LAS BACTERIAS Fueron los primeros pobladores de la Tierra. Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta. Son ubicuas, encontrándose en todo hábitat, creciendo en el suelo, en manantiales calientes y ácidos, en desechos radioactivos, en las profundidades del mar y de la corteza terrestre. Presentan todas las formas de nutrición conocidas. Presentan organización celular procariota. TAMAÑO Tamaño: Invisibles al ojo humano las bacterias se miden en µm El tamaño de las bacterias varía dependiendo de las especies entre menos de 1 µm y 250 µm; siendo lo más habitual entre 1 y 10 µm. Rango de tamaños que presentan las células procariotas en relación a otros organismos y biomoléculas. MORFOLOGÍA Son unicelulares aunque en ocasiones se mantienen unidas después de la división celular. Las morfologías más comunes que presentan son: Cocos: bacterias de forma redondeada que pueden presentarse aisladas o agrupada. Bacilos: de forma cilíndrica, alargadas y rectas. Vibrios: con forma de coma. Espirilos: bacterias largas y onduladas. Espiroquetas: con forma de sacacorchos. Filamentosas: largas y delgadas. Con apéndices: con protuberancias en forma de tubo largo. Neisseria gonorrhoeae Vibrio cholerae stafhylococus Bacillus antrhacis ESTRUCTURA CELULAR Es más simple que la de las células eucariotas. Los principales componentes de las bacterias son: la región del nucleoide la pared bacteriana, la membrana celular, el citoplasma con sus componentes, la cápsula bacteriana, las fimbrias, pilis sexuales y flagelos Se ha demostrado que los mesosomas son estructuras que se forman en la membrana plasmática como consecuencia de tratamiento a que se somete a las bacterias para su observación. Escherichia coli (E. coli) es quizás el organismo procariota más estudiado por el ser humano, se trata de una bacteria que se encuentra generalmente en los intestinos animales. Escherichia coli se moviliza con flagelos que rotan en contra del sentido de las manecillas del reloj. Mycobacterium leprae in a skin section of a multibacillary leprosy patient. N is the nuclear material, M the plasma membrane, S the storage granules, W the cell wall, MS the mesosome. Salmonella enteritidis PARED CELULAR BACTERIANA Estructura responsable de la forma y rigidez de la célula. La protege de la rotura osmótica. Los componentes fundamentales de la pared son los peptidoglucanos o mureínas, que forman alrededor de la bacteria sobre la membrana plasmática un retículo delgado y rígido. Los peptidoglucanos están formados por largas cadenas glucídicas constituidas por la repetición alternante de los aminoazúcares N-acetil-glucosamina (NAG) y N-acetil-murámico (NAM). Una corta cadena de cuatro aminoácidos se une, a su vez, a los restos de NAM. Se pueden establecer enlaces peptídicos intercatenarios entre los tetrapéptidos de cadenas polisacáridas adyacentes. Se diferencian dos tipos de bacterias según respondan a la tinción gram: gram + y gramLa técnica de tinción gram fue desarrollada por el bacteriólogo Christian Gram en 1884. 18 En las Gram positivas está formada por numerosas capas superpuestas de peptidoglucano, que están enlazadas con proteínas, polisacáridos y ácidos teicoicos (polialcoholes unidos por grupos fosfato) En las Gram negativas, es más estrecha y compleja, ya que hay sólo una capa de peptidoglucano, situada en el periplasma que es una sustancia con consistencia de gel que se sitúa sobre la membrana plasmática, y sobre él hay una membrana externa formada por una bicapa lipídica muy permeable pues posee numerosas porinas. Bacteria Gram-positiva 1-membrana citoplasmática, 2-peptidoglucano, 3-fosfolípidos, 4proteínas, 5-ácido lipoteicoico. Bacteria Gram-negativa. 