Las Bacterias

Las bacterias son un filo de microbios unicelulares procariónticos del reino de las móneras. El algunos medios científicos se prefiere la denominación de bacterio en vez de bacteria.

      Los indicios de la existencias de las bacteria se remontan al Arcaico primitivo, son piedras con una edad de 3.500 millones de años, pero no dejaron tras de sí fósil alguno identificable.

      Las bacterias se caracterizan por no tener núcleo patente, ni clorofila típica, aunque pueden poseer otros pigmentos similares como bacterioclorina, bacterioclorofila y bacteriopurpurina, y sin pseudópodos. La bacterioclorina es un pigmento verde fotosintetizante que, según ciertos autores, acompaña a la bacteriopurpurina y a la bacterioclorifila en las algas purpúreas. La bacterioclorofila es otro pigmento fotosintetizante que, junto con la bacteriopururina, poseen las bacterias purpúreas. La bacteriopurpurina es un pigmento rojo que enmarca a la bacterioclorifila en las bacterias purpúreas, y que colabora con ella en la síntesis de los glúcidos, a partir del bióxido de carbono atmosférico. Esta síntesis se diferencia de la clorofílica en que utiliza el ácido sulfuhídrico como donador de hidrógeno.

      Aunque la organización de las bacterias es de tipo celular, el microscopio electrónico ha puesto al descubierto numerosas características propias de la célula bacteriana. También pueden ser observadas con el microscopio óptico.

      Una célula bacteriana se compone de una pared celular, membrana, citoplasma y ácido nucleico. La pared bacteriana aísla y protege perfectamente a la bacteria. Incluso algunas bacterias tienen una cápsula externa que las protege de los antibióticos y de los anticuerpos. La membrana bacteriana es esencialmente idéntica a la de las células eucariónticas, aunque posee unos entrantes en el citoplasma. En el citoplasma bacteriano las únicas estructuras existentes son los ribosomas y algunas vesículas llenas de gas. El ácido nucleico está formado por una sola cadena de ADN, que se suele llamar cromosoma bacteriano y es de forma circular, que se diferencia del cromosoma eucariótico en que es más pequeño y no se asocia tan íntimamente con las proteínas. Ambos se parecen en que se componen de ADN. Éste se halla condensado en una región de la bacteria llamada nucleoide o falso núcleo.

      Sus dimensiones son muy reducidas: tan sólo de algunas micras o fracción de micra. Se pensaba, no hace aún muchos años, que fuesen el límite inferior en la escala de ser vivientes; pero los modernos microscopios permiten observar otros seres mucho más diminutos, tales las rickettsias y los virus.

      Unas bacterias son inmóviles, otras poseen minúsculos flagelos, cuyo número y distribución varía notablemente, que les permiten desplazarse.

      Su capacidad reproductora es enorme, pues algunas se dividen cada 20 minutos si las condiciones les son favorables, por lo que una sola bacterias puede producir ingentes cantidades de descendientes en muy pocas horas. Se creyó durante mucho tiempo que sólo se reproducción asexualmente, pero hoy se conocen abundantes ejemplos se conjugación entre ellas, semejante a la de la reproducción sexual, al poder intercambiarse trozos de ADN, con lo que las bacterias resultantes tienen un material genético algo distinto. Se reproducen por bipartición simple, es decir, se parten en dos dividiendo equitativamente todo su contenido, incluido el ADN.

      Las bacterias han colonizado todos los medios terrestres y acuáticos: el mar, los ríos, los lagos, el suelo, el subsuelo, el aire, el hielo de los glaciares y el interior de los organismos, tanto vivos como muertos. Algunas dan lugar a esporas capaces de resistir las condiciones más adversas y que, al retorno de las circunstancias favorables, readquieren vida activa, pues se ha conseguido hacer revivir algunas, halladas en minas o a gran profundidad en la tierra, después de miles y miles de años de vida latente. Asimismo se han encontrado en el interior de meteoritos, lo que prueba su existencia en otros astros, y como también las hay en el espacio, se procura la esterilización de los vehículos espaciales, ante el riesgo que supondría la siembra de gérmenes en medios no preparados para contrarrestar su acción.

