bacteria - wikipedia, la enciclopedia libre
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Bacteria
Bacteria
Rango temporal: Arcaico - Holoceno
Escherichia coli aumentada 15 000veces.
Clasificación científica
Superr eino o Imperio: Prokaryota
Dominio o Reino: Bacteria(Ehrenberg 1828, Woese et al 1990, Ruggiero et al2015)1
Filos2
Monodérmicos (Gram positivos)
ActinobacteriaChloroflexiFirmicutesTenericutesThermomicrobia
Didérmicos (Gram negativos)
Acidobacteria Aquificae
ArmatimonadetesBacteroidetesCaldisericaChlamydiaeChlorobiChrysiogenetesCyanobacteriaDeferribacteresDeinococcus-ThermusDictyoglomiElusimicrobiaFibrobacteresFusobacteriaGemmatimonadetesLentisphaeraeNitrospiraPlanctomycetes
Lasbacterias son microorganismos procariotas que
presentan un tamaño de unos pocos micrómetros(por lo
general entre 0,5 y 5 μm de longitud) y diversas formas
incluyendo filamentos, esferas (cocos), barr as (bacilos),
sacacorchos (vibrios) y hélices (espirilos). Las bacterias
son células procariotas, por lo que a diferencia de las células
eucariotas (de animales, plantas, hongos, etc.), no tienen
el núcleo definido ni presentan, en general,orgánulos
membranosos internos. Generalmente poseen una pared
celular y ésta se compone depeptidoglicano. Muchas
bacterias disponen deflagelos o de otros sistemas de
desplazamiento y son móviles. Del estudio de las bacterias
se encarga la bacteriología, una rama de lamicrobiología. Lapresencia fr ecuente de pared de peptidoglicano junto con su
composición en lípidos de membrana son la principal
diferencia que presentan frente a las arqueas, el otro
importante grupo de microorganismos procariotas.
Las bacterias son los organismos más abundantes del
planeta. Son ubicuas, se encuentran en todos
los hábitats terrestres y acuáticos; crecen hasta en los más
extremos como en los manantiales de aguas calientes yácidas, en desechos radioactivos,4 en las profundidades
tanto del mar como de la corteza terrestre. Algunas bacterias
pueden incluso sobrevivir en las condiciones extremas
del espacio exterior . Se estima que se pueden encontr ar en
torno a 40 millones de células bacterianas en un gramo
de tierra y un millón de células bacterianas en un mililitro de
agua dulce. En total, se calcula que hay aproximadamente
5×1030bacterias en el mundo.5
Las bacterias son imprescindibles para el reciclaje de los
elementos, pues muchos pasos importantes de los ciclos
biogeoquímicos dependen de éstas. Como ejemplo cabe
citar la fijación del nitrógenoatmosférico. Sin embargo,
solamente la mitad de los filos conocidos de bacterias tienen
especies que se pueden cultivar en el laboratorio,6 por lo que
una gran parte (se supone que cerca del 90 %) de las
especies de bacterias existentes todavía no ha sido descrita.
En el cuerpo humano hay aproximadamente diez veces más
células bacterianas que células humanas, con una gran
cantidad de bacterias en lapiel y en el tracto
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ProteobacteriaSpirochaetesSynergistetesThermodesulfobacteriaThermotogaeVerrucomicrobia
Filos candidatos3
Acetothermia
Aerophobetes Aminicenantes AtribacteriaCalescamantesCaldithrixCloacimonetesFervidibacteriaGracilibacteriaHydrogenedentesLatescibacteriaMarinimicrobia
MicrogenomatesNitrospinaeOmnitrophicaParcubacteriaPoribacteriaThermi
digestivo.7 Aunque el efecto protector del sistema
inmunológico hace que la gran mayoría de estas bacterias
sea inofensiva o beneficiosa, algunas bacterias patógenas
pueden causar enfermedades infecciosas,
incluyendocólera, difteria, escarlatina, lepra, sífilis, tifus, etc.