1-membrana citoplasmática (membrana interna), 2-periplasma, 3-membrana externa, 4-fosfolípidos, 5-peptidoglicano, 6lipoproteína, 7-proteínas, 8-lipopolisacáridos, 9-porinas. MEMBRANA CELULAR La membrana interna es similar a las de las células eucariotas (no contiene colesterol). En ella se localizan diversos sistemas enzimáticos responsables de importantes funciones celulares: trasportadores de la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa, de la síntesis del ADN, de diferentes componentes de la membrana, de la pared y de la cápsula, etc. La membrana externa contiene moléculas lipopolisacáridos compuestos que no existen en ningún otro ser vivo. Las bacterias gram positivas al carecer de membrana externa son más vulnerables a determinadas sustancias químicas. CITOPLASMA Es la sustancia englobada por la membrana plasmática, compuesta fundamentalmente por agua (80%) que contienen disueltas sustancias como enzimas, glúcidos, lípidos e iones inorgánicos. En ella tienen lugar la mayor parte de las reacciones vitales para la célula. Carece de citoesqueleto. Contiene: ribosomas, el nucleoide e inclusiones. Ribosomas Semejantes a los de las células eucariotas , aunque más pequeños (70S) Se encuentran libres o unidos al ARNm formando polirribosomas. Inclusiones Son una gran variedad de granulaciones que constituyen un depósito de sustancias de reserva: de lípidos, de polisacáridos, etc. Nucleoide Es una región concreta del citoplasma de forma irregular que contiene el cromosoma bacteriano y frecuentemente otras moléculas de ADN independientes, los plásmidos. El cromosoma bacteriano: es una molécula única de ADN de doble hélice circular, asociado a proteínas no histónicas. Los plásmidos: son pequeñas moléculas de ADN de doble cadena circular que existen en nuchas bacterias. Se pueden replicar independientemente o integrarse en el cromosoma bacteriano. Contienen genes no esenciales para su crecimiento y reproducción pero que les pueden aportar ventajas selectivas (p.e. resistencia a antibióticos). Cápsula bacteriana Es una capa viscosa y pegajosa que se forma en la parte externa de la mayoría de las bacterias ya sean gram positivas o negativas. Formada fundamentalmente por sustancias glucídicas. Protege de la desecación, del ataque de los anticuerpos y de la fagocitosis. Aumenta la virulencia de las bacterias. Fimbrias, pilis sexuales y flagelos Son apéndices o prolongaciones de la membrana plasmática Las fimbrias son filamentos huecos, delgados, rectos y generalmente cortos. Son de naturaleza proteica Su función está relacionada con la adherencia de las bacterias a los sustratos. Los pili sexuales son semejantes a las fimbrias, pero más largos y anchos. Suele haber uno dos por célula. Mediante ellos se produce el intercambio de fragmentos de ADN entre bacterias (conjugación) Flagelos apéndices largos y finos que permiten a las bacterias desplazarse. Los flagelos están formados por fibrillas proteicas constituidas por subunidades proteicas de flagelina. Cada flagelo posee entre 3 y 11 fibrillas trenzadas helicoidalmente. Cianobacterias Son un grupo muy heterogéneo de bacterias autótrofas que son similares a las algas microscópicas en forma y tamaño. Presentan una pared celular similar a la de las gram negativas. Muchas producen envueltas mucilaginosas o vainas que les permiten formar colonias. Son fotosintéticas oxigénicas. No presentan flagelos. Se reproducen por fisión binaria o múltiple, gemación y fragmentación. Viven aisladas o formando colonias y algunas son simbióticas. Arqueobacterias Son los microorganismos procariotas menos evolucionados. No presentan núcleo como todas las procariotas pero difieren entre otras cosas en la composición de la membrana plasmática (no presentan fosfolípidos) y de la pared celular. Muchas se encuentran adaptadas a condiciones de vida extremas (microorganismos extremófilos), pudiendo vivir en medios muy diversos: Termófilas e hipertemófilas (a temperaturas superiores a 45º) Psicrófilas con una temperatura óptima de crecimiento de 4ºC Acidófilas en entornos ácidos y alcalófilas en suelos ricos en carbonatos y en lugares karsticos Halófilas en ambientes muy salinos Sus enzimas –extremoenzimas- son funcionales en condiciones fisicoquímicas que otras no los son. Tienen interés en determinados campos de la biotecnología.