Bacterias

A modo de resumen bsico

Las bacterias son organismos unicelulares microscpicos, sin ncleo ni clorofila, que pueden presentarse desnudas o con una cpsula gelatinosa, aisladas o en grupos y que pueden tener cilios o flagelos. La bacteria es el ms simple y abundante de los organismos y puede vivir en tierra, agua, materia orgnica o en plantas y animales. Tienen una gran importancia en la naturaleza, pues estn presentes en los ciclos naturales del nitrgeno, del carbono, del fsforo, etc. y pueden transformar sustancias orgnicas en inorgnicas y viceversa. Son tambin muy importantes en las fermentaciones aprovechadas por la industria y en la produccin de antibiticos. Tpica formacin bacteriana.

Desempean un factor importante en la destruccin de plantas y animales muertos. En efecto, la vida en nuestro planeta no existira sin bacterias, las cuales permiten muchas de las funciones esenciales de los ecosistemas. Una bacteria de tamao tpico es tan pequea que es completamente invisible a la vista. Las bacterias son muy importantes para el ser humano, tanto para bien como para mal, debido a sus efectos qumicos y al rol que juegan en diseminar enfermedades. Las bacterias pertenecen a la clase procariota debido a que su ncleo no est rodeado por una membrana y consiste de una sola molcula de ADN cuya divisin es no-mittica. En su efecto beneficioso, algunas bacterias producen antibiticos tales como estreptomicina capaces de curar enfermedades. Anlogamente, las bacterias son muy importantes ya que convierten nitrgeno en una forma til por ciertas races de plantas o proveen el gusto intenso en yogurt. Las bacterias se usan en la produccin de cido actico y vinagre, varios aminocidos y enzimas, y especialmente en la fermentacin de lactosa a cido lctico, la cual coagula las protenas de la leche, y se usan en la fabricacin de casi todos los quesos, yogurt y productos similares. Ellas tambin ayudan a la descomposicin de la materia orgnica muerta. Actualmente, los mtodos de la ingeniera gentica son usados para mejorar los tipos de bacterias con fines comerciales y muestran una gran promesa futura. Tipos de bacterias. En cosmticos, muchos de los activos, tales como protenas y pptidos de bajo peso molecular, ingredientes antiarrugas y antioxidantes, estn siendo creados con el uso de tipos especficos mejorados de bacterias. La mayora de las bacterias pueden clasificarse en tres categoras de acuerdo a su respuesta al oxgeno gaseoso.

La bacteria aerobia crece en la presencia de oxgeno y lo requiere para su continuo crecimiento y existencia. Otras bacterias son anaerobias, y no pueden tolerar el oxgeno gaseoso. El tercer grupo es el anaerobio facultativo, el cual prefiere crecer en presencia de oxgeno, aunque puede hacerlo sin l.

Morfologa y estructura
Las bacterias son microorganismos procariontes (no poseen membrana nuclear por lo que su ADN est libre en la clula) de organizacin muy sencilla. Pertenecen al reino Protista. La clula bacteriana consta de: Citoplasma (todas son citoplasmticas). Presenta un aspecto viscoso, y en su zona central aparece un nucleoide que contiene la mayor parte del ADN bacteriano, y en algunas bacterias aparecen fragmentos circulares de ADN con informacin gentica, dispersos por el citoplasma: son los plasmidos. Bacterias en la lengua. La membrana plasmtica presenta invaginaciones, que son los mesosomas, donde se encuentran enzimas que intervienen en la sntesis de ATP, y los pigmentos fotosintticos en el caso de bacterias fotosintticas. En el citoplasma se encuentran inclusiones de diversa naturaleza qumica. Muchas bacterias pueden presentar flagelos generalmente rgidos, implantados en la membrana mediante un corpsculo basal. Pueden poseer tambin fimbrias o pili muy numerosos y cortos, que pueden servir como pelos sexuales para el paso de ADN de una clula a otra Poseen ARN y ribosomas caractersticos, para la sntesis de protenas. Pared celular, que es rgida y con molculas exclusivas de bacterias. Estructura de una bacteria.

