Bacterias: Características Generales y Clasificación.

Revisamos en esta ocasión y de manera breve las características generales de las bacterias, así como las clasificaciones más relevantes. Para completar este tema te recomendamos nuestra publicación Antibióticos: Tratamientos de elección, efectos adversos y contraindicaciones.

A diferencia de la célula eucariota, la procariota (bacteria) carece de membrana nuclear, retículo endoplásmico y mitocondrias. Sin embargo, posee una membrana citoplasmática compuesta por una bicapa fosfolipídica y matriz proteica similar a la eucariota. Otras diferencias importantes son la ausencia de esteroles (con excepción de Mycoplasma), un ADN circular y un sólo cromosoma. Se reproducen por medio de fisión binaria y la transmisión de material genético ocurre por medio de mecanismos de transferencia genética.

Clasificación de las Bacterias

Las bacterias las podemos clasificar de acuerdo a múltiples criterios. Conforme a su forma y tipo de agrupación las dividimos en:

• Cocos: Diplococos, estafilococos, estreptococos
• Bacilos
• Espirilos, hélice, vibrión, etc.

De acuerdo a su respuesta a la tinción las clasificamos en:

• Gram positivas o negativas
• Ácido-alcohol resistentes
• Tinciones especiales

Por último, las clasificamos de acuerdo a su necesidad de oxígeno en:

• Aerobias
• Anaerobias
• Anaerobias facultativas
• Microaerófilas
• Aerotolerantes

Elementos Celulares de las Bacterias

Los elementos de la célula bacteriana los podemos clasificar en obligados, los cuales están presentes en todas las bacterias:

• Pared celular
• Membrana citoplasmática
• Citoplasma
• Ribosomas
• ADN (Nucleoide)

Y los facultativos, los cuales están presentes en sólo algunas de las bacterias:

• Cápsula
• Glucocálix
• Flagelo
• Fimbria
• Esporo

Pared Celular Bacteriana

Se trata de una estructura obligada ausente únicamente en el género Mycoplasma. Forma una cubierta rígida y es separada de la membrana citoplasmática por el espacio periplasmático. La composición de la pared celular es distinta entre las bacterias, característica que permite su distinción según la tinción de Gram. Esto las clasifica en Gram positivas, Gram negativas o ácido-alcohol resistentes/sensibles. Sin embargo, el elemento que está presente en todas las variantes de la pared celular es el peptidoglucano.

Gram positivas

Precisamente este grupo de bacterias contienen abundante peptidoglucano, así como ácidos teicoicos, específicos de las Gram positivas y que se encuentran entrelazados con el peptidoglucano para formar un armazón. Es así como crean la barrera que impide el paso a determinados antibióticos. Los ácidos lipoteicoicos se insertan en la membrana plasmática en su cara lipofílica y contribuyen a la integridad de la célula.

Gram negativas

En este grupo de bacterias la cantidad de peptidoglucano es mucho menor y la pared tienen una estructura y composición mucho más compleja. Esta última se integra de una:

Capa externa

Contiene un lipopolisacárido que se divide en el antígeno O, el core al centro y el lípido A (endotoxina) en la parte lipídica interna. Ésta última se encuentra integrada a la parte lipofílica del lipopolisacárido y forman en conjunto la membrana externa a la que se integran las porinas. Estas últimas proteínas son sintetizadas en los ribosomas y son transferidas al exterior por las uniones de Bayer.

Capa intermedia

Está compuesta por una lipoproteína que se une en su cara lipídica con los fosfolípidos de la capa externa y en la peptídica con el peptidoglucano.

Capa profunda

Su principal componente es el peptidoglucano, el cual se encuentra en mucho menor cantidad que en las Gram positivas.

Ácido-alcohol resistentes

Dentro de este grupo se encuentran las micobacterias y algunas especies de Nocardia. No se decoloran a la aplicación de ácido-alcohol, característica dada por los ácidos micólicos y cuyo componente son ácidos grasos no saturados. Si estos últimos se esterifican con el polisacárido superficial forman el factor de virulencia cord-factor.

Funciones de la pared celular bacteriana

El exoesqueleto bacteriano da rigidez y resistencia osmótica. Además, forma el tabique en la división celular y crea un filtro a macromoléculas mediante las porinas. Provee de patogenicidad bacteriana mediante la endotoxina (o lípido A en las Gram negativas) y confiere especificidad de tipo y grupo mediante el antígeno O de superficie. Por otro lado, es la estructura donde actúan los β-lactámicos y determina la tinción de Gram y de Ziehl-Neelsen.

Membrana Celular

Se diferencía de la eucariota en que no contiene colesterol, con excepción de Mycoplasma. Adopta una estructura de doble capa de fosfolípidos englobando diversas proteínas funcionales. En la superficie externa de la membrana se encuentran las PBP (Penicillin Binding Protein), necesarias para la producción de peptidoglucanos y cuya mutación es responsable de resistencia a β-lactámicos.

Dentro de sus funciones está la de barrera osmótica y filtro mediante los elementos hidrófobos y permeasas integradas. Dado que las bacterias carecen de mitocondrias, es en la membrana plasmática donde ocurre la fosforilación oxidativa. Además, sintetiza los elementos de la pared, así como los dextranos de la glucocalix y la cápsula. Por último, es diana de diversos agentes antimicrobianos y detergentes.

Citoplasma y Ribosomas

El citoplasma es una solución coloide que contiene el ADN bacteriano, mientras que los ribosomas, encargados de la síntesis proteica, son diana de múltiples antibióticos tales como los macrólidos, aminoglucósidos y tetraciclinas. Cabe mencionar que las bacterias carecen de un núcleo como tal y el genoma se localiza libre en el citoplasma (nucleoide).

