Las bacterias son los organismos vivos más abundantes del planeta, así como algunas de las formas de vida más antiguas conocidas. La simplicidad y las pequeñas dimensiones de las bacterias enmascaran de alguna manera la resistencia, la antigüedad y ubicuidad de estas formas de vida.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Las bacterias son organismos unicelulares y representan uno de los dos dominios dentro de la categoría taxonómica conocida como procariotas. El otro es Archaea, que puede sobrevivir a algunas de las condiciones ambientales más extremas de la Tierra.
La palabra "procariota"proviene del griego para" antes del núcleo ", que destaca la principal diferencia entre los procariotas y sus contrapartes emergentes más recientes en la biosfera, eucariotas ("buen núcleo").
En resumen, los procariotas son organismos unicelulares con un anuclear celular, mientras que los eucariotas son organismos multicelulares con nucleado células; existen raras excepciones en ambas categorías.
¿Por qué son importantes las bacterias?
Las bacterias están activas en prácticamente todos los ecosistemas conocidos del planeta (un ecosistema es una colección de organismos que interactúan en un entorno físico común).
Si bien su principal notoriedad radica en su capacidad para causar una serie de enfermedades infecciosas, muchas de ellas potencialmente fatales, muchas bacterias realmente juegan un papel beneficioso en la vida de los humanos y otras eucariotas.
Cuando dos tipos diferentes de organismos viven juntos de formas que son beneficiosas para ambos, esto se llama simbiosis. (Esto se puede contrastar con parasitismo, donde uno de los dos organismos se beneficia en detrimento del otro, por ejemplo, tenias que viven en los intestinos de los mamíferos y causan problemas de salud humana en el proceso).
Simbiosis: ejemplos
Un ejemplo de simbiosis bacteria-humana es la fabricación por una especie particular de bacteria de vitamina K, una molécula esencial en la coagulación de la sangre.
Otras bacterias viven simbióticamente en la piel humana y en otras partes del cuerpo, y pueden ayudar a destruir las células que causan enfermedades y ayudar en la sistema digestivo.
Además, el panorama culinario sería marcadamente diferente sin bacterias en la mezcla. Sin ellos, el mundo no tendría queso, yogur y otros alimentos que dependan de las actividades controladas y monitoreadas de estos microorganismos para su fabricación.
Bacteria patogénica
Menos del uno por ciento de las bacterias conocidas son capaces de causar enfermedades en los seres humanos.
Las infecciones bacterianas, sin embargo, siguen siendo una de las mayores causas de muerte y enfermedad en todo el mundo, particularmente en áreas con saneamiento deficiente, alto densidad de población y acceso limitado a los antibióticos adecuados para combatir las bacterias, problemas de salud pública que, lamentablemente, se encuentran a menudo en combinación.
Algunos de los tipos más comunes de bacterias patógenas o causantes de enfermedades en los seres humanos son algunas de las Estreptococos y Estafilococos así como MI. coli.
Estreptococo y Estafilococo son nombres de género y cada categoría incluye una variedad de especies patógenas. MI. coli, corto para Escherichia coli, es un tipo específico de bacteria, por lo que el género y el nombre de la especie están incluidos, al igual que Homo sapiens para referirse a los humanos modernos.
A través de mundo taxonómico, el nombre del género siempre se escribe con mayúscula, mientras que el nombre de la especie nunca.
Reciclaje de nutrientes
Las bacterias también contribuyen positivamente al ecosistema global al participar en reciclaje de nutrientes (por ejemplo, el ciclo del carbono, el ciclo del nitrógeno).
Estos procesos devuelven importantes moléculas que contienen carbono y nitrógeno que han pasado desde la parte superior del la llamada cadena alimentaria a las bacterias en la parte inferior del sistema, haciéndolas disponibles para nuevas plantas y animales crecimiento; cuando estos organismos mueren, sus átomos de carbono y nitrógeno encuentran su camino de regreso al suelo y al agua, a menudo después de que las bacterias han actuado para descomponer sus restos y extraer energía para su propio crecimiento.
La historia de las bacterias
Las bacterias han existido en la Tierra durante aproximadamente 3.500 millones de años, lo que significa que han existido alrededor de las tres cuartas partes del tiempo que la Tierra misma.