      Las bacterias generan electricidad en forma continua, aunque débil, y se trabaja en la obtención de pilas biológicas rentables, dirección en la que se han obtenido conquistas muy dignas de tenerse en cuenta. Muchas de sus especies viven en las aguas, dulces o marinas, abundantes en substancias orgánicas, en el suelo y en materias orgánicas en putrefacción; otras son parásitas, más o menos patógenas.

      Con arreglo a su forma, se clasifican del modo siguiente:

·       Cocos, o bacterias redondeadas, que pueden presentarse aisladas como los micrococos, en parejas como en los diplococos, y en cadena arrosariada o arracimada como los estreptococos y estafilococos, respectivamente.

·       Bacilos, bacterias alargadas, rectas o curvas, con o sin flagelos.

·       Espirilos, bacterias curvadas o retorcidas helicoidalmente, con un arrollamiento incompleto como en los vibriones, o completo como en las espiroquetas.

·       Bacterias relativamente grandes y formadas por filamentos tabicados, que reciben el nombre genérica de Leptothrix.

Desde el punto de vista biológico, se dividen así:

·       Bacterias autótrofas, capaces de sintetizar las substancias orgánicas a partir de las minerales; las hay que son fotosintetizantes, es decir, que utilizan la energía de las radiaciones luminosas gracias a ciertos pigmentos que poseen, bacterioclorofila principalmente; otras son quimiosintetizantes, y obtienen la energía necesaria a partir de reacciones químicas de oxidación, como las bacterias nutrificantes del suelo y las sulfobacterias de las aguas sulfurosas.

·       Bacterias heterótrofas, de las cuales unas utilizan los compuestos orgánicos elaborados por otros seres vivos a los que parasitan; las bacterias patógenas o parásitas, productoras de enfermedades en el hombre y en los animales; otras viven en substancias orgánicas, descomponiéndolas aprovechando la materia orgánica muerta para la alimentación, las bacterias de la putrefacción o o saprófitas; provocando fermentaciones, acética, butírica, láctica, etc., las bacterias zimógenas; y por último, las bacterias simbióticas, que viven en plan o ayuda mutua con organismos vegetales o animales, como las bacteriorrizas de las leguminosas. Éstas son la mayor parte de las bacterias.

Haciendo referencia a su respiración, se dividen así:

·       Bacterias aerobias: Utilizan oxígeno para realizar la respiración.

·       Bacterias anaerobias: Para respirar sustituyen el oxígeno por otras sustancias.

Las bacterias se dividen en cinco clases: eubacteriales, clamidobacteriales, actinomicetales, mixobacteriales y espiroquetales.

Los Virus

Los virus son un reino de parásitos intracelulares obligatorios, de pequeño tamaño, de 20 a 500 milimicras, constituidos sólo por dos tipos de moléculas: un ácido nucleico y varias proteínas. El ácido nucleico, que puede ser ADN o ARN, según los tipos de virus, está envuelto por una cubierta de simetría regular de proteína, denominada cápside.

      Los huéspedes que ocupan pueden ser animales, vegetales o bacterias. Entre los microorganismos, los virus parasitan bacterias, son los bacteriófagos o fagos, pero no se conocen virus que infecten algas, hongos o protozoos. Entre los vegetales, sólo se han encontrado infecciones por virus en las plantas con flores, pero no en las plantas inferiores. Entre los animales, se conocen muchos que parasitan vertebrados, pero entre los invertebrados, sólo se han encontrado en artrópodos.

      Las enfermedades humanas, causadas por virus, más conocidas, son la poliomielitis, gripe, viruela, sarampión, fiebre amarilla, encefalitis, paperas, tracoma, etc. Actualmente se cree que algunos tumores cancerosos son también de origen vírico. Las infecciones víricas en general, no pueden ser tratadas con antibióticos; sin embarco, el interferón, producto biológico sintetizado por los tejidos invadidos por un virus, es activo contra infecciones causadas por otros.

