Morfología y estructura BACTERIAS Morfología y estructura

Definición Las bacterias son microorganismos unicelulares que se reproducen por fisión binaria. La mayoría son de vida libre, a excepción de algunas que son de vida intracelular obligada, como Chlamydias y Rickettsias. Tienen los mecanismos productores de energía y el material genético necesarios para su desarrollo y crecimiento Las bacterias son microorganismos unicelulares procariotas. En este reino, diferenciamos dos grupos:

1.- Arqueobacterias: Son bacterias sin peptidoglicano (anaerobias) que viven en condiciones ácidas calientes, las que viven en condiciones salinas y las que reducen el anhídrido carbónico (CO2 ) a metano. Viven en las profundidades del mar, en las aguas saladas y en las fuentes ácidas.

2.- Eubacterias: Viven en el suelo, el agua y los organismos vivos; entre ellas se encuentran las bacterias de interés médico, las bacterias verdes fotosintetizadoras, las cianobacterias o algas verdeazules y las bacterias púrpuras fotosintetizadoras.

Morfología microscópica Está determinada por la rigidez de su pared celular. Cocos (esféricas u ovaladas) Bacilos (cilíndrica o de bastones; rectos o curvos) Espirilos (espiral), varían en el número de vueltas, desde pocas (Borrelia) a muchas (Treponema) Plano de división es único, podemos encontrar diplococos o cocos en cadena (moo’s del género Streptococcus). Planos de división son muchos, los cocos pueden agruparse en tétradas o en racimos (Staphylococcus).

Los bacilos pueden ser muy cortos (cocobacilos) o muy largos Los bacilos pueden ser muy cortos (cocobacilos) o muy largos. Sus extremos pueden ser redondeados o rectos; pueden estar aislados, en cadenas, en filamentos o formando letras chinas (Corynebacterium). Los bacilos curvos pueden tener forma de coma (Vibrio cholerae).

Las bacterias pueden observarse sin tinción (examen en fresco) si se las coloca en glicerol o soluciones no acuosas o con tinción usando distintas coloraciones que mejoran su visualización ya que son células incoloras. Dichas tinciones se basan en la afinidad que presentan los colorantes por las estructuras bacterianas. Los colorantes catiónicos por ejemplo, son atraídos por los componentes de carga negativa como los ácidos nucleicos y los polisacáridos. Ejemplo de este tipo son: el azul de metileno, el cristal violeta y la safranina.

Morfología macroscópica La mayoría de las bacterias se multiplican rápidamente y son visibles como colonias cuando se las siembra en medios de cultivo sólidos adecuados. Requieren una incubación de aproximadamente 24 horas en una atmósfera que favorezca su desarrollo, a temperatura óptima. Existen excepciones como M. tuberculosis, que requiere para su desarrollo de dos a ocho semanas de incubación.

El tamaño puede variar desde 0 El tamaño puede variar desde 0.5 mm a más grandes como las enterobacterias. En relación al pigmento que adquieren, éste puede ser: Verde, amarillo, grisáceo. También es diferente el comportamiento frente a la luz: Brillante (Streptococcus) u opaca (Staphylococcus). Pueden presentar olores particulares como el frutal o el putrefacto de los anaerobios.

Estructura Las diferentes estructuras bacterianas las podemos dividir, según sean constantes en las células o no, en estructuras permanentes o variables. Dentro de las primeras se destaca: la pared celular, la membrana celular, los ribosomas y el material genético. Las estructuras variables son: los flagelos, las fimbrias o pilis, la cápsula y los esporas.

ESTRUCTURAS INTERNAS Material genético Ácido desoxirribonucleico cromosómico Plásmidos Ribosomas Cuerpos de inclusión (gránulos de material genético)

Estructura externa Membrana celular Consiste en una bicapa lipídica similar a otras membranas biológicas, compuesta por fosfolípidos anfipáticos; no posee esteroles a diferencia de las eucariotas. Pared celular La pared puede proteger a la célula de las sustancias tóxicas y es el sitio de acción de algunos antibióticos.

Después de que Christian Gram en 1884 desarrollase la tinción que lleva su nombre, se comprobó que las bacterias podían clasificarse en dos grupos principales, según su respuesta a esta coloración: Grampositivas (color azul violeta) Gramnegativas (color rosa o rojo).

Pared de una célula grampositiva Está formada por una única capa homogénea de 20 a 80 nm de grosor (peptidoglicano o mureína), situada por fuera de la membrana celular. No tengan un espacio periplásmico visible y secretan enzimas (exoenzimas), que corresponderían a las periplásmicas de las bacterias gramnegativas. Pared de la célula gramnegativa (más compleja) Posee una capa de 2 a 7 nm de grosor de peptidoglicano rodeada por una membrana externa.

Espacio entre la membrana plasmática y la externa Espacio periplásmico y está ocupado por un gel (periplasma) Contiene muchas proteínas que participan en la captación de nutrientes, por ejemplo enzimas hidrolíticas que convierten las macromoléculas en productos más pequeños que pueden ser metabolizados por la bacteria. El espacio periplásmico contiene también enzimas que participan en la síntesis del peptidoglicano y en la modificación de compuestos tóxicos que podrían lesionar la célula.