Las enfermedades bacterianas mortales más comunes son
las infecciones respiratorias, con una mortalidad solo parala tuberculosis de cerca de dos millones de personas al año.8
En todo el mundo se utilizan antibióticos para tratar las
infecciones bacterianas. Los antibióticos son efectivos contra
las bacterias ya que inhiben la formación de la pared celular
o detienen otros procesos de su ciclo de vida. También se
usan extensamente en la agricultura y la ganadería en
ausencia de enfermedad, lo que ocasiona que se esté
generalizando la resistencia de las bacterias a
los antibióticos. En la industria, las bacterias son importantes
en procesos tales como el tratamiento de aguas residuales,
en la producción demantequilla, queso, vinagre, yogur , etc.,
y en la fabricación de medicamentos y de otros productos
químicos.9
Aunque el término bacteria incluía tradicionalmente a todos los procariotas, actualmente la taxonomía y
la nomenclatura científica los divide en dos grupos. Estos dominios evolutivos se denominan Bacteria
y Archaea (arqueas).10 La división se justifica en las grandes diferencias que presentan ambos grupos a
nivel bioquímico y genético.
Índice [ocultar ]
1 Historia de la bacteriología
2 Origen y evolución de las bacterias
3 Morfología bacteriana
4 Estructura de la célula bacteriana
4.1 Estructuras intracelulares
4.2 Estructuras extracelulares4.3 Endosporas
5 Metabolismo
6 Movimiento
7 Reproducción
8 Crecimiento
9 Genética
10 Interacciones con otros organismos
10.1 Comensales
10.2 Mutualistas
10.3 Patógenos
11 Clasificación e identificación
12 Filos y filogenia
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Anton van Leeuwenhoek, la primerapersona que observó una bacteria a travésde un microscopio.
12.1 Grupos termófilos
12.2 Gram positivos y relacionados
12.3 Gracilicutes
13 Uso de las bacterias en la tecnología y la industria
14 Galería
15 Véase también
16 Referencias17 Enlaces externos
Historia de la bacteriología [ editar ]
La existencia de microorganismos fue conjeturada a finales
de la Edad Media. En el Canon de medicina(1020), Abū Alī
ibn Sīnā ( Avicena) planteaba que las secreciones corporales
estaban contaminadas por multitud de cuerpos extraños
infecciosos antes de que una persona cayera enferma, pero
no llegó a identificar a estos cuerpos como la primera causa
de las enfermedades. Cuando la peste negra(peste
bubónica) alcanzó al-Ándalus en el siglo XIV, Ibn Khatima
e Ibn al-Jatib escribieron que las enfermedades infecciosas
eran causadas por entidades contagiosas que penetraban
en el cuerpo humano.11 12 Estas ideas sobre el contagio
como causa de algunas enfermedades se volvió muy
popular durante el Renacimiento, sobre todo a través de losescritos de Girolamo Fracastoro.13
Las primeras bacterias fueron observadas por el
holandés Anton van Leeuwenhoek en 1683 usando
un microscopio de lente simple diseñado por él
mismo.14 Inicialmente las denominó animálculos y publicó sus observaciones en una serie de cartas
que envió a la Royal Society de Londres.15 16 17Marc von Plenciz (s.XVIII) afirmó que las enfermedades
contagiosas eran causadas por los pequeños organismos descubiertos por Leeuwenhoek. El nombre
de bacteria fue introducido más tarde, en 1828, por Ehrenberg, deriva del griego βακτήριον -α, bacterion -a, que significa bastón pequeño.18 En 1835 Agostino Bassi, pudo demostrar
experimentalmente que la enfermedad del gusano de seda era de origen microbiano, después dedujo
que muchas enfermedades como el tifus, la sífilis y el cóleratendrían un origen análogo. En las
clasificaciones de los años 1850 se ubicó a las bacterias con el nombre Schizomycetes dentro del
reino vegetal y en 1875 se las agrupó junto a las algas verdeazuladas en Schizophyta.19
Louis Pasteur demostró en 1859 que los procesos de fermentación eran causados por el crecimiento
de microorganismos, y que dicho crecimiento no era debido a la generación espontánea, como se
suponía hasta entonces. (Ni las levaduras, ni losmohos, ni los hongos, organismos normalmenteasociados a estos procesos de fermentación, son bacterias). Pasteur, al igual que su contemporáneo y
colega Robert Koch, fue uno de los primeros defensores de la teoría germinal de las enfermedades
infecciosas.20 Robert Koch fue pionero en la microbiología médica, trabajando con diferentes
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Enfermos de cólera.
