Bacteria
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Las bacterias son microorganismos unicelulares. Tienen típicamente algunos micrómetros de largo (entre 0,5 y 5 μm) y se presentan en muchas formas incluyendo esferas, barras, y espirales. Generalmente poseen una pared celular similar a la de plantas u hongos, pero compuesta por peptidoglicanos; muchos antibióticos son efectivos sólo contra las bacterias ya que inhiben la formación de esta pared celular. Muchas de ellas también poseen cilios o flagelos. Del estudio de bacterias se encarga la bacteriología, una rama de la microbiología. Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta. Son ubícuas, encontrándose en todo habitat de la tierra, creciendo en el suelo, manantiales calientes ácidos, desechos radioactivos,[1] en el mar y en las profundidades de la corteza de terrestre. Algunas bacterias pueden incluso sobrevivir en el frío y vacío extremos del espacio exterior. Hay típicamente 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 aproximadamente 5×1030 bacterias en el mundo.[2] Las bacterias son imprescindibles para el reciclaje de los nutrientes, y muchos pasos importantes de los ciclos nutrientes dependen de bacterias, tales como la fijación del nitrógeno de la atmósfera. Sin embargo, una gran parte de las especies de bacterias existentes todavía no ha sido descrita, y solamente la mitad de los filos de bacterias tienen especies que se pueden cultivar en el laboratorio.[3]
Hay aproximadamente 10 veces tantas células bacterianas como células humanas en el cuerpo humano, con una gran cantidad de bacterias en la piel y en el tracto digestivo.[4] Aunque el efecto protector del sistema inmune hace que la gran mayoría de estas bacterias sean inofensivas o beneficiosas, algunas bacterias patógenas pueden causar enfermedades infecciosas, incluyendo el cólera, sífilis, ántrax, la lepra y la peste bubónica. Las enfermedades bacterianas mortales más comunes son las infecciones respiratorias, con una mortalidad solo para la tuberculosis de cerca de 2 millones de personas de al año, sobre todo en el África Subsahariana.[5] En los países desarrollados, los antibióticos se utilizan para tratar infecciones bacterianas y en la agricultura y la ganadería, así que la resistencia de las bacterias a los antibióticos se está generalizando. En la industria, las bacterias son importantes en procesos tales como el tratamiento de aguas residuales, la producción de queso y yogur, y en la fabricación de antibióticos y de otros productos químicos.[6]
Las bacterias son procariotas. Al contrario que los animales y que otros eucariotas, las células bacterianas no tienen núcleo ni membranas que delimiten sus orgánulos internos. Aunque el término bacteria incluye tradicionalmente a todos los procariotes, actualmente la taxonomía y la nomenclatura científica los divide en dos grupos desde el descubrimiento de que éstos se han desarrollado independientemente de un antiguo antepasado común. Estos dominios evolutivos se denominan Bacteria y Archaea.[7]
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[editar] Historia de la bacteriología
La primera bacteria fue observada por Anton van Leeuwenhoek en 1683 usando un microscopio de lente simple diseñado por él. El nombre de bacteria fue introducido más tarde, por Ehrenberg en 1828, derivado del griego βακτηριον significando bastón pequeño. Louis Pasteur (1822-1895) y Robert Koch (1843-1910) describieron el papel de la bacteria como causa de enfermedades. La Bacteriología es una rama de la Microbiología que tiene por objeto de estudio la taxonomía, estructura y fisiología de las bacterias.
[editar] Estructura
Las bacterias son organismos relativamente sencillos. Carecen de núcleo y de los orgánulos de las células más complejas o eucariotas; sin embargo, al igual que las células de las plantas, la mayoría posee una pared celular a base de carbohidratos. Algunas presentan cápsula (microbiología) y otras son capaces de evolucionar a esporas, formas viables capaces de resistir condiciones extremas. Sus dimensiones son muy reducidas, unas 2 micras de ancho por 7-8 de longitud en la de forma cilíndrica de tamaño medio; aunque son muy frecuentes las especies de 0,5-1,5 micras. Aún careciendo de núcleo, presentan estructuras elementales (un único cromosoma bacteriano) que realizan las funciones propias de este. El cromosoma bacteriano está situado en la zona media o nucleoide, y está formado por una única gran molécula de ADN, sin embargo puede presentarse como pequeñas moléculas de ADN o plásmidos.
La pared celular está compuesta generalmente por hidratos de carbono, entre los que destaca la mureína un polisacárido complejo, lípidos y aminoácidos, esta pared se puede teñir de forma selectiva con la tinción de Gram, lo cual da lugar a la división de dos grupos de bacterias, las Bacterias Gram positivas y las Bacterias Gram negativas, según se tiñan de azul violeta o rosa, respectivamente.
