramo de tierra y un millón de células bacterianas en un mililitro de agua dulce. En total, hay unas 5×1030 bacterias en el mundo.

Las bacterias son imprescindibles para el reciclaje de los nutrientes, los ciclos nutrientes dependen de bacterias.

ESTRUCTURA BACTERIANA

Vaina o cápsula bacteriana

Este componente no aparece en todas las bacterias. Está formada por polímeros glucídicos que no llegan a formar una estructura definida, con un tamaño entre 10-40nm. Esta cápsula es capaz de retener agua, con lo que actúa como reservorio de agua. También sirve de sustrato para los desplazamientos de las células que la poseen, pues éstas no disponen de flagelos. Sirve además como matriz adherente entre las bacterias, sin llegar a formar una auténtica colonia. Impide la acción fagocítica de otras células dificultando el reconocimiento de la bacteria, por lo que también cumple una función defensiva. Pueden o no formarla dependiendo de las condiciones del cultivo.

Pared bacteriana
Estructura rígida y resistente, de 10 a 100 nm de espesor, que aparece en la mayoría de las células bacterianas, dándoles forma y protección física (debido a que las bacterias viven en ocasiones en medios hipotónicos deben soportar elevadas presiones osmóticas). El entramado estructural está formado por cadenas polisacáridas paralelas, unidas por medio de cadenas polipeptídicas transversales, que le dan forma de red y le proporcionan rigidez.
La pared bacteriana se puede reconocer mediante la tinción Gram, que permite distinguir dos tipos de paredes bacterianas:

Bacterias Gram +: son bacterias con paredes anchas, formadas por gran cantidad de capas de peptidoglucanos unidos entre sí.
La pared de las Gram + es gruesa, de unos 50 nm de espesor y el peptidoglicano está asociado a otras moléculas, con lo cual son más susceptibles al ataque de ciertas sustancias. La mureína es un peptidoglicano formado por una red de N-acetilglucosamina y N-acetilmurámico, que poseen enlazados cadenas de 4 Aa: L-Ala, D-isoglutámico-L-Lys-D-Ala. Aquí monoestratificada con proteínas, polisacáridos y ácidos teicoicos.

 Bacterias Gram -: son bacterias con paredes estrechas, con una capa de peptidoglucanos, rodeada de una bicapa lipídica muy permeable. Este tipo de bacterias son más resistentes a los antibióticos.

En las gram -, por tanto es biestratificada, doble membrana plasmática con una capa de peptidoglicano mureina y sobre ella, otra formada fundamentalmente por lípidos, con lipopolisacáridos (ácidos grasos, acetilglucosamina, grupos fosfato y glúcidos. que son responsables de su resistencia a agentes bactericidas.

La función de la pared bacteriana consiste en impedir el estallido de la célula por la entrada masiva de agua. Éste es uno de los mecanismos de actuación de los antibióticos; crean poros en las paredes bacterianas, provocando la turgencia en la bacteria hasta conseguir que estalle.

• Es responsable de la virulencia de muchas bacterias
• En ella residen los antígenos bacterianos
• Preserva a la bacteria de la acción de antibióticos.
• Regula paso de iones.

 Las Gram + se tiñen de violeta y las Gram -, de rojo.

 Membrana plasmática
Envoltura que rodea al citoplasma. está formada por una bicapa de fosfolípidos. No contiene colesterol. la bicapa lipídica está atravesada por gran cantidad de proteínas (80%), relacionadas con las distintas actividades celulares.
En la membrana aparecen grandes repliegues, denominados mesosomas. Estos mesosomas realizan varias funciones, tales como servir de anclaje para el ADN bacteriano, intervenir en la división celular (bipartición), o ser el lugar donde se realiza parte de la respiración celular en las bacterias aerobias. También se encuentran las moléculas necesarias para realizar la fotosíntesis en bacterias fotosintéticas.

Citoplasma
Es el espacio que se encuentra dentro de la membrana plasmática. Contiene inclusiones cristalinas, sustancias de reserva, gotas lipídicas, enzimas y otras proteínas.
Se encuentran ribosomas 70s y una región densa, donde se encuentra el ADN bacteriano; esta región no se encuentra separada del resto del citoplasma por ninguna membrana. El ADN bacteriano es ADN bicatenario, circular.
Algunas bacterias presentan ADN extracromosómico. Este ADN se denomina plásmido. Los plásmidos están relacionados con la resistencia a antibióticos u otras sustancias tóxicas para la célula. también son necesarios para unir la bacteria a una superficie, ya sea a una macromolécula alimenticia, a un líquido, o a otra célula para realizar un tipo concreto de reproducción, denominada conjugación. Para poder realizar esta conjugación, el plásmido debe contener información para la formación de pili.

Algunas bacterias presentan flagelos. Estos flagelos atraviesan la pared celular y permiten el desplazamiento de la bacteria. También pueden encontrarse pili.

Algunas bacterias son capaces de formar estructuras de resistencia, llamadas endosporas, cuando aparecen condiciones adversas en el medio en el que vive.
Son resistentes a la radiación ultravioleta y gamma, a la desecación, a lisozima, a la temperatura, al hambre y a los desinfectantes químicos. Las endosporas se encuentran comúnmente en el suelo y el agua donde sobreviven por periodos de tiempo largos.