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Calama
Guía Teórica: Bacterias
Las bacterias en conjunto con las Cianobacterias forman parte de los protista. Constituyen un grupo muy
numeroso y heterogéneo de microorganismos que se encuentran muy difundidos. Existe un amplio grupo de
vida libre e independiente, que se hallan en el suelo y en su mayora intervienen en los procesos de
transformación de la materia orgánica en mineral: algunas se encuentran en las raíces de las plantas y tienen
una acción decisiva en el crecimiento y desarrollo de los vegetales, y otras presentan acciones fermentativas
sobre una gran variedad de sustratos naturales y artificiales, dando lugar a productos de interés industrial.
Por el contrario, existen bacterias que viven asociadas con el organismo del hombre ó de los animales. Se
encuentran en la superficie de la piel ó de las mucosas, y el resultado de su asociación puede ser diverso para
el hospedero: varía desde la indiferencia o comensalismo hasta el antagonismo y pueden dar lugar a la
producción de enfermedades infecciosas, que son numerosas y se presentan con frecuencia.
Se ha tratado de establecer una clasificación de utilidad práctica para la identificación de las especies aisladas,
basada fundamentalmente en el estudio de diversos caracteres fenotípicos (estructurales, morfológicos, fisiológicos,
antigénicos, etc.), ninguno de los cuales ha sido totalmente satisfactorio.
Las bacterias suelen medirse en micrómetros. Como término medio, un coco suele tener 1 µm de diámetro,
los bacilos oscilan entre 1,5 y 6-8 µm de longitud y las espiroquetas, entre 10 y 15 µm. No obstante, el
tamaño de las bacterias es una característica difícil de precisar, la mayor parte de las veces. Depende en gran
medida del medio de cultivo, de la edad de este (las formas jóvenes son más largas que las viejas)y de la
retracción que provoca la coloración, la cual reduce a veces el tamaño a un tercio del original.
Dado que el ojo humano no tiene capacidad de resolución en tamaños inferiores a 0,1-0,2 mm, las bacterias
precisan para su observación el microscopio óptico, que mediante combinaciones de lentes permite aumentar
1.000 veces ó más el tamaño del objeto observado.
Componentes de las bacterias
Los elementos bacterianos se dividen en obligados (pared celular, membrana citoplasmática, citoplasma, ribosomas
y cromosoma ) y facultativos (cápsula, flagelos, fimbrias, esporas y glicocalix).
a) Membrana plasmática: Se trata de una estructura obligada de las bacterias, que es constante en todas sin
excepción y constituye del 20 al 30 %del peso bacteriano. Se sitúa par dentro de la pared celular.
Los componentes propios de la membrana citoplasmática son fosfolípidos y proteínas en proporciones aproximadas
del 40 y 60 %. respectivamente.
b) Pared celular: Se trata de una cubierta rígida que confiere la forma peculiar a la bacteria, a la que protege de
los posibles cambios de presión osmótica que puedan surgir en el media donde se encuentra.
La pared puede ponerse de manifiesto mediante la tinción par el método de Gram, que permite, de acuerdo can
su afinidad tintorial, dividir las bacterias en dos grandes grupos: grampositivas y gramnegativas.
c) Citoplasma: El citoplasma bacteriano es un sistema coloidal formado por agua (alrededor del 85 %), principios
inmediatos, minerales y fermentos. Contiene, además el cromosoma bacteriano, los ribosomas y las inclusiones. No
posee mitocondrias ni cloroplastos.
d) Cromosoma: Único filamento de ADN que una vez aislado y desplegado aparece de forma circular.