Árbol filogenético mostrando la divergencia de las especies
modernas de su ancestro común en el centro.28 Los tres dominios estáncoloreados de la siguiente forma; las bacterias en azul, las archaeas en
enfermedades infecciosas, como elcólera,
el carbunco y la tuberculosis. Koch logró probar
la teoría germinal de las enfermedades
infecciosas tras sus investigaciones en
tuberculosis, siendo por ello galardonado con el
premio Nobel en Medicina y Fisiología, en el
año 1905.21
Estableció lo que se ha denominadodesde entonces lospostulados de Koch, mediante
los cuales se estandarizaban una serie de criterios
experimentales para demostrar si un organismo
era o no el causante de una
determinada enfermedad. Estos postulados se
siguen utilizando hoy en día.22
Aunque a finales del siglo XIX ya se sabía que las bacterias eran causa de multitud de enfermedades,
no existían tratamientos antibacterianos para combatirlas.23 En 1882 Paul Ehrlich, pionero en el uso de
tintes y colorantes para detectar e identificar bacterias, descubre la tinción del bacilo de Koch ( tinción
de Ziehl Neelsen) que poco después es perfeccionada por Ziehl y Neelsen independientemente. 24 En
1884 se descubre latinción Gram. Erlich recibió el premio Nobel en1908 por sus trabajos en el campo
de lainmunología y en 1910 desarrolló el primer antibiótico por medio de unos colorantes capaces de
teñir y matar selectivamente a las espiroquetasde la especie Treponema pallidum, la bacteria causante
de la sífilis.25
Un gran avance en el estudio de las bacterias fue el descubrimiento realizado por Carl Woese en 1977,
de que las arqueas presentan una línea evolutiva diferente a la de las bacterias.26 Esta
nuevataxonomía filogenética se basaba en la secuenciación del ARN ribosómico 16S y dividía a los
procariotas en dos grupos evolutivos diferentes, en un sistema de tres dominios: Arquea, Bacteria y
Eukarya.27
Origen y evolución de las bacterias [ editar ]
Los seres vivos se dividen
actualmente en tresdominios:
bacterias (Bacteria), arqueas
( Archaea) y eucariontes (Eukarya).
En los dominios Archaea y Bacteria
se incluyen los
organismos procariotas, esto es,
aquellos cuyas células no tienen
un núcleo celular diferenciado,
mientras que en el
dominioEukarya se incluyen lasformas de vida más conocidas y
complejas
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3/4/2016 Bacteria - Wikipedia, la enciclopedia libre
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verde, y las eucariotas de color rojo.
(protistas, animales, hongosy plantas).
El término "bacteria" se aplicó tradicionalmente a todos los microorganismos procariotas. Sin embargo,
la filogenia molecular ha podido demostrar que los microorganismos procariotas se dividen en
dos dominios, originalmente denominados Eubacteria y Archaebacteria, y ahora renombrados
como Bacteria y Archaea,29 que evolucionaron independientemente desde un ancestro común. Estosdos dominios, junto con el dominio Eukarya, constituyen la base del sistema de tres dominios, que
actualmente es el sistema de clasificación más ampliamente utilizado en bacteriología.30
El término Mónera, actualmente en desuso, en la antigua clasificación de los cinco reinos significaba lo
mismo que procariota, y así sigue siendo usado en muchos manuales y libros de texto.
