Las bacterias

Las bacterias son seres unicelulares de estructura simple y núcleo difuso, generalmente sin clorofila, y que se reproducen por bipartición. Constituyen un grupo de microorganismos unicelulares muy arcaicos y caracterizados por la ausencia de una membrana nuclear que delimite su núcleo; por esta razón son llamados organismos procariotas, como el tipo celular al que pertenecen. Junto con las cianobacterias o algas cianofíceas, forman parte del grupo de los Moneras, uno de los cinco reinos de la naturaleza, de acuerdo con la vigente clasificación de los seres vivos inspirada en la obra del naturalista estadounidense R. H. Whittaker.


Bacterias comprimidas en un disco de Petri

Las bacterias conocidas (que son probablemente una parte relativamente exigua de las especies existentes) presentan mucha más diversidad metabólica que la que existe en el resto del mundo viviente. Entre ellas, un grupo de especies, las denominadas arqueobacterias (entre las cuales se cuentan muchas formas termófilas, capaces de prosperar en las aguas hirvientes de las fuentes termales) presentan caracteres muy particulares, y aunque no se conocen con precisión (y probablemente deberían clasificarse completamente aparte) son, con toda probabilidad, los organismos vivientes más arcaicos.

Formas principales

Examinadas al microscopio, las bacterias presentan tres formas principales. Algunas, los cocos, son células esféricas, como los estreptococos, los estafilococos o los enterococos. Las que tienen forma de bastoncillo, con los extremos redondeados o afilados, reciben el nombre de bacilos (colibacilos, salmonelas, etc.).


Clasificación morfológica de las bacterias

Un tercer grupo lo integran los espirilos, de formas curvadas (como en el caso de los vibrios o vibriones ) o francamente espiraladas (como las espiroquetas). Las formas ovoides, intermedias entre los cocos y los bacilos, se denominan cocobacilos.

Dimensiones y estructura

La célula bacteriana tiene unas dimensiones del orden del micrómetro o micra (una milésima de milímetro). La talla media de una bacteria oscila entre 1 y 10 micras, si bien existen células «enanas» de 0,2 micras de longitud y células gigantes, cuya longitud alcanza las 500 micras.

En el estudio de la célula se distinguen dos tipos según la ausencia o presencia de núcleo: procariotas y eucariotas. La estructura de una bacteria es la propia de una célula procariota, es decir, del tipo de célula desprovista de mitocondrias, de cloroplastos y de núcleo diferenciado. Las bacterias contienen un solo cromosoma inmerso en el citoplasma, en el que ocupa de ordinario una zona central o nucleoide.

La pared celular de las bacterias está formada por mucopolisacáridos especiales (los peptidoglicanos) y rodeada externamente por una cápsula integrada principalmente por poliósidos. Esta pared confiere a la célula bacteriana su forma característica, su rigidez y su resistencia frente a las variaciones de la presión osmótica del medio externo. La estructura básica de la pared se ve a menudo completada por la presencia de otros constituyentes, variables según las especies.


Anatomía de una bacteria simple

Estas diferencias se ponen de manifiesto con la tinción de Gram. Mediante dicha técnica tintórea se distinguen las bacterias llamadas grampositivas, que poseen una pared espesa y densa, de las denominadas gramnegativas, cuya capa de peptidoglicanos tiene un espesor menor, pero está acompañada por una membrana de estructura parecida a la de la membrana plasmática. Además de su función esquelética, la pared bacteriana constituye la zona de intercambio entre la bacteria y su medio exterior.

Modos y medios de vida

La afinidad de las bacterias con el oxígeno varía según las especies. Algunas bacterias necesitan tomar el oxígeno que se encuentra en estado libre en el aire: son las denominadas bacterias aerobias, como las pertenecientes a los géneros Pseudomonas o Bacillus. Las denominadas bacterias anaerobias, como por ejemplo las del género Clostridium, no pueden vivir más que en ausencia de oxígeno. Muchas de estas últimas son responsables, junto a otros organismos, de las reacciones de putrefacción. Otras especies, por su parte, son capaces de asimilar el nitrógeno atmosférico, como sucede entre las del género Rhizobium.

