Bacterias: estructura y clasificación general

Resumen

Introducción a las generalidades bacterianas, incluyendo el árbol de la vida, diferencias entre procariotas y eucariotas, características estructurales, metabolismo, morfología y métodos de identificación bacteriana.

Árbol de la Vida y Clasificación Celular

• Todos los organismos parten de un antecesor común que evolucionó en tres ramas principales.
• Eucariotas (rama roja): organismos con núcleo verdadero rodeado por membrana nuclear.
• Procariotas: comprenden bacterias (rama verde) y arqueas (rama azul).
• Procariotas tienen región nucleoide sin membrana nuclear donde concentran su ADN.
• Procariotas poseen plásmidos (ADN circular extracromosómico) que eucariotas generalmente no tienen.

Diferencias entre Procariotas y Eucariotas

Identificación Bacteriana

• Tipo de colonia: hemólisis (beta, alfa, gamma), forma (convexa, plana, cóncava).
• Características de crecimiento: temperatura óptima, requerimientos de oxígeno o anaerobiosis.
• Características microscópicas: forma, tamaño, tinción (Gram, Ziehl-Neelsen).
• Requerimientos metabólicos: permiten identificación mediante pruebas bioquímicas.

Morfología Microscópica

• Cocos: bacterias de forma redonda que pueden agruparse en diplococos (pares), estreptococos (cadenas), tétradas (cuatro) o sarcinas (ocho).
• Bacilos: bacterias con forma de bastón; pueden formar agrupaciones similares a cocos.
• Palizadas: agrupación característica con forma de letras chinas (ej. Corynebacterium).
• Otras morfologías: vibrios (forma de coma), espiroquetas (espiral), filamentosas (ej. Leptothrix).

Tipos de Metabolismo Bacteriano

• Fotolitoautotrofos: energía de luz, electrones de compuestos inorgánicos, carbono de CO₂.
• Fotoorganoheterotrófos: energía de luz, electrones y carbono de compuestos orgánicos.
• Quimioorganoheterotrófos: mayoría de bacterias patógenas; energía, electrones y carbono de compuestos orgánicos.

Clasificación por Aceptor de Electrones

• Fermentación: no requiere aceptor externo de electrones.
• Respiración aeróbica: oxígeno actúa como aceptor de electrones.
• Respiración anaeróbica: compuestos diferentes al oxígeno aceptan electrones.

Estructuras Externas

• Cápsula: grupo de polisacáridos que protege contra fagocitosis; no es esencial.
• Pared celular: proporciona forma, protección mecánica y resistencia a tensiones osmóticas del medio.
• Flagelos: compuestos por proteínas de flagelina en espiral; permiten movilidad bacteriana.
• Pili (fimbrias): median adhesión y facilitan intercambio de material genético (con plásmido F).

Pared Celular en Grampositivas

• Capa gruesa de peptidoglicano compuesta por N-acetilglucosamina y N-acetilmurámico.
• Entrecruzamiento por cadenas de cinco aminoácidos que unen tercer aminoácido con cuarto.
• Ácidos teicoicos: polímeros de fosfato de glicerol o ribitol; estabilizan peptidoglicano.
• Ácidos lipoteicoicos: anclados a membrana celular mediante ácidos grasos.

Pared Celular en Gramnegativas

• Peptidoglicano más delgado que en grampositivas.
• Espacio periplásmico ubicado entre membrana plasmática y membrana externa.
• Membrana externa contiene lipopolisacáridos (endotoxina) y porinas que regulan intercambio de metabolitos.
• Dos membranas (plasmática e externa) versus una sola membrana en grampositivas.

Lipopolisacárido (LPS)

• Endotoxina de gramnegativas compuesta por tres regiones: lípido A, estructura central y cadena lateral O.
• Lípido A: anclado a membrana mediante ácidos grasos.
• Estructura central: contiene azúcares particulares.
• Cadena lateral O (antígeno O): permite clasificación bacteriana.

Tinción de Gram

• Aplicar cristal violeta: penetra todas las células bacterianas.
• Agregar lugol (yodo): forma complejo con cristal violeta.
• Decoloración con alcohol etílico o acetona al 95%.
• Grampositivas retienen complejo cristal violeta-yodo (color morado) gracias a peptidoglicano grueso.
• Gramnegativas pierden complejo por peptidoglicano delgado; se decoloran.
• Safranina (contracolorante) tiñe gramnegativas de color rosado.

Membrana Celular

• Bicapa lipídica que facilita transporte de electrones para respiración bacteriana.
• Carecen de esteroles excepto Mycoplasma.

Estructuras Internas

• Citoplasma (citosol): contiene ribosomas para síntesis de proteínas.
• Plásmidos: ADN circular independiente del cromosoma bacteriano.
• Región nucleoide: área donde se concentran cromosomas bacterianos.
• Esporas: mecanismo de resistencia a condiciones adversas; metabolismo disminuido.

Esporas Bacterianas

• Formadas por bacilos grampositivos de géneros Clostridium y Bacillus.
• Aumentan ácido dipicolínico e ión calcio intracelular para resistencia.
• Ubicación (terminal, subterminal, central) permite identificación de especies.

Términos y Definiciones Clave

• Procariota: célula sin núcleo verdadero; región nucleoide sin membrana nuclear.
• Eucariota: célula con núcleo verdadero rodeado por membrana nuclear.
• Peptidoglicano: estructura de pared celular formada por N-acetilglucosamina y N-acetilmurámico entrecruzados.
• Nucleoide: región sin membrana donde procariotas concentran material genético.
• Plásmido: ADN circular extracromosómico presente en bacterias.
• Hemólisis: capacidad bacteriana de lisar glóbulos rojos (alfa, beta o gamma).
• Lipopolisacárido (LPS): endotoxina de gramnegativas compuesta por lípido A, estructura central y antígeno O.