Plasmidio: Corresponde a un ADN extracromosómico. Se considera como una serie de moléculas
facultativas, no esenciales para la bacteria, que se replican independientemente del cromosoma bacteriano. Se
transmiten por herencia a las células hijas, son portadores de genes con una gran función biológica, pero no
fundamental, para la vida bacteriana y, por último, pueden ser capaces de transmitirse de una bacteria a otra por
conjugación (sin intermediarios), como sucede con otros fenómenos de recombinación genética.
e) Flagelos y movilidad
Los flagelos bacterianos son apéndices largo y finos que se encuentran libres por un extremo y unidos a la
célula por el otro. Como son tan finos, no es posible observarlo en los microscopios ópticos y hay que recurrir
a tinciones específicas.
Principales tipos morfológicos
Básicamente las tres principales formas de las bacterias son: esférica, cilíndrica y helicoidal.
a) Se conocen con el nombre de cocos las formas esféricas. Se suelen presentar perfectamente redondeadas en
ocasiones (estafilococos). Si bien suelen mostrar variaciones morfológicas: ovoideas (estreptococos), lanceoladas
(neumococos), reniformes (neisserias). etc.
Según la orientación de los planos de división de la bacteria y de la rapidez en separarse las células hijas surgen
distintos tipos de agrupaciones. Los grupos de dos se denominan diplococos y tienen gran interés el Streptococcus
pneumoniae (neumococo), que es grampositivo y el género Neisseria (gonococo y meningococo) que se colorea
en negativo por el método de Gram.
Si los pianos de división se mantienen sucesivamente paralelos entre si los cocos se reúnen en cadenas de 5-20-100
elementos (estreptococos).
La agrupación en acúmulos irregulares que semejan racimos de uvas se conoce con el nombre de estafilococos.
Cuando los planos de participación son perpendiculares entre si aparecen las tétradas (agrupación de cuatro cocos)
y sarcinas (ocho cocos apinados en paquetes cúbicos)
b) Las formas cilíndricas llamadas bacilos pueden ser rectas como las enterobacterias (bacilo incurvadas
como los vibriones (vibrión colérico) ó ramificadas (genero Actinomyces).
La forma es variable y al igual que se ha señalado para los cocos puede sufrir ligeras desviaciones de acuerdo con
los bordes (paralelos, convergentes, convexos, cóncavos, etc.) y los extremos (redondeados, afilados ó en escuadra)
c) Las bacterias helicoidales a espirales para algunos se consideran formas bacilares que se han torcido como
hélices. Sin embargo hay que señalar la existencia de formas intermedias.
División Bacteriana
Las bacterias se reproducen por fisión binaria transversal a gran velocidad, velocidad que depende tanto de la
especie bacteriana como de las condiciones ambientales. En la práctica se expresa la velocidad de crecimiento
en generaciones par hora, y una generación es la duplicación del número de bacterias. EI tiempo de
generación se define, pues, como tiempo requerido para que el número de bacterias se duplique.
Por término medio y para ciertas especies, el tiempo de generación en la fase activa de multiplicación es de 12
a 15 minutos, para la mayoría de las bacterias oscila entre los 20 y 60 minutos y en algunas bacterias
pertenecientes al género Mycobacterium (M. tuberculosis), en las condiciones mas favorables, la división no
se produce antes de 20 horas. En consecuencia, una sola bacteria, por ejemplo, E. coli, en un medio de cultivo
apropiado, sin factores inhibidores, puede dar lugar en 24 horas a miles de millones de microorganismos.
Los orígenes de la replicación pueden ser varios y van duplicando diferentes segmentos del genoma de forma
simultánea, de manera que se obtiene una replicación completa en menos de 40 minutos. La replicación del
ADN no es más que una de las manifestaciones del desarrollo bacteriano, que está perfectamente coordinada
con la división celular.
Simultáneamente, a partir de la zona central de una y otra parte de la pared bacteriana, se forma un septo
transverso, que a manera de un diafragma tiende a dividir la célula madre en dos hijas.