Por otra parte, es posible distinguir entre bacterias autótrofas (cianobacterias, nitrobacterias, ferrobacterias...), que no necesitan materia orgánica, y bacterias parásitas, que se desarrollan a expensas de otro ser vivo, con beneficio recíproco en el caso de las bacterias simbiontes; muchas de las bacterias saprófitas, por último, se alimentan de los residuos orgánicos de los suelos húmedos.

Ciertas bacterias presentan cierta capacidad de movimiento. Algunas se deslizan sobre la superficie del sustrato; otras son móviles merced a la presencia de flagelos, como sucede en el caso de la bacteria tifídica; pero otros tipos, como los estreptococos, son totalmente inmóviles.

Clasificación

La clasificación de los miles de especies de bacterias conocidas en la actualidad reposa esencialmente en el aspecto. Se trata, por tanto, de una clasificación morfológica. Los criterios utilizados para establecer la sistemática bacteriana responden a una jerarquía determinada por un conjunto de caracteres citofisiológicos. Análisis moleculares más recientes permiten separar las arqueobacterias del resto de especies que, por oposición, reciben el nombre de eubacterias, es decir, bacterias verdaderas.

Reproducción

Las células bacterianas son de tipo procariota, es decir, se caracterizan especialmente por la ausencia de núcleo. Su material hereditario, el ADN (ácido desoxirribonucleico), no se halla como en los células eucariotas unido a histonas, sino que forma una molécula única, el cromosoma bacteriano, a menudo integrado por algunos millones de pares de nucleótidos. El cromosoma bacteriano carece de envoltura nuclear; se halla libre en el centro de la célula. Además de este cromosoma, es característica de las bacterias la existencia de pequeños fragmentos de ADN autónomo (los plásmidos) que pueden entrar y salir de la célula, integrarse temporalmente en el cromosoma y, también, duplicarse de forma independiente.

Las bacterias se reproducen de ordinario por división simple o escisiparidad. Sin embargo presentan frecuentes fenómenos de sexualidad que, al igual que sucede en la generalidad de organismos unicelulares, no tienen que ver tanto con la multiplicación como con el intercambio y la recombinación del material genético.


División simple: tras la replicación y separación del cromosoma, la bacteria se escinde

La forma más común de sexualidad entre las bacterias es la conjugación, en la que se transfiere un fragmento de ADN desde una célula «macho» o donadora hasta una célula «hembra» o receptora. Otras formas de sexualidad en las bacterias son la transformación, un fenómeno mediante el cual una bacteria es capaz de incorporar fragmentos de ADN que han quedado libres en el medio (a menudo como consecuencia de la lisis de otras bacterias), y la transducción o introducción en una bacteria de un fragmento de ADN procedente de otra bacteria por medio de un agente transmisor (a menudo un virus, que inocula parte del material hereditario de su anterior huésped).

Muchas bacterias son polimorfas y adoptan un aspecto diferente según el medio en que viven; asimismo, muchas están dotadas de formas resistentes, llamadas esporas, capaces de sobrevivir durante cierto tiempo a las temperaturas extremas o a la desecación, lo que explica las dificultades de esterilización que muchas plantean.

Importancia ecológica y económica de las bacterias

Las bacterias desempeñan un papel de considerable importancia en la naturaleza. Algunas de ellas cuentan con una actividad enzimática intensa que puede aprovecharse en las industrias de fermentación; en los animales superiores, las bacterias realizan la función de agentes activos en la digestión intestinal. Cierto número de bacterias genera pigmentos (bacilo piociánico); otras formas bacterianas producen gases, depósitos de hierro o de azufre, o bien toxinas excrementadas o integradas al cuerpo celular.

De manera general, las bacterias son los agentes de las fermentaciones y putrefacciones que transforman las materias orgánicas en gases y sustancias inertes aptas para reincorporarse al ciclo vital; además, fijan el gas atmosférico, enriquecen el suelo en nitrógeno y, de este modo, proporcionan a los vegetales algunos alimentos inorgánicos que les son indispensables para el desarrollo. En los ciclos biológicos, en definitiva, las bacterias desempeñan el papel fundamental de descomponedores o mineralizadores. Las bacterias patógenas sólo constituyen una pequeña parte del universo bacteriano.