Alimentacin
El xito evolutivo de las bacterias se debe en parte a su versatilidad metablica. Todos los mecanismos posibles de obtencin de materia y energa podemos encontrarlos en las bacterias. Segn la fuente de carbono que utilizan, los seres vivos se dividen en auttrofos, cuya principal fuente de carbono es el CO2, y hetertrofos cuando su fuente de carbono es materia orgnica. Por otra parte segn la fuente de energa, los organismos o seres vivos pueden ser fottrofos, cuya principal fuente de energa es la luz, y quimitrofos, cuya fuente de energa es un compuesto qumico que se oxida. Atendiendo a las anteriores categoras, entre las bacterias podemos encontrar las siguientes formas, como puede apreciarse en el esquema:

1. Las bacterias quimiohetertrofas, utilizan un compuesto qumico como fuente de carbono, y a su vez, este mismo compuesto es la fuente de energa. La mayor parte de las bacterias cultivadas en laboratorios y las bacterias patgenas son de este grupo. 2. Las bacterias quimioauttrofas, utilizan compuestos inorgnicos reducidos como fuente de energa y el CO2 como fuente de carbono. Como, por ejemplo, Nitrobacter, Thiobacillus. 3. Las bacterias fotoauttrofas, utilizan la luz como fuente de energa y el CO2 como fuente de carbono. Bacterias purpreas. 4. Las bacterias fotohetertrofas, utilizan la luz como fuente de energa y biomolculas como fuente de carbono. Ejemplos como Rodospirillum y Cloroflexus.

Reproduccin de las bacterias

Generalmente las bacterias se reproducen por biparticin, como se ve en el siguiente esquema:

Tras la duplicacin del ADN, que esta dirigida por la ADN-polimerasa que se encuentra en los mesosomas, la pared bacteriana crece hasta formar un tabique transversal separador de las dos nuevas bacterias. Pero adems de este tipo de reproduccin asexual, las bacterias poseen unos mecanismos de reproduccin sexual o parasexual, mediante los cuales se intercambian fragmentos de ADN. Esta reproduccin sexual o parasexual, puede realizarse por transformacin, por conjugacin o por transduccin. 1.- TRANSFORMACIN: Consiste en el intercambio gentico producido cuando una bacteria es capaz de captar fragmentos de ADN, de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio donde vive. A continuacin ver esquema.

2.- CONJUGACIN: En este proceso, una bacteria donadora F+ transmite a travs de un puente o pili, un fragmento de ADN, a otra bacteria receptora F-. La bacteria que se llama F+ posee un plasmido, adems del cromosoma bacteriano. Se puede ver en el esquema siguiente:

3.- TRANSDUCCIN: En este caso la transferencia de ADN de una bacteria a otra se realiza a travs de un virus bacterifago, que se comporta como un vector intermediario entre las dos bacterias. Tambin podemos ver el proceso en esquema:

a, el virus se acopla a la bacteria b., el virus rompe la pared bacteriana c, el virus inyecta su ADN

Ver: Desarrollo y proliferacin de las bacterias

Clasificacin de las bacterias

La identificacin de las bacterias es tanto ms precisa cuanto mayor es el nmero de criterios utilizados. Esta identificacin se realiza sobre la base de modelos, agrupados en familias y especies en la clasificacin bacteriolgica. Las bacterias se renen en once rdenes: - Las eubacteriales, esfricas o bacilares, que comprenden casi todas las bacterias patgenas y las formas fottrofas. - Las pseudomonadales, orden dividido en diez familias entre las que cabe citar las Pseudomonae y las Spirillacae. - Las espiroquetales (treponemas, leptospiras). - Las actinomicetales (micobacterias, actinomicetes). - Las rickettsiales. - Las micoplasmales. - Las clamidobacteriales. - Las hifomicrobiales. - Las beggiatoales. - Las cariofanales. - Las mixobacteriales.

Relaciones entre la bacteria y su husped

Ciertas bacterias viven independientes de otros seres vivos. Otras son parsitas. Pueden vivir en simbiosis con su husped ayudndose mutuamente o como comensales (sin beneficio). Pueden ser patgenas, es decir, vivir de su husped. La virulencia es la aptitud de un microorganismo para multiplicarse en los tejidos de su husped (creando en ellos alteraciones). Esta virulencia puede estar atenuada (base del principio de la vacunacin) o exaltada (paso de un sujeto a otro). La virulencia puede ser fijada por liofilizacin. Parece ser funcin del husped (terreno) y del entorno (condiciones climticas). La puerta de entrada de la infeccin tiene igualmente un papel considerable en la virulencia del germen. El poder patgeno es la capacidad de un germen de implantarse en un husped y de crear trastornos en l. Dicho poder patgeno est ligado a dos causas:

- La produccin de lesiones en los tejidos mediante constituyentes de la bacteria, como pueden ser enzimas que ella excreta y que atacan tejidos vecinos, o productos txicos provenientes del metabolismo bacteriano. - La produccin de toxinas. Se puede tratar de toxinas proteicas (exotoxinas excretadas por la bacteria, transportadas a travs de la sangre y que actan a distancia sobre rganos sensibles) o de toxinas glucoproteicas (endotoxinas), estas ltimas actuando nicamente en el momento de la destruccin de la bacteria y pudiendo ser responsables de choques infecciosos en el curso de septicemias provocadas por grmenes gramnegativos en el momento en que la toxina es brutalmente liberada. A estas agresiones microbianas, el organismo opone reacciones defensivas ligadas a procesos de inmunidad, mientras que el conflicto husped-bacteria se traduce por manifestaciones clnicas y biolgicas de la enfermedad infecciosa.

