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Bacterias (avanzado)

Bacterias (avanzado)

Las bacterias son organismos unicelulares que no tienen un núcleo delimitado y miden unos pocos micrómetros de largo.

Biología

Palabras clave

bacilo, bacteria, Gram positiva, tinción de Gram, Gram negativa, bacterias ácido lácticas, gene, polisacárido, antibiótico, flagelo, pilus, ADN, citoplasma, pared celular, plásmido, fisión binaria, procariota, cosmopolita, endotoxina, peptidoglicano, tok, endóspora, cólera, peste, salmonela, infección gonocócica, difteria, enfermedad de Lyme, úlcera gástrica, neumonía, Escherichia coli, meningitis, intestinos, sífilis, infección, biología, microbiología, ser vivo

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Preguntas

  • ¿De qué tamaño son la mayoría de las bacterias?
  • ¿Veradero o falso?\nEl término "bacteria" se refiere originalmente a Archaea?
  • ¿Verdadero o falso?\nDe modo similar al ADN de las eucariotas, las histonas se asocian con el ADN bacteriano.
  • ¿Verdadero o falso?\nAunque los plásmidos están separados físicamente del ADN bacteriano, están relacionados funcionalmente.
  • ¿Qué forma tienen los bacilos?
  • ¿Qué forma tienen los patógenos de la enfermedad de Lyme?
  • ¿Qué forma tiene el patógeno del tétanos?
  • ¿Cuál de estos se encuentra en la pared celular bacteriana?
  • Durante la tinción de Gram, ¿de qué color se tiñen las bacterias Gram-positivas?
  • ¿Verdadero o falso?\nLa tinción de Gram es una técnica importante para decidir el tratamiento para una infección bacteriana.
  • ¿Cuál de estos es la fuerza motriz que promueve el movimiento del flagelo?
  • ¿Cuál es el propósito de la endospora producida por ciertas bacterias?

Escenas

Bacteria

Las bacterias son microorganismos unicelulares, clasificados como procariotas, es decir, no tienen núcleo. La mayoría de las bacterias miden entre 0,5 y 10 micrómetros.

Los dos grupos principales de procariotas son Bacteria (originalmente: Eubacteria) y Archea.

Los antepasados ​​de las bacterias modernas aparecieron en la Tierra hace unos 3,5 millones de años. Las bacterias son organismos cosmopolitas, se encuentran en casi todas las condiciones ambientales. Estos microorganismos se reproducen principalmente asexualmente, por fisión binaria.

Anatomía

  • membrana externa
  • pared celular - Según el tipo de las paredes celulares, las bacterias pueden ser Gram-negativas o Gram-positivas. La base de la diferenciación es la tinción de Gram, que puede provocar diferentes resultados en las paredes celulares de diferentes tipos de bacterias debido a que tienen estructuras diferentes. Las bacterias Gram-positivas retienen el tinte, mientras que las Gram-negativas no se tiñen.
  • membrana citoplasmática (membrana celular) - Una bicapa lipídica.
  • citoplasma
  • ADN - El ADN bacteriano es circular y cerrado, y no está rodeado por una envoltura nuclear (o membrana), por lo que las bacterias son células procariotas ("prenúcleo" en griego). Sin embargo, en las células de los organismos eucariotas, el ADN no forma un anillo circular cerrado, pero está limitado por una envoltura nuclear. El cuerpo de los humanos está formado por células eucariotas.
  • plásmido - Es una molécula de ADN pequeña, separada físicamente del cromosoma, que se replica independientemente de él. Generalmente está presente en bacterias como una molécula de ADN circular.
  • cilio - Es una estructura proteica tubular delgada. Pueden aparecer unos cientos cilios por cada célula. Su función principal es ayudar en la adhesión en superficies sólidas u otras células. Algunos tipos de flagelos sirven para el movimiento de las bacterias.
  • flagelo - Es una estructura larga compuesta de proteína, que sirve para ayudar a la locomoción de la bacteria.
  • pilus - Es un apéndice de ciertas bacterias Gram negativas que es más largo que el cilio. Participa en la conjugación bacteriana, es decir, conecta dos bacterias para transferir plásmidos desde una bacteria a otra.

El citoplasma es la base de una célula de bacteria. En el interior del citoplasma se ubica el ADN bacteriano circular que está conectado a la membrana citoplasmática. Sólo las proteínas implicadas en la replicación y transcripción están conectadas al ADN bacteriano. Las histonas, que pueden formar nucleosomas junto con el ADN, no están presentes en las bacterias.