Los antepasados de los procariotas modernos fueron los primeros organismos (las primeras células)
que se desarrollaron sobre la tierra, hace unos 3.800-4.000 millones años. Durante cerca de 3.000
millones de años más, todos los organismos siguieron siendo microscópicos, siendo probablemente
bacterias y arqueas las formas de vida dominantes.31 32 Aunque existen fósiles bacterianos, por ejemplo los estromatolitos, al no conservar su morfología distintiva no se pueden emplear para estudiar
la historia de la evolución bacteriana, o el origen de una especie bacteriana en particular. Sin embargo,
las secuencias genéticas sí se pueden utilizar para reconstruir lafilogenia de los seres vivos, y estos
estudios sugieren que arqueas y eucariontes están más relacionados entre sí que con las bacterias. 33
En la actualidad se discute si los primeros procariotas fueron bacterias o arqueas. Algunos
investigadores piensan que Bacteria es el dominio más antiguo con Archaea y Eukarya derivando a
partir de él,30 mientras que otros consideran que el dominio más antiguo es Archaea.34 Se ha
propuesto que el ancestro común más reciente de bacterias y arqueas podría ser un hipertermófiloquevivió entre 2.500 y 3.200 millones de años atrás.35 36 En cambio, otros científicos sostienen que tanto
Archaea como Eukarya son relativamente recientes (de hace unos 900 millones de años)37 38y que
evolucionaron a partir de una bacteria Gram-positiva (probablemente una Actinobacteria), que
mediante la sustitución de la pared bacteriana depeptidoglicano por otra de glicoproteína daría lugar a
un organismo Neomura.39 40
Las bacterias también han estado implicadas en la segunda gran divergencia evolutiva, la que separó
Archaea de Eukarya. Se considera que lasmitocondrias de los eucariontes proceden de
laendosimbiosis de una proteobacteria alfa.41
42
En este caso, el antepasado de los eucariontes, queposiblemente estaba relacionado con las arqueas (el organismo Neomura), ingirió una proteobacteria
que, al escapar a la digestión, se desarrolló en el citoplasma y dio lugar a las mitocondrias. Éstas se
pueden encontrar en todos los eucariontes, aunque a veces en formas muy reducidas, como en
losprotistas amitocondriales. Después, e independientemente, una segunda endosimbiosis por parte de
algún eucarionte mitocondrial con unacianobacteria condujo a la formación de
loscloroplastos de algas y plantas. Se conocen incluso algunos grupos de algas que se han originado
claramente de acontecimientos posteriores de endosimbiosis por parte de eucariotas heterótrofosque,
tras ingerir algas eucariotas, se convirtieron enplastos de segunda generación.43 44
Morfología bacteriana [ editar ]
Las bacterias presentan una amplia variedad de tamaños y formas. La mayoría presentan un tamaño
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Existen bacterias con múltiples morfologías.
diez veces menor que el de las
células eucariotas, es decir, entre
0,5 y 5 μm. Sin embargo, algunas
especies como Thiomargarita
namibiensisy Epulopiscium
fishelsoni llegan a alcanzar los
0,5mm, lo cual las hace visibles alojo desnudo.45 En el otro extremo
se encuentran bacterias más
pequeñas conocidas, entre las que
cabe destacar las pertenecientes al
género Mycoplasma, las cuales
llegan a medir solo 0,3 μm, es
decir, tan pequeñas como
los virus más grandes.46
La forma de las bacterias es muy
variada y, a menudo, una misma
especie adopta distintos tipos
morfológicos, lo que se conoce
como pleomorfismo. De todas
formas, podemos distinguir tres tipos fundamentales de bacterias:
Coco (del griego kókkos, grano): de forma esférica.
Diplococo: cocos en grupos de dos.
Tetracoco: cocos en grupos de cuatro.
Estreptococo: cocos en cadenas.
Estafilococo: cocos en agrupaciones irregulares o en racimo.
Bacilo (del latín baculus, varilla): en forma de bastoncillo.
Formas helicoidales:
Vibrio: ligeramente curvados y en forma de coma, judía o cacahuete.
Espirilo: en forma helicoidal rígida o en forma de tirabuzón.
Espiroqueta: en forma de tirabuzón (helicoidal flexible). Algunas especies presentan incluso formas tetraédricas o cúbicas.47 Esta amplia variedad de formas
es determinada en última instancia por la composición de la pared celular y el citoesqueleto, siendo de
vital importancia, ya que puede influir en la capacidad de la bacteria para adquirir nutrientes, unirse a
superficies o moverse en presencia de estímulos.48 49
A continuación se citan diferentes especies con diversos patrones de asociación:
Neisseria gonorrhoeae en forma diploide (por pares).
Streptococcus en forma de cadenas.
Staphylococcus en forma de racimos.
