Composición Química Bacteriana: Pigmentos y Enzimas Clave para su Supervivencia

Composición Química de las Bacterias – Aspectos Clave: Pigmentos y Enzimas

Definición

La composición química de las bacterias es similar a la de otras formas de vida, aunque difiere en aspectos relacionados con su modo de vida, su interacción con el hábitat y su estado fisiológico.

Composición

Agua

Representa el 70-80% del peso total y se encuentra en dos formas:

• Libre: Presente en el interior del citoplasma (como elemento de dispersión y para reacciones) y en la cápsula (como elemento de protección).
• Ligada: Cuando las esporas se hidratan, esta agua confiere características específicas al citosol.

La supervivencia bacteriana se ve favorecida por los pili, que facilitan la deposición de agua y la formación de biopelículas. Esta agua puede presentarse en forma ligada.

Sales Minerales

• Fósforo (P): Interviene en la síntesis de ADN, ARN, ATP y ácidos teicoicos.
• Azufre (S): Forma puentes disulfuro, proporcionando estabilidad a la estructura secundaria y terciaria de las proteínas.
• Sodio (Na) y Potasio (K): Mantienen la presión osmótica y los potenciales de membrana que se pueden producir alrededor de la célula.
• Calcio (Ca), Cloro (Cl), Magnesio (Mg), Zinc (Zn): Actúan como cofactores enzimáticos; las enzimas requieren de estos elementos para su correcta actividad.
• Hierro (Fe): Es crucial en procesos respiratorios y fenómenos de orientación y movimiento (ej. magnetosomas).

Compuestos Orgánicos

Se encuentran tanto como solutos como disolventes.

Proteínas

Al igual que en otros seres vivos, las bacterias presentan aminoácidos, incluyendo formas D. Estos se localizan en la pared celular, entre otras estructuras. Presentan aminoácidos únicos como los D-aminoácidos en las paredes celulares y la cápsula (ej. D-Glutamato y D-Alanina).

Pueden tener actividad tóxica, contribuyendo a fenómenos de virulencia, o actividad antibiótica, evitando la competencia con otras bacterias por nutrientes. Son antigénicas; cualquier aminoácido extraño a nuestro cuerpo puede actuar como antígeno.

Holoproteínas

Proteínas formadas por un único tipo de aminoácido. Actúan como antígenos. Ejemplos:

• Flagelina: Componente de los flagelos.
• Pilina: Componente de los pili.
• Proteínas Mot y Fli: Implicadas en la motilidad.
• Proteínas de varilla y discos: Estructurales.
• Toxinas bacterianas: Como la botulina.
• Chaperonas: Proteínas que reparan estructuras mal plegadas.

Heteroproteínas

Proteínas formadas por más de un tipo de aminoácido o que contienen componentes no proteicos.

• Lipoproteínas
• Glucoproteínas
• Grupo glucidolipoproteico
• Nucleoproteínas

Glúcidos

Compuestos de Carbono, Oxígeno e Hidrógeno. Pueden contener grupos metílicos u otros, que les confieren propiedades novedosas. Existen hidratos de carbono exclusivos de las bacterias.

• Polialcoholes: Introducen grupos metílicos y amínicos, confiriendo propiedades nuevas.
• Hexosas: N-acetilmurámico (NAM) y N-acetilglucosamina (NAG).
• Didesoxihexosas: Componentes del LPS (Lipopolisacárido).
• Holósidos: Glucocálix (sustancia mucosa alrededor de las bacterias que, si se endurece, forma la cápsula).
• Heteropolisacáridos: Forman antígenos de virulencia (Ag Vi) y antígenos capsulares (Ag K).

Lípidos

Ésteres de ácidos grasos. Ejemplos: Fosfolípidos (componentes de la membrana), ácidos micólicos, componentes de las vacuolas, ácidos teicoicos. Es importante destacar que la membrana citoplasmática de las bacterias carece de colesterol.

Pigmentos

Sustancias de naturaleza química diversa y coloración variada, producidas por bacterias cromógenas, con una amplia significación biológica.

Clasificación de Pigmentos

Se clasifican según:

• Composición química: Clorofila, Ferricínicos, Carotenoides y Naftoquinonas.
• Capacidad de absorción de luz.
• Solubilidad: Ej. en alcohol, agua.
• Difusibilidad.
• Significación biológica: Protección (absorbiendo radiaciones), actividad antibiótica, participación en procesos respiratorios.

Vitaminas

Sustancias orgánicas esenciales que actúan como cofactores en los sistemas enzimáticos.

Enzimas

Proteínas específicas que catalizan reacciones bioquímicas, aumentando su velocidad y regulando procesos metabólicos. No se consumen durante la reacción.

Clasificación de Enzimas

Se clasifican por:

• Naturaleza química: Holoproteínas, Heteroproteínas, Ribozimas (ácidos nucleicos con actividad catalítica).
• Localización:
  • Exoenzimas: Secretadas al exterior de la célula.
  • Endoenzimas: Actúan intracelularmente.
• Momento de elaboración:
  • Constitutivas: Producidas independientemente de la presencia del sustrato.
  • Inducibles: Producidas en respuesta a la presencia del sustrato.
• Tipos según su función:
  • Poder patógeno: Ej. Hialuronidasa, Colagenasa, Fibrinolisina.
  • Interés industrial: Ej. Amilasa, Invertasas, Peptidasas, Penicilasas.