Crecimiento Bacteriano
EI crecimiento bacteriano es un concepto macroscópico donde el incremento del número de microorganismos
se hace más evidente que el aumento del tamaño, si bien estos dos fenómenos se suceden tan rápidamente que
no son disociables. El incremento depende fundamentalmente de la especie bacteriana, pero también del pH,
composición del medio, temperatura de incubación, edad del cultivo, factores inhibidores, etc.
Curva de crecimiento
El crecimiento de las bacterias sobre un medio de cultivo líquido es claramente exponencial, y la
determinación de este crecimiento cuantitativo se puede representar mediante una curva en la que se
distinguen las siguientes fases ó periodos.
a) Fase de latencia: Es el tiempo necesario para la adaptación de las bacterias al nuevo medio donde se
siembran. Durante este periodo los ·microorganismos en estado latente aumentan su actividad metabólica, se
embeben en agua, se incrementa la tasa de ARN, principalmente ribosómico (esencial para la síntesis de
nuevas proteínas bacterianas), y se producen posibles enzimas inducibles para utilizar las nuevas sustancias
que se les ofrecen. En definitiva hay un aumento de volumen pero no de división, dado que no se ha replicado
el ADN cuyos niveles permanecen constantes.
b) Fase Exponencial : Una vez iniciado el desarrollo, se manifiesta pronto por la ascendente inflexión de la
curva, llamada fase de crecimiento acelerado. Durante este periodo precoz, cuando la división es lenta, el
tamaño de las células es grande, casi el máximo alcanzable por las respectivas especies.
Durante la fase de crecimiento acelerado el tiempo requerido para que cada célula se divida va disminuyendo
gradualmente y la velocidad de división alcanza un máximo, determinado por la especie de microorganismos
y las condiciones de crecimiento.
Cuando las bacterias se multiplican a velocidad constante y exponencial, se alcanza la auténtica fase de
desarrollo.
Esta fase de desarrollo logarítmico está mediatizada por una serie de factores limitantes intrínsecos, como la
velocidad de difusión osmótica. y factores extrínsecos diversos, como la concentración del sustrato, presencia
de oxigeno, etc. La temperatura es asimismo un factor importante, ya que para las bacterias patógenas el
óptimo de crecimiento se consigue a los 37°C y para las levaduras y otros hongos, a 25°C.
Durante esta fase se alcanza el valor más alto en el número de generaciones por hora. Además, el recuento de
células viables es prácticamente idéntico al de células totales, al tratarse de una población joven, en que le
número de bacterias muertas es el mínimo.
Por otro lado, la actividad metabólica es máxima, el tamaño medio bacteriano se reduce, las estructuras
presentan, además, un espesor mínimo, la sensibilidad a los agentes físicos, químicos y antimicrobianos y
fagos es óptima en esta fase, y las características bioquímicas y fisiológicas son más evidentes.
c) Fase Estacionaria: Hay un incremento desequilibrado debido a que los componentes bacterianos(ADN,
ARN, proteínas) se sintetizan en tasas diferentes. Se produce una estabilización, de modo que el número de
células que se producen equivalen a las que mueren. Puede ser debido a la disminución de factores esenciales
para la respiración o a falta de elementos nutritivos del sustrato. El acúmulo de productos finales del
metabolismo, ácidos orgánicos o alcoholes obtenidos a partir de la degradación de carbohidratos, entre otros
son factores dignos de tenerse en cuenta como inhibidores.
d) Fase de Declinación o Muerte: Al volverse las condiciones del medio más adversas cada vez, las
bacterias se reproducen más lentamente y predominan las células muertas. Aparece una fase de declinación
exponencial similar, pero en sentido contrario, a lo que sucede en la fase logarítmica.
En la mayor parte de las bacterias, el proceso se desarrolla en 72 horas, de forma que al final de éstas el
número de células viables es muy pequeño, si bien la esterilidad total del cultivo puede no logarse hasta
transcurrida varias semanas o meses y depende, entre otros factores, del tipo de microorganismos, pH,
presencia o ausencia de determinados iones, etc.