      Los virus más conocidos de todos son los fagos, debido a la gran facilidad técnica del cultivo de bacterias, comparado con el cultivo de tejidos o embriones. Su ciclo vital es el siguiente: la partícula del fago se fija en determinados puntos de la pared de la bacteria y la molécula de ácido nucleico, junto con algunas proteínas enzimáticas, es inyectada dentro de la bacteria y queda fuera la cápsula proteica vacía. Después de esta penetración, la célula infectada deja de producir sus proteínas y se pone a fabricar las del fago, que, de ese modo, va haciendo copias de su ácido nucleico y de las subunidades proteicas de la cápsula, que se reúnen para constituir las partículas completas; cuando éstas se han acumulado en un cierto número, la bacteria se rompe y libera los virus, que van a infectar las células próximas.

      Se ha discutido mucho si los virus son o no seres vivos. Por una parte se reproducen, aunque dependientes de la célula de la que utilizan enzimas y ribosomas; no metabolizan substancias para producir energía, y sólo tienen un tipo de ácido nucleico, ADN o ARN; además son cristalizables. Posiblemente, sistemas parecidos a los virus, pero de vida libre, fueron los primeros seres vivos.

      

Los hechos más sobresalientes que han motivado el rápido desarrollo de la virología, la parte de la microbiología que tiene por objeto el desarrollo de los virus, son: en la última década del siglo pasado, Ivanovsky primeramente y después Beijerinck descubrieron la existencia de agentes infectivos, más pequeños que las bacterias hasta entonces conocidas, a los que hoy se denominan virus; en el año 1.931, Elford consiguió medir las dimensiones de los virus; Roux hizo el primer intento de cultivo de virus; y Goodpasture lo obtuvo en huevos fecundados, es, decir, con embrión de pollo; Max Theiler consiguió la primera vacuna contra la fiebre amarilla del mono, practicando inoculaciones sucesivas de su virus en ratones y cultivando después el producto en embriones de pollo, y, encontrado en el camino, se han preparado otras vacunas contra el cólera porcino, el moquillo y la rabia del perro, etc.; en 1.935, Stanley cristalizó el virus del mosaico del tabaco; Williams fotografió por primera vez un virus, por medio del microscopio electrónico; en 1.949, Enders, Robinson y Willer cultivaron el virus poliomielítico; Coons demostró la situación de las partículas víricas en las diferentes partes de la célula, mediando la técnica de los anticuerpos fluorescentes; Fraenkel-Conrat y Williams fraccionaron el virus en una parte proteica y en ácido nucleico y demostraron que, separadamente, no poseen infectividad; y Gierer y Scharamm pusieron de manifiesto que la infectividad de ciertos virus es debida al ácido nucleico. En el año 1.957, Isaacs descubrió el interferón.

      Los virus, aparte de su importancia como agentes patógenos, tienen un gran interés en biología molecular, para el estudio de ácidos nucleicos, ya que de ellos se pueden extraer en gran cantidad y pureza. Por último, es de esperar que por medio de las técnicas investigadoras actuales se alcancen, en un futuro próximo, descubrimientos de trascendental importancia para el conocimiento de los virus y la manera de combatirlos.

      Según su forma, se distinguen los siguientes tipos de virus: icosaédricos, como el virus de la poliomielitis; helicoidales, como el virus del mosaico del tabaco; bacteriófagos, que sólo infectan a las células bacterianas; y virus con envoltura, como el de la viruela, el del sida o el de la gripe. Los icosaédricos, como dice su nombre, tienen forma de un icosaedro. Los helicoidales son de forma cilíndrica. Los bacteriófagos son el nombre particular de ciertos virus que transportan una partícula genética de una célula bacteriana a otra. Descubiertos por D'Herelle en 1.915, se obtienen mediando filtración; son específicos, es decir, que cada uno ataca solamente a una especie de bacterias; de cabeza poliédrica con ácido desoxirribonucleico en su interior, y cola anular, o bien en forma de esférula o de bastón, con una placa basal, espinas y fibras en la parte inferior. Su importancia ha decrecido con el descubrimiento de las sulfamidas y de los antibióticos. Los virus con envoltura son más o menos esféricos.