Bacterias patgenas
Casi doscientas especies de bacterias son patgenas para el ser humano; es decir, causantes de enfermedades. El efecto patgeno vara mucho en funcin de las especies y depende tanto de la virulencia de la especie en particular como de las condiciones del organismo husped. Entre las bacterias ms dainas estn las causantes del clera, del ttanos, de la gangrena gaseosa, de la lepra, de la peste, de la disentera bacilar, de la tuberculosis, de la sfilis, de la fiebre tifoidea, de la difteria, de la fiebre ondulante o brucelosis, y de muchas formas de neumona. Hasta el descubrimiento de los virus, las bacterias fueron consideradas los agentes patgenos de todas las enfermedades infecciosas. Ejemplos de bacterias con su respectiva enfermedad y sintomatologa Nombre de bacteria Enfermedad producida Sntomas

Bacillus anthracis

ntrax o Carbunco

Infeccin subcutnea. La zona infectada por el ntrax se vuelve roja e inflamada. En algunas zonas se libera pus, el tejido se necrosa y ulcera y tras la extirpacin cicatriza. Fiebre, ppula cutnea, septicemia. Se caracteriza por una tos violenta de alta intensidad. Comienza con secrecin nasal, tos seca y febrcula. Los accesos de tos con frecuencia finalizan en vmito Fiebre ondulante, adenopata, endocarditis, neumona Inflamacin de la conjuntiva. Esta es una membrana mucosa que recubre la superficie interna de los prpados y la superficie externa del globo ocular en su cara anterior (excepto en su polo anterior, donde se halla situada la crnea). La causa de la conjuntivitis puede ser una infeccin, una alergia o un traumatismo. Se caracteriza por enrojecimiento, inflamacin, sensacin de cuerpo extrao al parpadear y exceso de sensibilidad del ojo a la luz (fotofobia). En los casos graves se produce una exudacin mucosa espesa. Si la causa es una infeccin, se llega a presentar secrecin de pus Enfermedad infecciosa de los animales de granja que se caracteriza por hinchazn subcutneo y

Bordetella pertussis

Tos ferina

Brucella spp.

Brucelosis

Chlamydia trachomatis

Conjuntivitis

Clostridium perfringens

Gangrena

gaseosa

generalmente es fatal Enfermedad grave del sistema nervioso a travs de heridas. Sus sntomas son: cefalea, depresin, dificultad para tragar y para abrir la mandbula por completo, rigidez del cuello, espasmo en msculos de la mejilla. Fiebre, parlisis. Intoxicacin producida por el consumo de alimentos contaminados por una bacteria txica La toxina afecta al corazn y al sistema nervioso central. Se forma un exudado blanco grisceo que afecta a las superficies de la nariz y la garganta, aumenta de tamao y llega a obstruir el conducto respiratorio Fiebre alta, cefalea intensa, mialgia, confusin, vmitos, diarrea Alteracin del ritmo intestinal que se acompaa de deposiciones semilquidas. La perdida de lquidos puede producir deshidratacin Tipo grave de neumona caracterizada por: dolor de cabeza y trax, congestin pulmonar y fiebre alta