Actinobacteria en forma de filamentos. Dichos filamentos suelen rodearse de una vaina que
contiene multitud de células individuales, pudiendo llegar a ramificarse, como el géneroNocardia,
https://es.wikipedia.org/wiki/Nocardiahttps://es.wikipedia.org/wiki/Actinobacteriahttps://es.wikipedia.org/wiki/Staphylococcushttps://es.wikipedia.org/wiki/Streptococcushttps://es.wikipedia.org/wiki/Neisseria_gonorrhoeaehttps://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria#cite_note-49https://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria#cite_note-48https://es.wikipedia.org/wiki/Citoesqueletohttps://es.wikipedia.org/wiki/Pared_celularhttps://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria#cite_note-47https://es.wikipedia.org/wiki/Espiroquetahttps://es.wikipedia.org/wiki/Espirilohttps://es.wikipedia.org/wiki/Vibriohttps://es.wikipedia.org/wiki/Bacilohttps://es.wikipedia.org/wiki/Coco_(bacteria)https://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria#cite_note-46https://es.wikipedia.org/wiki/Virushttps://es.wikipedia.org/wiki/Mycoplasmahttps://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria#cite_note-45https://es.wikipedia.org/wiki/Mmhttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Epulopiscium_fishelsoni&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Thiomargarita_namibiensishttps://es.wikipedia.org/wiki/Micr%C3%B3metro_(unidad_de_longitud)https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bacterial_morphology_diagram-es.svghttps://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Bacterial_morphology_diagram-es.svg
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Rango de tamaños que presentan lascélulasprocariotas en relación a otros organismosybiomoléculas.
adquiriendo así el aspecto del miceliode un hongo.50
Las bacterias presentan la capacidad de anclarse a
determinadas superficies y formar un agregado
celular en forma de capa denominado biopelícula o
biofilme, los cuales pueden tener un grosor que va
desde unos pocos micrómetros hasta medio metro.
Estas biopelículas pueden congregar diversasespecies bacterianas, además
de protistas yarqueas, y se caracterizan por formar
un conglomerado de células y componentes
extracelulares, alcanzando así un nivel mayor de
organización o estructura secundaria
denominadamicrocolonia, a través de la cual
existen multitud de canales que facilitan la difusión
de nutrientes.51 52En ambientes naturales tales
como el suelo o la superficie de las plantas, la
mayor parte de las bacterias se encuentran
ancladas a las superficies en forma de biopelículas.53 Dichas biopelículas deben ser tenidas en cuenta
en las infecciones bacterianas crónicas y en los implantes médicos, ya que las bacterias que forman
estas estructuras son mucho más difíciles de erradicar que las bacterias individuales.54
Por último, cabe destacar un tipo de morfología más compleja aún, observable en algunos
microorganismos del grupo de las mixobacterias. Cuando estas bacterias se encuentran en un medio
escaso en aminoácidos son capaces de detectar a las células de alrededor, en un proceso conocido
como percepción de quórum, en el cual todas las células migran hacia las demás y se agregan, dando
lugar a cuerpos fructíferos que pueden alcanzar los 0,5 mm de longitud y contener unas 100.000
células.55 Una vez formada dicha estructura las bacterias son capaces de llevar a cabo diferentes
funciones, es decir, se diferencian, alcanzando así un cierto nivel de organización pluricelular. Por
ejemplo, entre una y diez células migran a la parte superior del cuerpo fructífero y, una vez allí, se
diferencian para dar lugar a un tipo de células latentes denominadas mixosporas, las cuales son más
resistentes a la desecación y, en general, a condiciones ambientales adversas.56
https://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria#cite_note-56https://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria#cite_note-55https://es.wikipedia.org/wiki/Cuerpo_fruct%C3%ADfero_(plasmodio)https://es.wikipedia.org/wiki/Percepci%C3%B3n_de_qu%C3%B3rumhttps://es.wikipedia.org/wiki/Amino%C3%A1cidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Mixobacteriahttps://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria#cite_note-54https://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria#cite_note-Davey-53https://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria#cite_note-52https://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria#cite_note-51https://es.wikipedia.org/wiki/Arqueahttps://es.wikipedia.org/wiki/Protistahttps://es.wikipedia.org/wiki/Biopel%C3%ADculahttps://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria#cite_note-50https://es.wikipedia.org/wiki/Hongohttps://es.wikipedia.org/wiki/Miceliohttps://es.wikipedia.org/wiki/Biomol%C3%A9culahttps://es.wikipedia.org/wiki/Procariotahttps://commons.wikimedia.org/wiki/File:Relative_scale-es.svghttps://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Relative_scale-es.svg