Los plásmidos son pequeñas moléculas de ADN circulares, que están presentes en el citoplasma pero están separadas físicamente del ADN bacteriano y funcionan de manera diferente.

Casi todas las bacterias están encerradas en una pared celular. La pared celular es responsable de dar forma y protección a la célula. La mayoría de las bacterias cuentan con estructuras tubulares más o menos cortos llamadas cilios, flagelos o pili que se encuentran fuera de la pared celular; estas formaciones sirven para ayudar a la locomoción de las bacterias.

Morfología

  • coco - Un ejemplo de este tipo de bacteria es Micrococcus luteus, una bacteria no patógena que forma parte de la flora normal de la piel.
  • diplococo - La bacteria Neisseria gonorrhoeae, causante de infecciones en los genitales, también tiene esta forma.
  • estreptococo - Streptococcus pneumoniae, o neumococo, causante principalmente de la neumonía, tiene esta forma.
  • estafilococo - Las especies de bacteria del género Staphylococcus que pueden producir infecciones de piel se caracterizan por tener esta forma.

Las bacterias se pueden identificar por su forma. Las bacterias esféricas, también llamadas cocos, pueden aparecer como células individuales, o formar pares, cadenas o racimos. Ciertas bacterias que causan infecciones supurativas, como la neumonía o la gonorrea, tienen forma esférica.

Las bacterias en forma de barra se llaman bacilos. Los bacilos pueden ser inofensivos, como los lactobacilos utilizados en la industria alimentaria.

Sin embargo, muchos de ellos pueden causar enfermedades; por ejemplo, los patógenos de la peste, la tuberculosis, la salmonela y el tétanos. La Escherichia coli, una bacteria común que vive en los intestinos de los humanos, es también un bacilo.

También existen bacterias en forma de espiral. Los patógenos de la sífilis, la enfermedad de Lyme y la leptospirosis tienen una forma de espiral. Las espiroquetas son bacterias espirales y flexibles. La forma de algunas bacterias, como la de Vibrio cholerae, es similar a una "coma", mientras que la de Corynebacterium diphtheriae, se asemeja a un bastón.

Pared celular

  • Gram negativa
  • Gram positiva
  • lipopolisacárido (LPS, endotoxina) - Es una molécula polimérica, consistente en lípidos y polisacáridos, que es un importante componente de la membrana externa de la bacteria Gram-negativa. Contribuye a la integridad estructural de la célula y le protege contra algunos ataques químicos. Puede desencadenar una respuesta inmunitaria intensa en el hospedador.
  • membrana citoplasmática (membrana celular)
  • fina capa de peptidoglicano - Heteropolímero de la N-acetilglucosamina (GlcNAc) y del ácido N-acetilmurámico (MurNAc) que se conectan mediante péptidos.
  • membrana externa
  • gruesa capa de peptidoglicano - Consisten en enlaces de polisacáridos que se conectan mediante péptidos.
  • proteína

Las paredes celulares de las bacterias son estructuras rígidas y resistentes que se componen de peptidoglicano. El peptidoglicano es un polisacárido que consiste en moléculas de N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico que se alternan en largas cadenas y están unidas entre sí por péptidos.
En los laboratorios se le añade un colorante a las bacterias, que permite diferenciar las bacterias que tienen una membrana externa (o bicapa lipídica). Este método se llama tinción de Gram. Durante la tinción, las bacterias con una capa gruesa de peptidoglicano se tiñen de azul oscuro; estas se llaman bacterias Gram-positivas. Las bacterias cuya capa de peptidoglicano es más fina y que tienen una bicapa lipídica se tiñen de rosa y se llaman bacterias Gram-negativas.
Es importante distinguir las bacterias de este modo, porque las dos cepas bacterianas reaccionan a los antibióticos de manera diferente, por tanto, el tratamiento de diferentes infecciones bacterianas requiere diferentes antibióticos.

Flagelo

  • membrana externa
  • capa de peptidoglicano
  • barra
  • membrana citoplasmática (membrana celular)
  • anillos
  • rotor
  • estátor
  • filamento - Es una enorme molécula de proteína cuya longitud puede alcanzar los 30 micrómetros.
  • gancho - Es una molécula de proteína en forma de tubo inclinado.
  • cuerpo basal

Numerosas cepas bacterianas cuentan con flagelos. Una sola célula bacteriana puede tener hasta treinta flagelos. El flagelo ayuda a la locomoción en un ambiente acuoso, como en el interior del cuerpo humano o animal.

Un flagelo consta de tres partes principales: un cuerpo basal, un gancho y un filamento.