Clostridium tetani

Ttanos

Clostridium botulinum

Botulismo

Corynebacterium diphtheriae

Difteria

Coxiella burnetii

Fiebre Q

Escherichia coli

Diarrea

Legionella pneumophila

Enfermedad del Legionario o legionelosis

Listeria monocytogenes

Encefalitis

Cualquier enfermedad infecciosa del sistema nervioso central humano caracterizada por inflamacin del cerebro. Los sntomas tpicos son cefalea, fiebre y letargia intensa, que puede conducir con el tiempo a un estado de coma. En la fase aguda de la enfermedad suele haber visin doble, delirio, sordera y parlisis facial. Los efectos tardos de la encefalitis pueden comprender sordera, epilepsia y demencia Enfermedad infecciosa aguda o crnica, que puede afectar a cualquier tejido del organismo pero que se suele localizar en los pulmones. El nombre de tuberculosis deriva de la formacin de unas estructuras celulares caractersticas denominadas tuberculomas, donde los bacilos quedan encerrados. La enfermedad no suele aparecer en animales en su hbitat natural pero s puede afectar al ganado vacuno, porcino y avcola. Enfermedad infecciosa crnica que afecta a: la piel, nervios y membranas mucosas. Sntomas: perdida de sensibilidad en zonas de la piel, msculos sufren parlisis, destruccin de nervios, lesiones que el sujeto no percibe por su insensibilidad, destruccin del hueso, perdida de extremidades Enfermedad infecciosa del hombre trasmitida por contacto sexual que afecta sobre todo a las membranas mucosas del tracto urogenital. Se caracteriza por un exudado purulento y est originada por una bacteria, el gonococo (Neisseria gonorrhoeae). El periodo de incubacin es de dos a

Mycobacterium tuberculosis

Tuberculosis

Mycobacterium leprae

Lepra

Neisseria gonorrhoeae

Gonorrea o blenorragia

siete das Inflamacin de las meninges que envuelven el cerebro y la mdula espinal. Se debe a la invasin de las meninges por microorganismos bacterianos a travs de la circulacin. Sus sntomas: cefalea, rigidez de nuca, fiebre, nuseas, vmitos, apata e irritabilidad, que con frecuencia conducen al coma El organismo se transmite por alimentos contaminados, producen dolor abdominal, fiebre, nuseas, vmitos y diarrea Fiebre alta, bacteriemia, cefalalgia, estupor, tumefaccin de la mucosa nasal, lengua tostada, lceras en el paladar; hepatoesplenomegalia, diarrea, perforacin intestinal Fiebre alta, expectoracin amarillenta y/o sanguinolenta, dolor torcico.

Neisseria meningitidis

Meningitis

Salmonella sp

Salmonelosis

Salmonella typhi, S. paratyphi Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Mycoplasma spp., Chlamydia spp. Streptococcus spp.

Fiebre tifoidea

Neumona

Erisipela

Fiebre, eritema, prurito, dolor Los sntomas tpicos iniciales de la enfermedad son cefalea, dolor de garganta, escalofros, fiebre, amigdalitis, eritema y malestar general. Dos a tres das despus de la aparicin de los primeros sntomas se observan manchas rojizas en el paladar y una tumefaccin rojo brillante de las papilas de la lengua, que recibe el nombre de lengua aframbuesada por su aspecto caracterstico. En el tronco aparece una erupcin cutnea tpica que se suele extender a toda la superficie corporal con excepcin de la cara. La erupcin palidece con la presin. La fiebre, que con frecuencia se eleva entre 40 y 40,6 C, dura slo unos pocos das, aunque se puede prolongar durante una semana o ms. La erupcin suele palidecer aproximadamente al cabo de una semana, y en ese momento la piel se empieza a descamar Enfermedad infecciosa de trasmisin sexual, causada por la espiroqueta Treponema pallidum. La infeccin por objetos es muy poco frecuente porque el microorganismo muere por desecacin en poco tiempo. La madre gestante puede transmitir la enfermedad al feto, originndose la llamada sfilis congnita, diferente, desde el punto de vista clnico, de la afeccin por transmisin sexual Grave enfermedad infecciosa endmica en India y en ciertos pases tropicales, aunque pueden aparecer brotes en pases de clima templado. Los sntomas del clera son fiebre, diarrea, vmitos y deshidratacin por la prdida de lquidos y sales minerales en las heces. En los casos graves hay una diarrea muy importante, con heces caractersticas en "agua de arroz", vmitos, sed intensa, calambres musculares, y en ocasiones, fallo circulatorio. En estos casos el paciente puede