La meiosis

La meiosis es un proceso en el que, a partir de una célula con un número diploide de cromosomas (2 n), se obtienen cuatro células hijas haploides (n), cada una con la mitad de cromosomas que la célula madre o inicial. Este tipo de división reduccional sólo se da en la reproducción sexual, y es necesario para evitar que el número de cromosomas se vaya duplicando en cada generación.

El proceso de gametogénesis o formación de gametos, se realiza mediando dos divisiones meióticas sucesivas:

1)      Primera división meiótica. una célula inicial o germinal diploide (2 n) se divide en dos células hijas haploides (n).

2)      Segunda división meiótica. Las dos células haploides (n) procedentes de la primera fase se dividen originando cada una de ellas dos células hijas haploides (n).

Las fases de la meiosis son:

PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA:

1)      Interfase o fase de reposo. En una célula en la que hay una masa de ADN procendente del padre y otra procedente de la madre se va a iniciar una meiosis.

2)      Final de la interfase. Duplicación del ADN.

3)      Profase I A. Formación de los cromosomas.

4)      Profase I B. Entrecruzamiento. Los cromosomas homólogos intercambian sectores. El núcleo se rompe.

5)      Metafase I. Aparece el huso acromático. Los cromosomas se fijan por el centrómero a las fibras del huso.

6)      Anafase I. Las fibras del huso se contraen separando los cromosomas y arrastrándolos hacia los polos celulares.

7)      Telofase I. Se forman los núcleos y se originan dos células hijas. Los cromosomas liberan la cromatina.

SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA

1)      Profase II. Se forman los cromosomas y se rompe el núcleo.

2)      Metafase II. Los cromosomas se colocan en el centro celular y se fijan al huso acromático.

3)      Anafase II. Los cromosomas se separan y son llevados a los polos de la célula.

4)      Telofase II. Se forman los núcleos. Los cromosomas se convierten en cromatina y se forman las células hijas, cada una con una información genética distinta.

En los individuos machos, la gametogénesis recibe el nombre de espermatogénesis y tiene lugar en los órganos reproductores masculinos. En los individuos hembras, la gametogénesis recibe el nombre de ovogénesis y se realiza en los órganos reproductores femeninos.

La mitosis

La mitosis, o división celular, es el proceso por el cual, a partir de una célula madre, se originan dos células hijas con el mismo número de cromosomas y con idéntica información genética que la célula inicial.

La mitosis se divide en cuatro fases:

1.      Interfase. El ADN aparece en forma de cromatina, constituida por largas moléculas filamentosas de ADN. Al final de la interfase, el ADN se duplica, obteniéndose dos moléculas iguales. El centrosoma también se duplica.

2.      Profase. Comprende tres fases:

a)      Formación de cromosomas o diferenciación de ellos.

b)      Duplicación de cromosomas por división longitudinal, o que las dos cadenas del resultado de la mencionada duplicación se separan.

c)      Formación del huso acromático. Los dos centrosomas migran cada uno a cada polo de la célula, y quedan unidos por fibras.

3.      Metafase o fase destructora. Comprende dos fases:

a)      Desaparición de la membrana nuclear.

b)      Formación de la estrella madre o placa ecuatorial. Los cromosomas hermanos se colocan en la zona central de la célula y se fijan por el centrómero a las fibras del huso acromático.

4.      Anafase o fase constructora. Comprende dos fases:

a)      Las fibras del huso acromático se contraen, separando así los cromosomas, y migrando éstos a los polos de la célula, separándose así de los cromosomas hermanos.

b)      Los filamentos desaparecen, y los cromosomas permanecen junto a su respectivo centrosoma.

5.      Telofase o fase final. Comprende dos fases:

Aparecen dos núcleos, y cuya membrana envuelve a los cromosomas que desaparecen o se desenrollan, dando lugar a masas de cromatina.

División del citoplasma. Hay dos tipos:

·         Por tabicación. Mediante este proceso, propio de las células vegetales, se separa el contenido celular, núcleo y citoplasma, entre las células hijas.

·         Por estrangulamiento. Es un proceso similar al anterior, pero que se da en las células animales. La célula se va estrechando por el centro, hasta tal punto que se divide por la mitad.