(Considere que se cree que los dinosaurios se extinguieron hace unos 65 millones de años; esto es menos de unoquincuagésimo tan profundo en la historia geológica como la aparición de bacterias).
Sus parientes procariotas, los arqueas, han estado presentes durante más tiempo. Es posible que vea los términos en mayúscula; Archaea y Bacteria son también los nombres de los dominios taxonómicos que engloban a estos organismos.
Los "arqueos", por lo menos, no tienen que competir con los recursos con otros organismos, ya que habitan sólo los más adversos. ambientes imaginables: agua hirviendo caliente o extremadamente ácida, piscinas extremadamente salinas (saladas), aberturas volcánicas con alto contenido de azufre y en el interior Hielo antártico.
Se cree que la división de bacterias y arqueas ocurrió hace unos 4 mil millones de años.
Aunque es fácil ver a las bacterias y arqueas como primos cercanos, a nivel bioquímico y genético, estos dos grupos de organismos son tan diferentes entre sí como lo son de los seres humanos.
Procariotas antes que eucariotas
Los eucariotas surgieron por primera vez millones de años después de la primera bacteria, y se presume que su aparición es el resultado de un tipo de procariota que engulle a otro de una manera que "funcionó" con el tiempo; Imagine que una estancia de AirBnB se convierte en una situación de compañero de habitación permanente.
Específicamente, el orgánulos dentro de las células eucariotas llamadas mitocondrias, que son responsables del metabolismo aeróbico y, por lo tanto, los tamaños comparativamente masivos que pueden alcanzar los eucariotas debido a su dependencia del oxígeno (aeróbico significa "con oxígeno"), se cree que alguna vez fueron bacterias independientes en su propio derecho.
A nadie se le atribuye de forma exclusiva el descubrimiento de bacterias, salvo al científico holandés del siglo XVII Antony. von Leeuwenhoek tiene el mérito de ser el primero en utilizar un microscopio para realizar estudios exhaustivos de estos organismos.
No fue hasta el siglo XIX cuando los científicos, entre ellos Robert Koch y Luis Pasteur, aprenden que las bacterias pueden causar enfermedades en las personas, y no fue hasta poco antes de la Segunda Guerra Mundial, hacia fines de la primera mitad del siglo XX, que los científicos médicos identificó y comenzó a hacer uso de antibióticos, que son sustancias químicas naturales o sintéticas que pueden detener la reproducción de bacterias en sus pistas, con o sin matar a los organismos total.
Estructura de una célula bacteriana
Así como los animales pueden adoptar una vertiginosa variedad de formas físicas de una especie a otra, los diferentes tipos de bacterias abarcan una variedad de formas y tamaños, como se describe en la siguiente sección.
Sin embargo, al igual que todas las células eucariotas tienen ciertas características en común, muchos atributos de las bacterias son universales.
Quizás la estructura independiente más importante de una bacteria es la pared celular. (Tenga en cuenta que "solo" alrededor del 90 por ciento de las bacterias poseen esta característica).
Aparte de su función y composición química, la pared celular, que es externa a la membrana celular que todas las células tienen, se utiliza para dividir las bacterias sobre la base de la respuesta de la pared a un procedimiento de laboratorio llamado tinción de Gram.
Las llamadas bacterias grampositivas (G +), que retienen la mayor parte del tinte utilizado en el proceso de tinción, tienen paredes que muestran un color violáceo cuando se tiñen, mientras que las bacterias gramnegativas (G-), que liberan la mayor parte del tinte, aparecen Rosa. (Tradicionalmente, "grampositivos" y "gramnegativos" no se escriben con mayúscula a pesar de que la raíz de la palabra es un nombre propio).
Las paredes celulares bacterianas G + y G- contienen sustancias llamadas peptidoglicanos que no se encuentran en ningún otro lugar de la naturaleza.
Detalles de la pared celular
Aproximadamente el 90 por ciento de las paredes celulares G + están hechas de peptidoglicanos, y el resto consiste en teicoicoácido.
Por el contrario, sólo alrededor del 10 por ciento de las paredes de las células bacterianas G constan de peptidoglicanos. Las bacterias G también incluyen una membrana plasmática en el exterior de la pared celular para complementar la membrana celular debajo de ella.