PROCESOS DE REPRODUCCIÓN DE LAS BACTERIAS FISIÓN BINARIA Proceso en el cual de la división de una célula resultan dos (2) células, usualmente ambas células hijas (mismo tamaño y forma). En un cultivo en crecimiento la célula bacteriana aumenta de tamaño, replica su ADN y la pared celular y la membrana citoplasmática comienzan a crecer hacia adentro a partir de direcciones opuestas formando una partición conocida como septo.

A cada lado del septo se ubica una copia del cromosoma bacteriano y los otros constituyentes celulares que le permitan a cada célula hija vivir como célula independiente. Luego se separan como dos células hijas resultantes de la división de la célula madre original.

Crecimiento El crecimiento de una población es el aumento del número de células como consecuencia de un crecimiento individual y posterior división. Ocurre de manera exponencial (crecimiento exponencial). La velocidad de crecimiento exponencial se expresa como tiempo de generación (G) y este se define como el tiempo que tarda una población en duplicarse. Los tiempos de generación varían ampliamente entre los microorganismos, algunos crecen rápidamente y presentan tiempos de generación de unos 30 minutos y otros tienen tiempos de generación de varias horas o incluso días.

Fase de latencia La fase de latencia representa un periodo de transición para los microorganismos cuando son transferidos a una nueva condición. En esta fase se producen las enzimas necesarias para que ellos puedan crecer en un nuevo medio ambiente. En esta fase no hay incremento en el número de células, pero hay gran actividad metabólica, aumento en el tamaño individual de las células, en el contenido proteico y ADN.

Fase exponencial o fase logarítmica Es el período de la curva de crecimiento en el cual el microorganismo crece exponencialmente, es decir que cada vez que pasa un tiempo de generación la población se duplica. Bajo condiciones apropiadas la velocidad de crecimiento es máxima. Las condiciones ambientales (temperatura, composición del medio de cultivo, etc.) afectan a la velocidad de crecimiento exponencial.

Fase estacionaria En cultivos en recipientes cerrados una población no puede crecer indefinidamente en forma exponencial. Las limitaciones del crecimiento ocurren ya sea por agotamiento de algún nutriente esencial, por acumulación de productos tóxicos, porque se alcance un número de células elevado para el espacio disponible. Este periodo durante el cual cesa el crecimiento se conoce como fase estacionaria.

Fase de muerte Si la incubación continúa después de que una población microbiana alcanza la fase estacionaria, las células pueden seguir vivas y continuar metabolizando, pero va a comenzar una disminución progresiva en el número de células viables y cuando esto ocurre se dice que la población ha entrado en fase de muerte.

PROCEDIMIENTOS DE REPRODUCCIÓN DE LOS HONGOS Los hongos pueden reproducirse por procesos asexuales y procesos sexuales. Reproducción asexual Los procesos asexuales implican división de los núcleos y formación de nuevos hongos sin participación de gametos y sin fusión nuclear Se conocen 3 mecanismos de reproducción asexual: 1. Esporulación seguida de germinación de las esporas. 2. Gemación. 3. Fragmentación de hifas.

Esporas asexuales No presentan latencia, es decir ellas pueden germinar cuando dispongan de humedad aún en ausencia de nutrientes. Existen varios tipos de esporas asexuales: Clamidosporas: esporas esféricas u ovoides de pared gruesa que se forman dentro de las hifas somáticas. Son más resistentes al calor y a la desecación que las otras esporas asexuales. Conidiosporas: Son esporas delgadas que se encuentran en grupos o solas sobre hifas especializadas llamadas conidióforos.

c. Esporangiosporas: Son esporas que se forman dentro de una estructura en forma de saco denominada esporangio. La hifa que porta el esporangio se denomina esporangióforo. d. Astrosporas: Son esporas de paredes delgadas que se forman por fragmentación de las hifas. e. Blastosporas: Son esporas que se forman por gemación.

2. Gemación Es el proceso de reproducción asexual que prevalece en las levaduras, aunque algunas especies se dividen por fisión. 3. Fragmentación de hifas Los fragmentos de hifas son capaces también de dar nuevas colonias.

Reproducción sexual Los hongos que tienen reproducción sexual la hacen a través de los siguientes pasos: Un núcleo haploide de una célula donante (macho) penetra el citoplasma de una célula receptora (hembra). Se fusionan los núcleos para formar un núcleo zigótico diploide. Por meiosis el núcleo diploide origina cuatro núcleos haploides, algunos de los cuales pueden ser recombinantes genéticos.

De este proceso de reproducción sexual resultan las esporas sexuales, las cuales son usualmente más resistentes al calor que las esporas asexuales, pero sin llegar a tener la extremada resistencia al calor que presentan las endosporas bacterianas y presentan latencia, es decir ellas sólo germinan cuando son activadas ya sea por un calentamiento suave o por ciertas sustancias químicas.

tipos de esporas sexuales Zygosporas: Son esporas grandes de pared gruesa que resultan de la fusión de 2 gametos similares. Ascosporas: Se producen en una estructura en forma de saco, llamada asca, después de la unión de 2 núcleos. Generalmente hay 8 ascosporas dentro de cada asca. Basidiosporas: Resultan de la unión de 2 núcleos sobre una estructura especializada en forma de maza conocida como basidio. Generalmente hay 4 por basidio. Oosporas: Estas se forman dentro de una estructura femenina denominada oogonio.

TOXINAS En general las toxinas que producen las bacterias se clasifican en dos grupos: Exotoxinas Endotoxinas