MORFOLOGIA Y ESTRUCTURA BACTERIANA

Analizaremos algunos aspectos de la morfología y

estructura de las bacterias, microorganismos que integran

la flora normal de las superficies cutáneo-mucosas del

hombre y están vinculadas a numerosas y frecuentes

patologías infecciosas humanas.

Importancia del tema:

En las últimas décadas se han hecho importantes avances

en el estudio de la ultraestructura bacteriana, lográndose

una identificación bioquímica de muchas de las fracciones

subcelulares, estos avances han permitido ubicar

definitivamente a las bacterias en el reino Procariota.

El conocimiento en profundidad de las diferentes

estructuras y su composición ha permitido comprender,

como muchas bacterias se relacionan con el hombre, ya sea

cuando lo hacen como integrantes de la flora normal o

cuando se comportan como agresoras para el mismo.

Ha sido fundamental poder demostrar que muchas

estructuras bacterianas bien identificadas son importantes

inmunógenos, siendo posible utilizarlas para la preparación

de vacunas que han significado verdaderos avances en la

Medicina de los últimos años (Ejemplo: vacunas contra

agentes causantes de meningoencefalitis supuradas:

Haemophilus influenzae tipo b).

El conocimiento de la composición bioquímica de las

diferentes estructuras de las bacterias, asi como de su

metabolismo, ha permitido la comprensión del mecanismo

de acción de diferentes antibióticos.

De gran relevancia han sido también los avances en el

estudio del material genético bacteriano cromosómico y

plasmídico que han posibilitado el desarrollo de técnicas

con aplicaciones en investigación y diagnóstico que han

revolucionado las últimas décadas.

Es justo de todos modos señalar que a pesar de todas estas

innovaciones la observación al microscopio óptico y la

reacción de las bacterias ante las diferentes coloraciones

sigue siendo de fundamental importancia en la taxonomía e

identificación bacteriana.

Definición: Las bacterias o procariotas, son

microorganismos unicelulares que se reproducen por fisión

binaria (división simple). Muchos tienen vida libre.

Contienen información genética, sistemas de producción de

energía y sistemas biosintéticos necesarios para el

crecimiento y reproducción.

Ubicación dentro de los sistemas biológicos:

La gran división de los seres vivos se realiza según el tipo

de células: eucoriota y procariota.

Como veremos en el cuadro 1, animales y plantas,

individuos multicelulares, tienen células eucariotas.

También poseen este tipo de células algas, hongos y

protozoos. (eu significa verdadero, cariota: núcleo).

Las bacterias son microorganismos unicelulares, siendo

entonces células procariotas. Existen dos grupos de

procariotas evolutivamente distintos, las eubacterias y las

arquebacterias.

Una célula bacteriana típica tiene las siguientes estructuras:

Material genético ADN, bajo forma de un cromosoma

único que no está rodeado de membrana nuclear, esta

característica es la diferencia fundamental con la célula

eucariota, la cual posee siempre membrana nuclear.

Presentan además ribosomas, citoplasma y membrana

Por fuera está la pared bacteriana, estructura que por su

composición bioquímica se puede decir que es propia de

las bacterias, ya que las células vegetales tienen una pared

celular pero está compuesta por celulosa. Algunas bacterias

como los micoplasmas, carecen de pared celular.

Las diferentes estructuras bacterianas que observamos en la

figura 1 las podemos dividir, según sean constantes en las

células o no, en estructuras permanentes y variables.

Estructuras permanentes: - membrana celular

- ribosomas

- material genético

Estructuras variables: - pared celular

- flagelo

- fimbrias o pilis

- cápsula

- esporas

Al decir estructuras variables queremos decir que estas

estructuras existen en algunas bacterias y no en todas, y

aun en un mismo grupo bacteriano o una misma cepa

bacteriana las puede presentar o no, dependiendo de las

condiciones en donde se desarrolle. Las estructuras

variables no son necesarias para la vida de la célula

bacteriana.

