Bacterias: fisiología, genética, pared celular y esporulación

Requerimientos de Oxígeno en Bacterias

Las bacterias presentan diversas adaptaciones en cuanto a su necesidad o tolerancia al oxígeno para llevar a cabo sus procesos metabólicos:

• Aerobios estrictos: Solo realizan respiración aerobia; sin oxígeno, mueren.
• Anaerobios estrictos: Llevan un metabolismo fermentativo o respiratorio anaerobio; con oxígeno, no se desarrollan.
• Anaerobios facultativos: Con oxígeno, realizan respiración aerobia; sin él, respiración anaerobia o fermentación.
• Anaerobios aerotolerantes: Llevan a cabo un metabolismo fermentativo; el oxígeno no es tóxico para ellos.
• Microaerófilos: Realizan respiración aerobia, pero la presión parcial de oxígeno debe ser inferior a la atmosférica.

La Pared Celular Bacteriana y la Osmosis

La pared celular es imprescindible para la bacteria, ya que es responsable de su forma y la protege frente a los cambios osmóticos. Tanto la membrana plasmática como la pared celular son permeables al agua. Se distinguen dos procesos principales relacionados con la presión osmótica:

Medios Hipotónicos

En un medio externo más acuoso y menos concentrado, el agua tiende a entrar en la célula. Gracias a la pared celular, se evita la "explosión" de la célula.

Medios Hipertónicos

En un medio interno más acuoso que el exterior, el agua tiende a salir de la célula. Cuando la hipertonicidad es alta, puede ocasionar la separación total de la membrana plasmática de la pared celular y la muerte de la bacteria. Este fenómeno se conoce como plasmólisis. Las bacterias grampositivas son más sensibles a la plasmólisis, ya que sus paredes celulares son menos rígidas que las de las bacterias gramnegativas.

Fisiología Bacteriana: Procesos Vitales

La fisiología bacteriana es la ciencia que estudia los procesos relacionados con el metabolismo, la genética, la división celular y las funciones de relación de las bacterias con otros individuos. Entre las capacidades fisiológicas clave se incluyen:

• La capacidad de utilizar oxígeno en las reacciones metabólicas respiratorias.
• La capacidad de reducir nitratos a nitritos en respiraciones anaerobias.
• La asimilación de determinados nutrientes, como la lactosa.

Genética Bacteriana: Cromosoma, Plásmidos y Evolución

El cromosoma bacteriano es una doble cadena de ADN única y circular. Se trata de organismos haploides, que contienen la información necesaria para sintetizar todas las proteínas importantes para la vida de la célula. Además, pueden contener pequeños fragmentos circulares de ADN, denominados plásmidos.

La división de una bacteria no implica variabilidad genética ni evolutiva, ya que, al generarse por reproducción asexual, todos los descendientes son idénticos a la célula original. Sin embargo, las especies bacterianas pueden evolucionar por mutaciones genéticas o al incorporar fragmentos de ADN de otras células en su genoma.

Esporulación Bacteriana: Supervivencia Extrema

Algunas especies de bacterias grampositivas (como Bacillus y Clostridium), cuando se ven sometidas a privación de nutrientes, inician un proceso de diferenciación celular llamado esporulación. Este proceso conduce a la producción de una estructura especial denominada endospora.

Las endósporas bacterianas son una forma de perdurabilidad de la especie. La termorresistencia es una de sus principales características, por lo que para eliminarlas es necesario esterilizar.

La esporulación implica cambios genéticos, metabólicos y estructurales significativos. El proceso comienza con la división del genoma y la creación de una invaginación de la membrana y la pared celular alrededor del nucleoide. Posteriormente, el citoplasma se deshidrata y se forman capas ricas en calcio alrededor. Una vez formada la espora, la bacteria se autolisa para liberarla.

Ecología Microbiana: El Rol de las Bacterias en los Ciclos Biogeoquímicos

En la biosfera, la materia no es ilimitada y, por tanto, su reciclaje es imprescindible. Los microorganismos ocupan una posición clave en el flujo de materiales y energía a través del ecosistema mediante los ciclos biogeoquímicos, debido a:

• Sus capacidades metabólicas para transformar la materia orgánica e inorgánica.
• Su multiplicidad y ubicuidad, así como por sus adaptaciones a condiciones extremas.