Streptococcus pyogenes

Escarlatina

Treponema pallidum

Sfilis

Vibrio cholerae

Clera

fallecer a las pocas horas del comienzo de los sntomas. Dejada a su evolucin natural, la mortalidad es superior al 50%, pero no llega al 1% con el tratamiento adecuado Enfermedades infecciosas del estmago y el intestino. Producen dolor abdominal, nuseas vmitos, diarrea y sntomas generales. En la peste bubnica, los primeros sntomas son cefalea, nuseas, vmitos, dolores articulares y sensacin general de enfermedad. Los ganglios linfticos de la ingle o, con menos frecuencia, los de la axila o el cuello, se vuelven dolorosos y se inflaman. La temperatura acompaada de escalofros, se eleva hasta 38,3 y 40,5 C. La frecuencia cardiaca o respiratoria aumenta, y el enfermo se encuentra exhausto y aptico. Los bubones (tumores) crecen hasta alcanzar el tamao aproximado de un huevo de gallina. En los casos que no son fatales, la temperatura comienza a descender al cabo de unos cinco das, y se normaliza en unas dos semanas. En los casos fatales se produce la muerte en unos cuatro das. En la peste neumnica primaria, el esputo es al principio viscoso y teido con sangre, y despus se vuelve fluido y rojo brillante. La muerte se produce en la mayora de los casos dos o tres das despus del inicio de los sntomas. La peste septicmica primaria se inicia con una fiebre alta repentina; el sujeto adquiere en varias horas un color violceo y fallece a menudo en el mismo da de inicio de los sntomas. Esta coloracin, que aparece en todas las vctimas de la peste durante sus ltimas horas es debida al fracaso respiratorio. El nombre popular de 'Peste negra' que recibe la enfermedad procede de este sntoma Ver: Enfermedades bacterianas

Yersinia enterocolitica

gastroenteritis

Yersinia pestis

Peste

Bacterias beneficiosas

Parece mentira, pero pese a lo aterrador y preocupante del cuadro anterior, las bacterias son ms beneficiosas que perjudiciales para las personas. Slo una muy pequea parte de las bacterias son patgenas para el hombre. El resto pueden ser indiferentes o beneficiosas. Las bacterias permiten producir quesos (Propionibacterium), yogures (Bifidobacterium), embutidos (Micrococus), encurtidos (aceitunas, pepinillos, cebollitas...). Gracias a ellas se puede condimentar las ensaladas con vinagre, ya que son las encargadas de producir las fermentaciones necesarias para que las materias originales se transformen en esos ricos derivados. La fijacin del nitrgeno en las plantas leguminosas es debida a la simbiosis de unas bacterias (Agrobacterium, Rhizobium, Bradirhizobiun) con la misma planta. Esta simbiosis consiste en que la planta le da alimento a la bacteria, y la bacteria le da el nitrgeno que requiere la planta. Luego, Las personas se alimentan de las legumbres que se han enriquecido con ese nitrgeno tan necesario para el ser humano. En Medicina, utilizamos las bacterias para producir antibiticos (bacitracina, polimixina) o transformamos genticamente ciertas especies como Escherichia coli y Bacillus antracis, para que fabriquen elementos imprescindibles para remediar ciertas enfermedades como la diabetes (insulina). Bacterias para el queso. Se pueden utilizar para introducir en las plantas genes de otras bacterias que sintetizan toxinas que las defienden de sus enemigos naturales (por ejemplo los insectos), as obtenemos plantas resistentes a ciertas plagas (Bacillus thuringensis). En el cuerpo humano se encuentran bacterias muy beneficiosas dentro del intestino (Streptococus, Bacteroides, Lactobacillus) que, a cambio de comida y un lugar donde vivir, sintetizan para nosotros vitamina K, vitamina B12, tiamina... que son elementos esenciales para la vida humana. Tambin hay bacterias que defienden al ser humano de las agresiones de las bacterias patgenas, pues invaden el organismo y no dejan sitio para que las dainas entren e infecten. En este caso, se dice que actan como un escudo protector. Las bacterias son ecolgicas activas, ya que forman parte de los ciclos del carbono, nitrgeno, azufre, hierro, mercurio..., estn en los tratamientos de aguas residuales, en la lixiviacin microbiana (utilizacin de bacterias para conseguir metales puros desde metales compuestos), limpian los ros del exceso de materia orgnica que echan las fbricas e, incluso, hay bacterias que descomponen el petrleo (y compuestos similares) en sustancias que luego pueden utilizar otros microorganismos (Pseudomonas, Acinetobacter, Corinebacterium, Mycobacterium, Nocardia...). Esta propiedad no se utiliza de forma sistemtica para limpiar las mareas negras, pero se est investigando con muy buenas esperanzas de xito. Otras bacterias se podran emplear para eliminar Lactobacilos elementos txicos, como los insecticidas o los organoclorados, gracias a su alto poder de bioconversin (transformacin de un compuesto en otro que sea til para el hombre).

Clasificacin de las bacterias

Las bacterias se pueden clasificar teniendo en cuenta varios criterios. Uno de ellos es clasificarlas por su forma y por el especto que adoptan cuando se renen en grupo:

Pueden ser esfricas (Cocos, diplococos, estreptococos, estafilococos, sarcinas); alargadas como bacilos; en forma de coma (vibriones), o en forma de espiral (espirilos).