Imagen de un bacilo obtenida mediante un microscopio electrónico

Las aplicaciones industriales de las propiedades metabólicas de ciertas bacterias (por ejemplo, la fijación de nitrógeno o la secreción de enzimas) se hallan actualmente en pleno desarrollo. La posibilidad de integrar en el cromosoma bacteriano genes procedentes de las células productoras de sustancias de interés para el hombre (como hormonas, proteínas animales y antígenos de vacunación), convirtiendo así a la bacteria en célula secretora de tales sustancias, constituye la base de la ingeniería genética.

Algunas enfermedades infecciosas causadas por bacterias

La difteria

Está causada por el Corynebacterium diphtheriae, un bacilo grampositivo con una característica forma de porra. La difteria se combate mediante la administración de una antitoxina específica, preparada a partir de sangre de animales inmunizados con toxinas químicamente modificadas que presentan baja toxicidad, pero que conservan un elevado poder antigénico.

La tuberculosis

Está producida por el bacilo de Koch, es decir, el Mycobacterium tuberculosis, un bacilo grampositivo que puede desarrollarse en casi todos los tejidos del cuerpo, aunque casi siempre presenta una fase de multiplicación primaria, a menudo exclusiva, en los pulmones. La inmunización con una estirpe avirulenta del bacilo de la tuberculosis (bacilo de Calmette y Guerin o BCG) aumenta la resistencia del sistema inmunitario ante esta enfermedad, que no empezó a ser vencida hasta mediados del siglo XX.

La peste

La peste es una enfermedad producida por un bacilo gramnegativo, la Pasteurella pestis, que se transmite de ordinario de la rata a los humanos mediante la picadura de la pulga. Se propaga también con frecuencia por vía respiratoria, cuando los bacilos, después de alcanzar el torrente circulatorio, infectan los pulmones.

El cólera

Es una enfermedad intestinal grave que se propaga por contaminación con aguas fecales, siendo su control una estricta cuestión de saneamiento, puesto que no se conocen (a diferencia de otras muchas enfermedades bacterianas) portadores crónicos. El cólera es producida por un vibrio, el Vibrio cholerae, que es en realidad el único vibrio patógeno para el hombre.

La gonorrea y la sífilis

Otro grupo de enfermedades bacterianas de diverso signo se propagan por contagio directo. Entre ellas la gonorrea o blenorragia, que tiene en el gonococo o Neisseria gonorrhoeae su germen causante. Dicho diplococo gramnegativo invade los tejidos de los órganos sexuales y reproductores y se transmite mediante la relación sexual. Lo mismo ocurre en la sífilis, otra enfermedad de transmisión sexual, más grave aún, causada por una espiroqueta llamada Treponema pallidum.

Tétanos y gangrena

Parientes próximos del Clostridium botulinum e igualmente anaerobios son el Clostridium tetani y el Clostridium septicum responsables, respectivamente, del tétanos y de la gangrena gaseosa, dos enfermedades graves que tienen su vía de entrada en el cuerpo a través de heridas profundas mal desinfectadas.

La bacteriología

La bacteriología, rama de la microbiología dedicada al estudio de las bacterias, constituye en la actualidad una disciplina de gran importancia para la investigación básica, con un gran número de aplicaciones tanto industriales (fermentaciones) como sanitarias (veterinaria y medicina). Los laboratorios bacteriológicos forman hoy parte integrante de todos los grandes hospitales, de muchas industrias alimentarias y también de los organismos dedicados al control y la protección medioambientales.

La bacteriología estudia la forma, el proceso de reproducción, las condiciones favorables y desfavorables de vida de los microorganismos bacterianos y su acción patógena sobre el hombre y los animales. Los objetivos básicos de la bacteriología médica son delimitar la patogenicidad o capacidad de las bacterias para causar daños o provocar enfermedades y desarrollar remedios terapéuticos, especialmente sustancias biocidas y bacteriostáticas que, sin destruir las bacterias, impiden no obstante su reproducción.


Cultivo de bacterias

La identificación de las bacterias tiene una componente microscópica básica en relación con los tipos morfológicos bacterianos y las tinciones identificativas (como la citada tinción de Gram), pero se basa en buena medida en las técnicas de cultivo, que permiten observar sus requerimientos nutritivos o ambientales o, en métodos como la fagotipia, sus capacidades de defensa frente a virus bacteriófagos.