Elementos Facultativos de las Bacterias

Cápsula

Está conformada por polisacáridos y en ocasiones por polipéptidos (D-glutámico en Bacillus). Tiene entre sus funciones el evitar la fagocitosis y es un factor de resistencia a diversos antibióticos. Además, provee de capacidad antigénica (útil en la generación de vacunas) y facilita la identificación de la bacteria por el aspecto de la colonica y su visualización al microscopio.

Glucocálix, Flagelos y Fimbrias

La glucocálix facilita la fijación de la bacteria, tal es el caso de Streptococcus viridans y Staphylococcus epidermidis. Mientras que los flagelos, compuestos de un filamento de filagrina, otorgan movilidad a la célula al igual que el antígeno específico H (AgH). Por último, las fimbrias carecen de movilidad; sin embargo, contribuyen a la adherencia, conjugación bacteriana y poseen propiedades antigénicas.

Esporo

Se encuentra presente en algunas especies. Tiene la función de proteger a la célula en situaciones de estrés, siendo en ocasiones causa de resistencia bacteriana. Está conformado por un core, dentro del cual se encuentran todos los elementos necesarios para la forma vegetativa, y una capa externa compuesta por peptidoglucano y queratina.

Fisiología de las Bacterias

Las bacterias se clasifican de acuerdo a su fuente de energía en fototrofas, cuando la obtienen de la luz solar; quimiotrofas cuando su fuente es a partir de reacciones químicas; y paratrofas cuando la obtienen del huésped que parasitan.

Acorde a su capacidad de síntesis, las bacterias se pueden clasificar en autótrofas, cuando poseen elevada capacidad enzimática y aprovechan el carbono y nitrógeno de los compuestos inorgánicos. Son heterótrofas cuando su capacidad de síntesis es menor y obtienen el carbono y nitrógeno únicamente de compuestos orgánicos. Por último, se consideran hipotrofas aquellas bacterias con prácticamente nula capacidad enzimática y dependen de la célula huésped.

Con respecto a la relación con el oxígeno, las bacterias se puede clasificar como:

• Aerobias cuando se multiplican en presencia de O₂. Al colocarse en un tubo de ensayo crecerán en la superficie. Crecen bien en ambos medios.
• Anaerobias cuando crecen únicamente en ausencia de O₂. En el tubo de ensayo crecerán al fondo. Son aquellas que forman los abscesos y ocasionan las infecciones del tracto genital femenino, colon y cavidad oral.
• Las bacterias anaerobias facultativas crecen bien en ambos medios.
• Microaerófilas son aquellas que crecen únicamente a bajas tensiones de O₂ (2 a 10%). En el tubo de ensayo crecerán debajo de la superficie.
• Aerotolerantes son las bacterias que son indiferentes al O₂, ya que pueden crecer en su presencia; sin embargo, no lo utilizan para su metabolismo.

Genoma Bacteriano

Las procariotas intercambian su material genético mediante mecanismos específicos. Mediante transformación se realiza una captación directa del ADN procedente de una bacteria muerta. En la conjugación la célula donante genera una porción de ADN (plásmido) que cede a una bacteria receptora mediante pilis. Por último, a través de la transducción se realiza la transferencia de ADN de una célula donante a una receptora por medio de un bacteriofago.

Principales géneros bacterianos

	Aerobias o facultativas	Anaerobias
Cocos Gram Positivos	a) Catalasa (+): Estafilococos Coagulasa (+): S. aureus. Coagulasa (-): - Manitol (+): S. saprophyticus - Manitol (-): S. epidermidis b) Catalasa (-): Estreptococos +α hemolíticos: -Sensible a optoquina: neumococo -Resistente a optoquina: S. viridans +β-hemolíticos: - Sensible a bacitracina: S. pyogenes - Resistente a bacitracina: S. agalactiae +γ-hemolíticos: - Resiste bilis, crece en medio con NaCl : enterococo - Resiste bilis, no crece en medio con NaCl: no enterococo	Peptococcus Peptostreptococcus
Cocos Gram Negativos	Neisseriaceae Neisseria Moraxella Acinetobacter Kingella	Veillonella
Bacilos Gram Positivos	Corynebacterium Listeria monocytogenes Bacillus Erysipelothrix rhusiopathiae	Clostridium Propionibacterium Lactobacillus
Bacilos Gram Negativos	Enterobacteriaceae: E. coli, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Proteus, Morganella, Providencia, Salmonella, Shigella, Yersinia. Pseudomonas Brucella Legionella Bordetella Francisella Acinetobacter Vibrio Haemophilus Grupo Hacek Pasteurella Helicobacter Bartonella, Capnocytophaga	Bacteroides Prevotella Porphyromonas Fusobacterium

Referencias Bibliográficas

Murray, P. R., Rosenthal, K. S., & Pfaller, M. A. (2017). Microbiología médica (8th ed.). Barcelona, España: Elsevier.

Jawetz, E., Melnick, J. L., Adelberg, E. A., & Brooks, G. F. (2014). Microbiología médica Jawetz, Melnick y Adelberg (26th ed.). México, D.F.: McGraw-Hill Interamericana.

Ryan, K. J., & Ray, C. G. (2011). Sherris microbiología médica (5th ed.). México, D.F.: McGraw-Hill Interamericana.

Última Modificación: Miércoles 1 de Agosto del 2018 a las 11:30 hrs.