El cuerpo basal, que sirve como el motor del flagelo, está inmerso en la pared celular. En el centro, se localiza un vástago conectado al gancho. Alrededor del vástago hay anillos que lo estabilizan y lo giran. La parte más grande del flagelo, el filamento, está formado por proteínas de flagelina. Funciona como un tornillo de forma helicoidal que genera la fuerza de empuje necesaria para la locomoción de las bacterias. Es la fuerza protón-motriz que promueve el movimiento rotatorio. Los protones comienzan a moverse debido a un gradiente de concentración entre el interior de la célula bacteriana y en el exterior. Esta fuerza hace posible que el flagelo gire varios cientos de veces por segundo.

Plásmido

  • origen de replicación - Las enzimas de la célula huésped pueden replicar el plásmido a través de esta secuencia.
  • gen resistente al antibiótico - Codifica la resistencia contra ciertos antibióticos, p. ej. ampicilina.

La longitud de los plásmidos se mide en pares de kilobases (Kbp). Su longitud varía entre 1 y 200 Kbp. Los plásmidos portan genes que en circunstancias normales no son vitales. Sin embargo, existen plásmidos que son beneficiosos para las bacterias. Estos plásmidos son portadores de genes de resistencia a antibióticos o genes de toxinas bacterianas. Los plásmidos pueden replicarse de forma independiente y propagarse en diferentes bacterias, incluso en especies no emparentadas. Este proceso se denomina transferencia genética horizontal.

Cápsula y capa mucosa

  • cápsula - Consta de exopolisacáridos y tienen una estructura organizada. Esconde la bacteria del sistema inmunológico en el cuerpo del hospedador.
  • moco - Puede estar formada por exopolisacáridos. Tiene una estructura menos organizada que la de la microcápsula.

La pared celular de ciertas bacterias está rodeada por una estructura rígida o viscosa. Se le llama cápsula o microcápsula si tiene una estructura compacta y capa de limo cuando su estructura está menos organizada. Estas estructuras protegen las bacterias actuando como camuflaje frente al sistema inmunológico o sirven para adherirlas a superficies. También existen bacterias que, en condiciones desfavorables, forman una estructura extremadamente resistente llamada endospora. Estas incluyen las bacterias en forma de barra de los géneros Clostridium y Bacillus.

Animación

  • membrana externa
  • pared celular - Según el tipo de las paredes celulares, las bacterias pueden ser Gram-negativas o Gram-positivas. La base de la diferenciación es la tinción de Gram, que puede provocar diferentes resultados en las paredes celulares de diferentes tipos de bacterias debido a que tienen estructuras diferentes. Las bacterias Gram-positivas retienen el tinte, mientras que las Gram-negativas no se tiñen.
  • membrana citoplasmática (membrana celular) - Una bicapa lipídica.
  • citoplasma
  • ADN - El ADN bacteriano es circular y cerrado, y no está rodeado por una envoltura nuclear (o membrana), por lo que las bacterias son células procariotas ("prenúcleo" en griego). Sin embargo, en las células de los organismos eucariotas, el ADN no forma un anillo circular cerrado, pero está limitado por una envoltura nuclear. El cuerpo de los humanos está formado por células eucariotas.
  • plásmido - Es una molécula de ADN pequeña, separada físicamente del cromosoma, que se replica independientemente de él. Generalmente está presente en bacterias como una molécula de ADN circular.
  • cilio - Es una estructura proteica tubular delgada. Pueden aparecer unos cientos cilios por cada célula. Su función principal es ayudar en la adhesión en superficies sólidas u otras células. Algunos tipos de flagelos sirven para el movimiento de las bacterias.
  • flagelo - Es una estructura larga compuesta de proteína, que sirve para ayudar a la locomoción de la bacteria.
  • pilus - Es un apéndice de ciertas bacterias Gram negativas que es más largo que el cilio. Participa en la conjugación bacteriana, es decir, conecta dos bacterias para transferir plásmidos desde una bacteria a otra.
  • coco - Un ejemplo de este tipo de bacteria es Micrococcus luteus, una bacteria no patógena que forma parte de la flora normal de la piel.
  • diplococo - La bacteria Neisseria gonorrhoeae, causante de infecciones en los genitales, también tiene esta forma.
  • estreptococo - Streptococcus pneumoniae, o neumococo, causante principalmente de la neumonía, tiene esta forma.
  • estafilococo - Las especies de bacteria del género Staphylococcus que pueden producir infecciones de piel se caracterizan por tener esta forma.
  • bacilo - Escherichia coli, que se encuentra normalmente en el intestino del ser humano, también tiene esta forma.
  • diplobacilo - La bacteria Moraxella lacunata, que se asocia comúnmente a infecciones oculares, también tiene esta forma.
  • cocobacilo - La bacteria Haemophilus influenzae, que provoca meningitis en los niños, también tiene esta forma.
  • hélice - Helicobacter pylori, que es responsable de la mayoría de las úlceras pépticas, también tiene esta forma.
  • espirilo - Una de las bacterias de tamaño más grande, la bacteria Spirillum volutans de 8-10 micrómetros de largo también tiene esta forma.
  • espiroqueta - Ejemplos para este tipo de bacterias son el patógeno de la enfermedad de Lyme (Borrelia burgdorferi) y el de la sífilis (Treponema pallidum).
  • coma - El patógeno de la cólera, Vibrio cholerae tiene esta forma.
  • bastón - El patógeno de la difteria, Corynebacterium diphtheriae tiene esta forma.
  • Gram negativa
  • Gram positiva
  • lipopolisacárido (LPS, endotoxina) - Es una molécula polimérica, consistente en lípidos y polisacáridos, que es un importante componente de la membrana externa de la bacteria Gram-negativa. Contribuye a la integridad estructural de la célula y le protege contra algunos ataques químicos. Puede desencadenar una respuesta inmunitaria intensa en el hospedador.
  • membrana citoplasmática (membrana celular)
  • fina capa de peptidoglicano - Heteropolímero de la N-acetilglucosamina (GlcNAc) y del ácido N-acetilmurámico (MurNAc) que se conectan mediante péptidos.
  • membrana externa
  • gruesa capa de peptidoglicano - Consisten en enlaces de polisacáridos que se conectan mediante péptidos.
  • proteína
  • membrana externa
  • capa de peptidoglicano
  • membrana citoplasmática (membrana celular)
  • filamento - Es una enorme molécula de proteína cuya longitud puede alcanzar los 30 micrómetros.
  • cápsula - Consta de exopolisacáridos y tienen una estructura organizada. Esconde la bacteria del sistema inmunológico en el cuerpo del hospedador.
  • moco - Puede estar formada por exopolisacáridos. Tiene una estructura menos organizada que la de la microcápsula.