Juntos, la pared celular y una o dos membranas celulares de una bacteria forman lo que se denomina colectivamente el envoltura celular.
La información genética de las bacterias está contenida en el ácido desoxirribonucleico (ADN), al igual que en eucariotas. Las células bacterianas, sin embargo, carecen de núcleos, que es donde se encuentra el ADN en los eucariotas, por lo que el ADN bacteriano se encuentra en el citoplasma (la sustancia de la célula dentro de la membrana celular) en una disposición suelta de hebras llamada nucleoide.
•••Ciencia
Otros elementos de células bacterianas
En el exterior de la pared celular y proyectándose hacia el exterior, hay varias estructuras que participan en el movimiento de las bacterias y en el intercambio de información genética con otras bacterias.
A flagelo es una proyección en forma de látigo que funciona de manera muy similar a la hélice de un barco, y consta de un filamento, un gancho y un motor, todos los cuales están hechos de diferentes proteínas.
A pilum (plural pili) es una proyección más pequeña, similar a un cabello, que puede desempeñar un papel pequeño en la locomoción, pero se usa con mayor frecuencia para unir las bacterias a las superficies de otras células. Cuando esta otra célula es en sí misma una bacteria, el resultado puede ser una conjugación o mover el ADN de una célula bacteriana a la siguiente.
Ribosomas, que también están presentes en eucariotas, son los sitios de síntesis de proteínas dentro de las células.
Se encuentran dispersas en el citoplasma, estas estructuras utilizan información codificada a través del ADN en el ácido ribonucleico mensajero (ARNm) para construir proteínas específicas a partir de subunidades de aminoácidos transportadas a los ribosomas por otras proteínas.
Los diferentes tipos de bacterias
Además de dividir las bacterias en categorías sobre la base de su comportamiento de tinción de la pared celular antes mencionado, las bacterias pueden distinguirse sobre la base de sus formas.
Existen tres formas básicas:
- Cocci (singular: coccus), que son aproximadamente esféricos
- Bacilos (bacilo), que tienen forma de varilla
- S_pirilla_ (spirillum), que se retuercen en forma de espiral.
Los cocos se encuentran a menudo en colonias.
Diplococos son cocos dispuestos en pares; estreptococos se encuentran encadenados. Estafilococos existen en racimos irregulares en forma de uva. Los bacilos son más grandes que los cocos y, cuando se dividen, el resultado puede ser una cadena (estreptobacilos) o un cúmulo globular (cocobacilos).
Finalmente, la espirilla viene en tres sabores propios: la vibrio, que es una varilla curva, con forma de coma; la espiroqueta, una espiral delgada y flexible; y el "típico" spirillum, que forma una espiral rígida.
Cómo se reproducen las bacterias
Las bacterias se reproducen mediante un proceso llamado fisión binaria, que da como resultado la formación de dos bacterias hijas, cada una virtualmente idéntica a la bacteria "madre" en composición e iguales entre sí en tamaño.
Esta es una forma asexual de reproducción y es similar a la mitosis que se observa en las células eucariotas.
La mitosis, sin embargo, se refiere estrictamente a la replicación del material genético o ADN de una célula. Si bien esto ocurre casi en concierto con la división de células eucariotas completas, la división de una célula eucariota en dos se denomina citocinesis.
Recuerde que el ADN de una bacteria no está empaquetado en un núcleo, sino que se encuentra en el citoplasma en un conjunto de hebras poco organizadas.
En preparación para la fisión binaria, toda la célula bacteriana se alarga de manera coordinada, y tanto la pared celular como el citoplasma se vuelven más extensos. Mientras esto sucede, la célula comienza a hacer una copia completamente nueva de su ADN (replicación).
Ocurre la división
La "línea" a lo largo de la cual se dividirá la bacteria, llamada pulpa, se forma en el centro de la celda; la síntesis del tabique se basa en una proteína llamada FtsZ.
Al principio, el tabique parece un anillo, pero luego se abre camino hacia los lados opuestos de la célula, lo que finalmente conduce a la división y la formación de dos bacterias hijas.
Debido a que la fisión binaria da como resultado la formación de dos organismos funcionales completos, los tiempos de generación de bacterias, que son a menudo se dan en horas, suelen ser mucho más cortos que los de los organismos eucariotas, que normalmente se miden en meses o años.
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