Membrana
celular
Es una
estructura vital para la bacteria. Representa una barrera que separa el
interior del exterior celular. Consiste en una bicapa lipídica similar a
otras membranas biológicas, compuesta por fosfolípidos anfipáticos; no
posee esteroles a diferencia de las eucariotas (con la excepción de los
mycoplasmas). La membrana se halla estabilizada por puentes de hidrógeno,
interacciones hidrofóbicas y cationes como el calcio y el magnesio que se
combinan con los fosfolípidos cargados negativamente. Insertas en ella se
encuentran múltiples proteínas transmembrana, que facilitan el transporte
de sustancias hidrofílicas a través de ésta. Como las bacterias no
poseen membranas internas todos los sistemas de fosforilación, oxidación y
transporte de electrones (citocromos) para la producción de energía se
encuentran a nivel de la membrana celular.
Los
mesosomas son invaginaciones de la membrana plasmática que forma vesículas,
túbulos o lamelas. Aunque se han investigado durante años, su función
exacta aún se desconoce; pueden estar involucrados en la formación de la
pared celular durante la división celular o en la replicación del
cromosoma y su distribución a las células hijas. Algunos autores
consideran que los mesosomas son artefactos generados durante la fijación
química de las bacterias para su observación en el microscopio
electrónico. Es necesario realizar más investigaciones para solucionar
esta polémica.
La
membrana celular cumple la función de barrera osmótica, tiene permeabilidad
selectiva y permite el ingreso de nutrientes y la salida de desechos por
mecanismos de transporte activo y pasivo. En ella se encuentran los
sistemas de fosforilación oxidación y el transporte de electrones para la
producción de energía; además tiene las enzimas necesarias para la
síntesis de lípidos, de la pared celular (por ejemplo, el bactoprenol), de
la cápsula, etc. Finalmente la membrana contiene moléculas receptoras
especiales que ayudan a las bacterias a detectar y responder a sustancias
químicas del medio externo.
Pared
celular
Ubicada
por fuera de la membrana plasmática, es una estructura vital para las bacterias
que la poseen. Los fármacos que bloquean su formación producen la lisis y
muerte de las bacterias susceptibles. Excepto los mycoplasmas todas las
bacterias tienen una pared celular que les da forma y las protege de la
lisis osmótica. La pared celular de muchos microorganismos patógenos tiene
componentes que contribuyen a su patogenicidad. La pared puede proteger a la
célula de las sustancias tóxicas y es el sitio de acción de algunos
antibióticos.
Después
de que Christian Gram en 1884 desarrollase la tinción que lleva su nombre, se
comprobó que las bacterias podían clasificarse en dos grupos principales, según
su respuesta a esta coloración. Las bacterias grampositivas se tiñen de
color azul violeta y las gramnegativas adquieren un color rosa o rojo. La
diferencia estructural verdadera entre ambos grupos se puso de manifiesto
con el desarrollo del microscopio electrónico. La pared de una
célula grampositiva está formada por una única capa homogénea de 20 a 80
nm de grosor de peptidoglicano o mureína, situada por fuera de la membrana
celular. Por el contrario, la pared de la célula gramnegativa es más
compleja; posee una capa de 2 a 7 nm de grosor de peptidoglicano rodeada
por una membrana externa.
En las
microfotografías electrónicas se observa un espacio entre la membrana
plasmática y la externa de las bacterias gramnegativas y, a menudo entre
la membrana plasmática y la pared celular en las grampositivas. Dicho
espacio se denomina espacio periplásmico y está ocupado por un gel, el
periplasma. El espacio periplásmico de las bacterias
gramnegativas contiene muchas proteínas que participan en la captación de
nutrientes, por ejemplo enzimas hidrolíticas (proteasas, lipasas,
fosfatasas, β-lactamasas) que convierten las macromoléculas en productos
más pequeños que pueden ser metabolizados por la bacteria. El espacio
periplásmico contiene también enzimas que participan en la síntesis del
peptidoglicano y en la
modificación
de compuestos tóxicos que podrían lesionar la célula. En especies
patógenas, también encontramos a ese nivel factores de virulencia como
colagenasas, hialuronidasas y proteasas. Es posible que las bacterias
grampositivas no tengan un espacio periplásmico visible y secretan enzimas
denominadas exoenzimas, que corresponderían a las periplásmicas de
las bacterias gramnegativas.
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