Narración

Las bacterias son los microorganismos unicelulares más simples, y se clasifican como procariotas. Son organismos cosmopolitas, es decir, se encuentran en casi todas las condiciones ambientales. La mayoría de las bacterias miden solo unos pocos micrómetros.

Las células bacterianas están encerradas en una pared celular. En la superficie de la pared celular se encuentran cilios, flagelos o pili. El citoplasma, rodeado de una membrana, constituye la base de la célula bacteriana. En el interior del citoplasma se ubica el ADN bacteriano circular. El citoplasma también contiene pequeñas moléculas de ADN circulares, o plásmidos, que están separadas físicamente del ADN bacteriano y funcionan de manera diferente.

Las bacterias se pueden agrupar según su forma. Las bacterias esféricas, también llamadas cocos, pueden aparecer como células individuales, o formar pares, cadenas o racimos. Ciertas bacterias que causan infecciones supurativas, como la neumonía o la gonorrea, tienen forma esférica. Las bacterias en forma de barra se llaman bacilos. Los bacilos pueden ser inofensivos, como los lactobacilos utilizados en la industria alimentaria. Sin embargo, muchos de ellos pueden causar enfermedades; por ejemplo, los patógenos de la peste, la tuberculosis, la salmonela y el tétanos. Los patógenos de la sífilis, la enfermedad de Lyme y la leptospirosis tienen una forma de espiral. La forma de algunas bacterias, como la de Vibrio cholerae, es similar a una "coma", mientras que la de Corynebacterium diphtheriae, se asemeja a un bastón.

Las bacterias también se pueden clasificar según la reacción de su pared celular a una prueba llamada tinción de Gram. Las bacterias cuya capa de peptidoglicano es más fina y que tienen una bicapa lipídica se tiñen de rosa y se llaman bacterias Gram-negativas. Sin embargo, las bacterias cuya capa de peptidoglicano es más gruesa se tiñen de azul oscuro y se llaman bacterias Gram-positivas.

Numerosas cepas bacterianas cuentan con flagelos que juegan un importante papel en la locomoción de las células bacterianas. La parte más grande del flagelo, el filamento, está formado por proteínas de flagelina. Funciona como un tornillo de forma helicoidal que genera la fuerza de empuje necesaria para la locomoción de las bacterias. La pared celular de ciertas bacterias está rodeada por una estructura rígida o viscosa. La función de estas estructuras es proteger las bacterias actuando como camuflaje frente al sistema inmunológico o adherirlas a diferentes superficies.

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