En el citoplasma de las bacterias no se aprecian orgánulos ni formaciones protoplasmáticas. La forma de las bacterias no es constante y, a menudo, una misma especie adopta distintos tipos morfológicos, es lo que se conoce como pleomorfismo. Entre las formaciones propias de la célula bacteriana destacan los flagelos y las cápsulas.
En condiciones apropiadas, una bacteria puede dividirse cada 30 minutos, y en alrededor de 16 horas su número puede ascender a unos 5.000 millones (aproximadamente el número de personas que habitan la Tierra).
[editar] Clasificación morfológica de bacterias
Existen tres tipos fundamentales de bacterias:
- Coco: de forma esférica
- Diplococo: cocos en grupos de dos
- Tetracoco: cocos en grupos de cuatro
- Estreptococo: cocos en cadenas
- Estafilococo: cocos en agrupaciones irregulares o en racimo
- Bacilo: en forma de bastoncillo
- Formas helicoidales
- Vibrio: ligeramente curvados y en forma de coma
- Espirilo: en forma helicoidal rígida
- Espiroqueta: en forma de tirabuzón (helicoidal flexible)
Ejemplos:
- Neisseria gonorrhoeae
- Treponema pallidum
- Salmonella typhimurium
- Escherichia coli
- Tripanosoma gambiensis
[editar] Taxonomía y evolución
Las bacterias forman uno de los tres dominios en los que se dividen los seres vivos. En los antiguos sistemas taxonómicos, las bacterias formaban un subreino del reino Monera.
Los antepasados de las bacterias modernas fueron los microorganismos unicelulares que eran las primeras formas de vida que se desarrollaron sobre la tierra, hace aproximadamente 4 mil millones años. Durante cerca de 3 mil millones de años más, todos los organismos siguieron siendo microscópicos, siendo bacterias y archaeas las formas dominantes de vida.[8][9] Aunque existen fósiles bacterianos, por ejemplo los estromatolitos, al no conservar la morfología distintiva impide que puedan emplearse para estudiar la historia de la evolución bacteriana, o el origen de una especie bacteriana en particular. Sin embargo, las secuencias genéticas sí se pueden utilizar para reconstruir la filogenética bacteriana, y estos estudios indican que las bacterias fueron las primeras que se separaron del linaje archaea/eucariota.[10] El ancestro común más reciente de bacterias y archaeas fue probablemente un hipertermófilo que vivió entre 2,5 y 3,2 mil millones de años atrás.[11][12]
Las bacterias también han estado implicadas en la segunda gran divergencia evolutiva, la que separó archaeas de eucariotas. En este caso, los eucariotes surgieron como la asociación simbiótica de bacterias con los antepasados de las células eucariotas, que posiblemente estaban relacionadas con las archaeas.[13][14] Ello implicó la introducción de alfa-proteobacterias dentro del citoplasma de las células proto-eucariotas para formar las mitocondrias o hidrogenosomas, que todavía se pueden encontrar en todos los eucariotas (aunque a veces en una forma altamente reducida, por ejemplo en los protozoos amitocondriales antiguos). Después e independientemente, un segundo engullimiento por parte de algunos eucariotes mitocondriales de organismos similares a cianobacterias condujo a la formación de los cloroplastos de algas y plantas. Se conocen incluso algunos grupos de algas que se han originado claramente de acontecimientos posteriores de endosimbiosis por parte de eucariotas heterótrofos que engulleron algas eucariotas y se convirtieron en plastos de segunda generación.[15][16]
[editar] Tinción de Gram
La técnica de tinción de membranas de bacterias de Gram ha supuesto un antes y un después en el campo de la medicina, y consiste en teñir con tintes específicos diversas muestras de baterías en portaobjetos para saber si se han teñido o no con dicho tinte.
Cuando se han adicionado los tintes específicos en las muestras, quitando el sobrante pasados unos minutos para evitar confusiones, hay que limpiarlas con unas gotas de alcohol etílico. La función del alcohol es la de eliminar el tinte de las bacterias, y es aquí donde se reconocen las bacterias que se han tomado: Si la bacteria conserva el tinte, es Gram positiva, posee una membrana más gruesa constituida por varias decenas de capas de diversos componentes proteínicos; en el caso de que el tinte no se mantenga, la bacteria es Gram negativa, la cual solo posee una membrana simple. La función biológica que posee ésta técnica es la de fabricar antibióticos específicos para esas bacterias.
Tinción empleada en microbiología para la visualización de bacterias en muestras clínicas. También se emplea como primer paso en la diferenciación bacteriana, considerándose bacteria Gram positivas a las bacterias que se visualizan de color violeta y gram negativas a las que se visualizan de color rojo.