Tamaño: Las bacterias presentan una amplia diversidad de

tamaños, que va desde 0.5 a 2 micrómetros y algunas

pueden llegar a 10 micras. No son visibles por supuesto al

ojo humano y se visualizan con microscopio óptico (MO) o

electrónico (ME).

Las bacterias pueden ser observadas al MO sin ser

coloreadas si se las coloca en glicerol o soluciones no

acuosas que aumenten el índice de refracción.

Las bacterias se pueden observar sin colorear utilizando la

técnica de microscopía de campo oscuro en la que

utilizando un condensador especial se ven sobre un fondo

oscuro como cuerpos brillantes. Esta técnica se usa para el

examen de microorganismos no teñidos en suspensiones

líquidas como es el caso de Treponema pallidum, agente

de la sífilis, que se observan como espiroquetas

delgadísimas.

Forma: Al MO o ME las bacterias se presentan con una

morfología definida que está determinada por su pared

rígida. Se pueden presentar como esféricas, ovaladas,

denominándose cocos. Si la forma es cilíndrica se

denominan bacilos o bastones.

Estos bastones pueden ser rectos, curvos o con forma de

espiral, en este último caso les llamamos espirilos. Figura

2.

Las células bacterianas pueden mantenerse unidas en

grupos después de que se han dividido, pero conservando

siempre la independencia una célula de otra. Cocos o

bacilos pueden agruparse en cadenas, en el caso de los

cocos, cuando se presentan así agrupados, se denominan

estreptococos. También se pueden presentar como

diplococos.

Si los planos de división son variados pueden agruparse en

tétradas o como racimos, denominándose estafilococos.

Los bacilos pueden ser muy cortos, recibiendo el nombre

de cocobacilos, otras veces pueden ser muy largos,

pudiendo tener una longitud 10 veces superior a su

diámetro. Los extremos pueden ser redondeados o rectos,

pueden presentarse aislados, en largas cadenas o pueden

agruparse en empalizadas o formando letras chinas.

La morfología bacteriana se observa al MO sin tinción

como se señaló, o utilizando diferentes técnicas de tinción

que ayudan a su mejor visualización ya que son incoloras.

Las diferentes técnicas de tinción consisten en colorear las

células con diferentes colorantes que tienen afinidad por

materiales celulares específicos. Hay colorantes catiónicos,

de carga positiva que tienen afinidad por constituyentes

celulares de carga negativa, como los ácidos nucleicos y

los polisacáridos.

Algunos ejemplos de colorantes catiónicos: azul de

metileno, cristal violeta, safranina.

Más adelante analizaremos algunos detalles de la

coloración más utilizada en Bacteriología, denominada

coloración de Gram en honor a quien en 1884 la describió.

Es esta una coloración diferencial que permite dividir a las

bacterias en Gram positivas, refiriéndose a aquellas que

toman el primer colorante utilizado que tiñe las bacterias

de color violeta y las Gram negativas, las que toman el

último colorante utilizado en la técnica como colorante de

contraste que las tiñe de rojo o rosado. Este tipo de

coloración se denomina diferencial por lo que acabamos de

analizar.

Otras coloraciones simples como el azul de metileno, se

utilizan para observar simplemente la morfología.

Analizaremos la célula desde su interior para luego

dedicarnos a las estructuras externas y apéndices.

Las estructuras internas de la célula están inmersas en el

citoplasma, solución acuosa y viscosa, que contiene solutos

orgánicos e inorgánicos y elementos especializados como

ribosomas y gránulos de inclusión.

Material genético:

Ribosomas: La célula bacteriana presenta ribosomas libres

en el citoplasma con coeficiente de sedimentación de 70S a

diferencia de la célula eucariota que es de 80S. Se

presentan también como polirribosomas que son cadenas

de ribosomas asociados a ARN mensajero y en parte en

relación con el ADN cromosómico. Contienen todos los

componentes que permiten la síntesis proteica.

Las células poseen más ribosomas si están creciendo en

medios ricos. El alto contenido de ARN determina gran

afinidad por los colorantes básicos.

ADN bacteriano:Como se señaló, la célula procariota a

diferencia

...