Ensayo bacterias
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Este documento proporciona una introducción general a las bacterias, incluyendo su estructura, reproducción, clasificación y métodos de identificación. Explica que las bacterias son organismos unicelulares procariotas que carecen de núcleo y que su material genético se encuentra libre en el citoplasma. También describe los diferentes tipos de bacterias, como las eubacterias y las arqueobacterias, y los métodos para observarlas, como la tinción de Gram.
Ensayo bacterias
- 1. 2012 Ensayo: Generalidades de las Bacterias Microbiología Tadeo M. Castañeda Valle 09/08/2012
- 2. Ensayo de Las Bacterias Las bacterias son microrganismos unicelulares de tipo procarionte, o sea, no tienen un núcleo definido. Este tipo de microrganismo se reproduce por medio de la fisión binaria lo que significa que de una célula, se obtienen dos células hijas idénticas, en este proceso la célula, por medio de los ribosomas que se encuentran en el citoplasma, comienzan la síntesis de proteínas e incrementa el tamaño de la célula, una vez que la célula adquiere el tamaño adecuado y a sintetizado las proteínas necesarias, se divide y así forma a las células hijas con idéntico material genético. Las bacterias como organismos procariontes carecen de un núcleo definido debido a que no poseen una membrana nuclear y su información genética (ADN) se encuentra libre en el citoplasma de forma circular y cerrado (no esta en forma de cromosomas como en los organismos eucariontes). (M. Pirez, 2008) El reino bacteriano se puede dividir en dos grupos, según criterios evolutivos, en eubacterias y arqueobacterias. Las arqueobacterias no tienen pepitdoglicano (constituyente básico en la pared de las bacterias) y generalmente suelen encontrarse en ambientes ácidas calientes y salinas donde reducen el anhídrido carbónico (CO2) a metano (CH4). (M. Pirez, 2008). Comúnmente viven en las profundidades del mar por la salinidad de este. Las eubacterias se encuentran en casi todos lados, el agua, el suelo, inclusive en los organismos vivos. Este grupo de bacterias engloba a las bacterias verdes fotosintetizadoras, las cianobacterias o algas verdeazules y las bacterias purpuras fotosintetizadoras. Las bacterias generalmente miden de 0.5 a 3 µm, pero algunas llegan a medir hasta 10 µm. (M. Pirez, 2008) Las diferentes estructuras bacterianas que observamos 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 esporos. Dentro de la estructura bacteriana también encontramos componentes extra e intracelular, estos componentes o estructuras internas son el acido desoxirribonucleico cromosómico (ADN) que tiene su estructura configurada de la misma manera que en las células eucariotas en forma de hélice (cadenas helicoidales de nucleótidos), pero en las bacterias el material genético no esta contenido por una membrana y su forma es continua (no se divide en
- 3. cromosomas) y enrollada, formando una especie de zona nuclear. Otra estructura interna de la célula bacteriana son los plásmidos que constituyen al material genético extracromosómico (cadenas cortas de ADN) que aunque no son esenciales para la vida de la bacteria otorgan a esta una ventaja selectiva como resistencia a antibióticos, etc. Los ribosomas también forman parte de este tipo de estructuras, en las bacterias se encuentran en forma libre y se componen de proteínas y ácido ribonucleico (ARN), este se encarga de traducir el ARNm, los ribosomas pueden encontrarse aislados o como polirribosomas. Por último también podemos encontrar inclusiones de material orgánico o inorgánico libre que funcionan como almacenes de energía generalmente estas inclusiones se pueden observar por el microscopio sin necesidad de tinciones especiales. Dentro de las estructuras externas de la célula bacteriana o de envoltura celular encontramos a la membrana que es la que separa el material interno de la célula del exterior de esta, también es la que se encarga de permitir el paso de sustratos nutritivos al interior de la célula. Otro componente externo es la pared celular que se ubica fuera de la membrana plasmática, esta se encarga de proteger a la célula y en las bacterias suele ser una de las razones de su patogenicidad. Las bacterias se diferencian una de otra de acuerdo a su forma y sus tipos, pueden ser cocos (esféricas), bacilos (cilíndrica y de bastones; rectos o curvos) y espirilos (espiral). Las bacterias suelen hacer formaciones permaneciendo unidas, pero manteniendo su autonomía, para diferenciar estas formaciones, su nombramiento sufre una variación, parecida en cocos y bacilos, por ejemplo la formación en cadena de dos cocos (diplococos) o mas se denomina Streptococcus, o si la formación bacteriana se vuelve en tétradas o racimos se denomina Staphylococcus, como se denota independientemente de que se trate de cualquiera de las dos formas o tipos bacterianos, dependiendo de su formación se le anexa el prefijo strepto o staphylo si es cadena o racimo respectivamente. En el caso de los espirilos varían en el numero de vueltas, siendo de pocas (Borrelia) a muchas (Treponema), en forma general se denominan espiroquetas si especificaciones. Para lograr reconocer las formas bacterianas necesitamos observarlas al microscopio, ya que debido al tamaño de las bacterias nos resulta casi imposible notar su forma o morfología. Existen varias maneras de observar bacterias por medio de un microscopio, puede ser en examen fresco (sin tinción), que se realiza aumentando el índice de refracción utilizando soluciones no acuosas como el glicerol, o con el método mas utilizado que es, la tinción, donde utilizamos colorantes para mejorar la visualización de nuestro objetivo. El método de la tinción se basa en la afinidad de los colorantes por los componentes de las