En estudio de muestras clínicas suele ser un estudio fundamental por cumplir varias funciones:
- Identificación preliminar de la bacteria causal de la infección
- Consideración de la calidad de la muestra biológica para el estudio, es decir permite apreciar el número de células inflamatorias así como de células epiteliales. A mayor número de células inflamatorias en cada campo del microscopio, más probabilidad de que la flora que crezca en los medios de cultivo sea la representativa del lugar de la infección. A mayor número de células epiteliales sucede los contrario, mayor probabilidad de contaminación con flora saprófita y la flora aislada en los medios de cultivos no es representativa del lugar de la infección.
- Utilidad como control calidad del aislamiento bacteriano. Los morfotipos bacterianos identificados en la tinción de Gram se deben de corresponder con aislamientos bacterianos realizados en los cultivos. Si se observan mayor número de formas bacterianas que las aisladas hay que reconsiderar los medios de cultivos empleados así como la atmósfera de incubación.
[editar] Utilidad economica de las bacterias
Muchas industrias dependen en parte o enteramente de la acción bacteriana. Gran cantidad de sustancias quimicas importantes como alcohol etilico, acido acetico, alcohol butilico y acetona son producidas por bacterias especificas. Se tienen que emplear bacterias para el curado de tabaco, el curtido de cueros, mantequilla, queso, caucho, algodon, etc.
[editar] Enlaces externos
Wikispecies tiene un artículo sobre Bacteria
Wikcionario tiene una entrada sobre Bacteria.- Bacterías: Cómo transformaron la Tierra (Enlace roto. Disponible en Internet Archive el historial y la última versión.)
- agronlin.tripod.com; datos sobre bacterias
[editar] Referencias
- ↑ Fredrickson J, Zachara J, Balkwill D, et al (2004). "Geomicrobiology of high-level nuclear waste-contaminated vadose sediments at the hanford site, Washington state". Appl Environ Microbiol 70 (7): 4230 \u2013 41. PMID 15240306.
- ↑ Whitman W, Coleman D, Wiebe W (1998). "Prokaryotes: the unseen majority". Proc Natl Acad Sci U S A 95 (12): 6578 \u2013 83. PMID 9618454.
- ↑ Rappé M, Giovannoni S. "The uncultured microbial majority". Annu Rev Microbiol 57: 369 \u2013 94. PMID 14527284.
- ↑ Sears C (2005). "A dynamic partnership: Celebrating our gut flora". Anaerobe 11 (5): 247 \u2013 51. PMID 16701579.
- ↑ 2002 WHO mortality data Accessed 20 January 2007
- ↑ Ishige T, Honda K, Shimizu S (2005). "Whole organism biocatalysis". Curr Opin Chem Biol 9 (2): 174 \u2013 80. PMID 15811802.
- ↑ Woese C, Kandler O, Wheelis M (1990). "Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya". Proc Natl Acad Sci U S A 87 (12): 4576 \u2013 9. PMID 2112744.
- ↑ Schopf J (1994). "Disparate rates, differing fates: tempo and mode of evolution changed from the Precambrian to the Phanerozoic". Proc Natl Acad Sci U S A 91 (15): 6735\u201342. PMID 8041691.
- ↑ DeLong E, Pace N (2001). "Environmental diversity of bacteria and archaea". Syst Biol 50 (4): 470\u201378. PMID 12116647.
- ↑ Brown J, Doolittle W (1997). "Archaea and the prokaryote-to-eukaryote transition". Microbiol Mol Biol Rev 61 (4): 456-502.
- ↑ Di Giulio M (2003). "The universal ancestor and the ancestor of bacteria were hyperthermophiles". J Mol Evol 57 (6): 721\u201330. PMID 14745541.
- ↑ Battistuzzi F, Feijao A, Hedges S. "A genomic timescale of prokaryote evolution: insights into the origin of methanogenesis, phototrophy, and the colonization of land.". BMC Evol Biol 4: 44. PMID 15535883.
- ↑ Poole A, Penny D (2007). "Evaluating hypotheses for the origin of eukaryotes". Bioessays 29 (1): 74-84.
- ↑ Dyall S, Brown M, Johnson P (2004). "Ancient invasions: from endosymbionts to organelles". Science 304 (5668): 253 \u2013 7. PMID 15073369.
- ↑ Lang B, Gray M, Burger G. "Mitochondrial genome evolution and the origin of eukaryotes". Annu Rev Genet 33: 351-97.
- ↑ McFadden G (1999). "Endosymbiosis and evolution of the plant cell". Curr Opin Plant Biol 2 (6): 513-9. PMID 10607659.
