Pared Celular Bacteriana: Composición, Estructura y Diferencias entre Gram Positivas y Gram Negativas

La pared celular (PC) de las bacterias es una estructura compleja y semirrígida, responsable de la morfología de la célula.

Composición y Características

Está formada por una red macromolecular llamada peptidoglicano (PG). El PG es un mucopolisacárido formado por unidades repetidas de un disacárido unido a cadenas de 4 o 5 aminoácidos (aa). Los monosacáridos que lo forman, N-acetil-glucosamina (NAG) y ácido-N-acetil-murámico (NAM), derivan de la glucosa (Glc) y llevan aminoácidos unidos. La NAG y NAM aparecen alternados formando cadenas, constituyendo cada una de ellas un esqueleto azucarado. A cada molécula de NAM se une una cadena lateral de tetrapéptido, formada por cuatro aa. Estos aa se presentan en forma D y L alternadas, algo exclusivo del péptidoglicano puesto que los aa que se hallan en las proteínas están en forma L. Las cadenas laterales adyacentes de tetrapéptidos pueden unirse una a otra directamente o a través de un puente peptídico cruzado, que consta de 1-5 aa.

Diferencias Estructurales entre Bacterias Gram Positivas y Gram Negativas

Bacterias Gram Positivas (G+)

La PC consta de varias capas de PG conectadas por cadenas peptídicas y puentes cruzados. Estructura muy rígida. Las capas de PG son más espesas en las G+ que en las G-.

Las G+ contienen ácidos teicoicos (alcohol + fosfato), que hacen posible la identificación de estas bacterias por métodos inmunológicos. Unidos a las capas del PG o a la membrana citoplasmática, en este último caso, se denominan ácidos lipoteicoicos. Debido a las cargas negativas de los ácidos teicoicos, éstos pueden controlar la entrada y salida de cationes de la célula. También pueden tener una función en el crecimiento celular. Cuando la PC crece se precisa de unas enzimas llamadas autolisinas. Separan componentes de la pared para permitir la inserción de nuevas subunidades. Los ácidos teicoicos regulan la actividad de las autolisinas y pueden estar implicados en el almacenamiento de fósforo.

Bacterias Gram Negativas (G-)

Contienen poco PG y no poseen ácidos teicoicos. Al contener solo una pequeña proporción de PG, la pared celular de las bacterias G- es más sensible a la ruptura mecánica. El PG se encuentra en el espacio periplásmico, espacio entre la membrana citoplasmática (Mc) y la membrana externa (Me), unido a las lipoproteínas de esta membrana externa. Tiene la consistencia de gel y contiene una elevada concentración de enzimas degradativas y proteínas de transporte. La capa de PG de las G- está rodeada de una membrana externa (ME) que tiene varias funciones especializadas. Su fuerte carga negativa es un factor importante para evadir la acción de los fagocitos y del complemento. También supone una barrera para sustancias como los antibióticos. Parte de la permeabilidad de la ME se debe a las proteínas de membrana llamadas porinas que forman canales y a los receptores específicos. Estas proteínas sólo permiten el paso de determinadas sustancias como por ejemplo vitamina B12. También sirven como lugar de fijación de virus.

Composición de la Membrana Externa (ME)

De forma general la ME está compuesta por: lipoproteínas, lipopolisacáridos y fosfolípidos. Las lipoproteínas de la ME constan de proteínas unidas no covalentemente a lípidos. El componente lipopolisacárido (LPS) está integrado por tres componentes principales:

1. Antígeno O: es la parte polisacarídica del LPS.
2. Lípido A: es la porción lipídica del LPS, Endotoxina, por ser tóxico cuando se libera en el torrente sanguíneo del huésped.
3. Core o núcleo: directamente unido al Lípido A por un extremo y por el otro al Antígeno O.