- 4. estructuras bacterianas, como el azul de metileno por ejemplo, que se ve atraído por los componentes de carga negativa. (M. Pirez, 2008) En las tinciones se utilizan diferentes tipos de coloraciones dependiendo de la necesidad que tengamos. Se dividen en simples, diferenciales y especiales. Las simples nos permiten afirmar la existencia de bacterias así como su morfología y su agrupación. Las diferenciales permiten el reconocimiento de la bacteria debido a que los colorantes se comportan distintos ante cada tipo de bacteria o microorganismo. Por otro lado las especiales se usan para localizar las distintas estructuras del microorganismo. En el laboratorio antes de observar un microorganismo, y con más peso, antes de hacer una tinción se debe fijar el frotis (muestra de los microorganismos) por medio de calor, sin carbonizar al microorganismo. Una de las tinciones más conocidas es la tinción Gram llamada así en honor a quien la descubrió, Christian Gram en 1884. Esta tinción es de tipo diferencial. En el cuadro 1 se muestran los colorantes usados, su tiempo de aplicación y la diferente coloración que adoptan las bacterias grampositivas y gramnegativas en cada paso de la coloración de Gram. Cuadro 1. Tinción de Gram (M. Pirez, 2008) En las bacterias grampositivas la pared celular está constituida por peptidoglicano y es gruesa. Al parecer la composición de esta pared celular es la que determina si una bacteria es grampositiva o gramnegativa, dependiendo de si el cristal violeta tiñe o no. En las gram negativas se puede observar al microscopio que se nota su delgada capa de peptidoglicano y la membrana externa, que es una de las características exclusivas de las bacterias gramnegativas. Entonces es muy probable que la diferenciación entre bacterias gram+ y gram- se deba a su naturaleza estructural.
- 5. En una tinción gram las bacterias se tiñen primero con cristal violeta y luego se tratan con yoduro para retener mejor la coloración en el frotis (muestra bacteriana). Luego se decolora con etanol porque se cree que el alcohol contrae los poros de la capa gruesa de peptidoglicano y se retiene el complejo colorante yoduro; así las bacterias adquieren color violeta. Por el contrario, la capa de peptidoglicano de las bacterias gramnegativas es muy fina, con menos enlaces y con poros de mayor tamaño. Además, es posible que le tratamiento con alcohol extraiga suficientes lípidos de la membrana externa como para aumentar su porosidad. Por estos motivos el alcohol elimina más fácilmente el complejo cristal violeta yoduro en las bacterias gramnegativas. (M. Pirez, 2008) La identificación de bacterias y microorganismos nos sirven para muchas aplicaciones, y no solo de diagnostico medico. El metabolismo bacteriano tiene algunas aplicaciones prácticas, nos puede ayudar a conocer el modo de vida y el hábitat de diferentes especies, así como los sustratos de los que se alimenta y los productos que genera. Al identificar una bacteria y conocer sus rutas metabólicas podemos llegar a tener la capacidad de aprovechar esas funciones para múltiples fines como crear un medio de cultivo optimo para el desarrollo de alguna especie de nuestro interés. (G. Varela, 2008) El objetivo metabólico de las bacterias en sí, es obtener energía química del entorno y almacenarla para utilizarla después en sus funciones particulares, convertir los nutrientes exógenos en unidades precursoras de los componentes macromoleculares de la célula. Y por ultimo formar y degradar moléculas necesarias para cumplir funciones específicas, como su movilidad y la captación de nutrientes. El metabolismo bacteriano celular es una serie de reacciones catalizadas enzimáticamente y se divide en anabolismo y catabolismo. El anabolismo es cuando la bacteria sintetiza su propio alimento (biosíntesis). El catabolismo es el conjunto de reacciones catalíticas de degradación de los nutrientes para obtener energía o para convertirlos en unidades precursoras de la biosíntesis. En el catabolismo se libera (genera) energía a lo contrario del anabolismo donde se consume. (G. Varela, 2008) El compuesto energético mas importante para los seres vivos es el adenosin trifosfato (ATP), el cual, en la célula bacteriana, se genera en mayor proporción por medio de dos procesos que son la fosforilación a nivel del sustrato y la fosforilación oxidativa. (G. Varela, 2008) Las aplicaciones industriales más importantes se basan en el metabolismo de las bacterias, como en los fermentadores por ejemplo, donde dependiendo de la bacteria que se vaya a utilizar se crean sistemas de aireación y agitamiento para
- 6. el proceso. Si hablemos de un proceso de fermentación anaerobio se evita lo más posible el oxigeno, pero si se trata de un proceso aerobio se oxigena y agita el contenido del fermentador con un aireador y un agitador para optimizar el proceso. Este tipo de procesos generalmente tienen más componentes en cuanto al sistema en el que se realiza, siempre en pro de la optimización del producto final, buscando la menor cantidad de subproductos. Entonces como logramos apreciar en este ensayo las bacterias son muy útiles para el ser humano a pesar de la patogenicidad de muchas, y son utilizadas para infidad de objetivos, y mientras exista el conocimiento y el desarrollo de nuevas tecnologías se seguirán encontrando nuevas, más y mejores aplicaciones para estas. Bibliografía G. Varela, G. G. (2008). Fisiologia y Metabolismo Bacterianos. Bacteriologia y Virologia Medica , 43-57. M. Pirez, M. M. (2008). Morfologia y Estructura Bacteriana. Temas de Bacterologia y Virologia Medica , 23-41.