Morfología Bacteriana, Estructura Celular y Procesos de Replicación del ADN

Morfología y Agrupación Bacteriana

Cocos

Los cocos presentan una forma esférica. Al dividirse, pueden permanecer unidos en diversas configuraciones:

• 1. Diplococo: Se agrupan en parejas.
• 2. Estreptococo: Forman cadenas.
• 3. Tétrada: Se organizan en grupos de cuatro, dividiéndose en dos planos.
• 4. Sarcina: Se organizan en grupos de ocho, dividiéndose en tres planos.
• 5. Estafilococo: Se dividen al azar, formando racimos irregulares.

Bacilos

Los bacilos poseen una forma alargada, similar a una varilla. Generalmente se encuentran aislados, pero presentan variantes:

• 1. Diplobacilos: Dispuestos en parejas.
• 2. Estreptobacilos: Dispuestos en cadenas.
• 3. Cocobacilos: Son bacilos cortos, redondeados u ovalados.

Bacterias Espirales

• 1. Vibriones: Tienen forma curvada, similar a una coma.
• 2. Espirilo: Poseen una forma helicoidal rígida.
• 3. Espiroqueta: Presentan forma de tirabuzón y se desplazan mediante flagelos internos (filamentos axiales).

Estructura del Motor Flagelar y Movimiento

La organización de los anillos del flagelo varía según el tipo de pared celular:

• Gram positivas (G+) y Gram negativas (G-): Ambas poseen el anillo SM en la membrana citoplasmática y el anillo C en el citoplasma.
• Gram negativas (G-): Presentan adicionalmente el anillo L en la membrana externa y el anillo P en la capa de peptidoglicano.

En cuanto a su composición, un anillo está codificado por un gen (una proteína), a excepción del Anillo C, que está compuesto por dos proteínas. El complejo que rodea a los anillos SM y C se denomina Complejo Mot. El conjunto de SM y C + MOT constituye el motor flagelar.

Mecánica del Movimiento Flagelar

• Rotor: Compuesto por el cilindro central y los anillos.
• Estator: Formado por las proteínas Mot, que generan la fuerza protonmotriz.

Los protones ejercen una fuerza electrostática sobre el rotor; la atracción de cargas provoca que el cuerpo basal rote.

Mecanismos de Deslizamiento

Existen diversas estrategias para el desplazamiento bacteriano sin flagelos:

1. Secreción de polisacárido mucoso: Se libera en la superficie para generar tracción.
2. Pelos tipo IV: Mediante procesos de extensión y retracción repetidas.
3. Secreción de complejo proteico de adhesión: Localizado en un polo del bacilo, permite que este se deslice hacia adelante.
4. Proteínas específicas de motilidad: Ubicadas en la membrana externa y citoplasmática, funcionan de forma similar a una rueda dentada.

Inclusiones Citoplasmáticas y Gránulos de Reserva

1. PHA (Polihidroxialcanoatos): Reserva de carbono (C) y energía (E). Se hidrolizan para formar esqueletos carbonados o sintetizar ATP.
2. Glucógeno: Reserva de materia orgánica.
3. Polifosfato: Acumulación de cadenas de fósforo (P) inorgánico unidas por cationes como calcio, magnesio, sodio o zinc.
4. Azufre (S): Las bacterias Gram negativas oxidan el azufre reducido y acumulan azufre elemental (común en fotótrofos y quimiótrofos). Se presentan como gránulos con envuelta proteica accesibles.
5. Magnetosomas: Partículas intracelulares de minerales magnéticos rodeadas por una fina membrana de fosfolípidos.

El Replisoma y la Replicación del ADN

El proceso de replicación involucra múltiples enzimas y complejos:

• 1. Helicasa (DnaB): Desenrolla el ADN en la horquilla de replicación. Se unen dos helicasas, una en cada cadena, avanzando en direcciones opuestas.
• 2. Primasa (RNA polimerasa): Sintetiza los cebadores (primers) necesarios para la polimerasa. En la cadena avanzada hay un solo cebador en el origen; en la cadena retrasada hay múltiples (fragmentos de Okazaki).
• 3. Complejo DNA-Polimerasa III: Encargado de sintetizar la copia de ADN.
• 4. DNA-Polimerasa I: Sintetiza ADN y posee actividad exonucleasa para eliminar el cebador.
• 5. DNA-ligasa: Cataliza la formación del último enlace fosfodiéster.
• 6. DNA-polimerasa III y I: Poseen actividad exonucleasa (3’→5’) con función de corrección de errores.
• 7. DNA-Girasa: Desenlaza las dos moléculas circulares resultantes.

Hitos en la Historia de la Microbiología

• Siglo XVI: Creación de Lazaretos para aislar a los leprosos, aplicando medidas profilácticas de forma intuitiva.
• Yersinia pestis: Identificación del agente de la epidemia por Alexandre Yersin y Shibasaburo Kitasato.
• Antonie van Leeuwenhoek: Padre de la microbiología, observó los primeros "animálculos".
• Robert Hooke: Pionero en la microscopía compuesta.
• Abiogénesis: La teoría de la generación espontánea fue refutada por los experimentos de Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani y Louis Pasteur, consolidando la bacteriología moderna.