Las bacterias son organismos microscópicos unicelulares que prosperan en diversos entornos. Estos organismos pueden vivir en el suelo, el océano y dentro del intestino humano.
La relación de los humanos con las bacterias es compleja. A veces, las bacterias nos ayudan, como cuajar la leche en yogur o ayudar con nuestra digestión. En otros casos, las bacterias son destructivas y causan enfermedades como la neumonía y la resistencia a la meticilina. Staphylococcus aureus (MRSA)
Estructura
Las bacterias (singular: bacteria) se clasifican como procariotas, que son organismos unicelulares con una estructura interna simple que carece de núcleo, y contiene ADN que flota libremente en una masa retorcida, similar a un hilo llamada nucleoide, o en forma separada, piezas circulares llamadas plásmidos. Los ribosomas son las unidades esféricas en la célula bacteriana donde las proteínas se ensamblan a partir de aminoácidos individuales utilizando la información codificada en el ARN ribosómico.
Las células bacterianas generalmente están rodeadas por dos cubiertas protectoras: una pared celular externa y una membrana celular interna. Ciertas bacterias, como los micoplasmas, no tienen una pared celular en absoluto. Algunas bacterias pueden incluso tener una tercera capa protectora más externa llamada cápsula. Las extensiones en forma de látigo a menudo cubren las superficies de las bacterias, largas llamadas flagelos o cortas llamadas pili, que ayudan a las bacterias a moverse y unirse a un huésped.
Clasificación
Se utilizan algunos criterios diferentes para clasificar las bacterias. Los organismos se pueden distinguir por la naturaleza de sus paredes celulares, por su forma o por las diferencias en su composición genética.
La tinción de Gram es una prueba utilizada para identificar bacterias por la composición de sus paredes celulares, llamada así por Hans Christian Gram, quien desarrolló la técnica en 1884. La prueba tiñe bacterias Gram positivas o bacterias que no tienen una membrana externa. Las bacterias gramnegativas no recogen la mancha. Por ejemplo, steotococos neumonia (S. pneumoniae), que causa neumonía, es una bacteria Gram-positiva, pero Escherichia coli (E. coli) y Vibrio cholerae, que causa el cólera, son bacterias gramnegativas.
Hay tres formas bacterianas básicas: bacterias redondas llamadas cocos (singular: coccus), cilíndricas, en forma de cápsula, conocidas como bacilos (singular: bacilos); y bacterias espirales, acertadamente llamadas espirillas (singular: espirillum). Las formas y configuraciones de las bacterias a menudo se reflejan en sus nombres. Por ejemplo, la cuajada de leche Lactobacillus acidophilus son bacilos y neumonía S. pneumoniae Son una cadena de cocos. Algunas bacterias toman otras formas, como acechadas, cuadradas o en estrella.
Reproducción
La mayoría de las bacterias se multiplican por un proceso llamado fisión binaria, según el Colegio de Agricultura y Ciencias de la Vida de la Universidad de Cornell. En este proceso, una sola célula bacteriana, llamada "padre", hace una copia de su ADN y crece al duplicar su contenido celular. La celda luego se divide, empujando el material duplicado y creando dos celdas "hijas" idénticas.
Algunas especies bacterianas, como las cianobacterias y los firmicutes, se reproducen por brotación. En este caso, la célula hija crece como una rama del progenitor. Comienza como una pequeña protuberancia, crece hasta que tiene el mismo tamaño que su padre y se divide.
El ADN encontrado en padres e hijos después de la fisión binaria o la gemación es exactamente el mismo. Por lo tanto, las células bacterianas introducen variaciones en su material genético al integrar ADN adicional, a menudo de su entorno, en su genoma. Esto se conoce como transferencia horizontal de genes; La variación genética resultante garantiza que las bacterias puedan adaptarse y sobrevivir a medida que cambia su entorno.
Hay tres formas en que se produce la transferencia horizontal de genes: transformación, transducción y conjugación.
La transformación es el proceso más común de transferencia horizontal de genes y ocurre cuando se intercambian fragmentos cortos de ADN entre donantes y receptores. La transducción, que generalmente solo ocurre entre bacterias estrechamente relacionadas, requiere que el donante y el receptor transfieran el ADN al compartir los receptores de la superficie celular. La conjugación requiere contacto físico entre las paredes celulares de las bacterias; El ADN se transfiere de la célula donante al receptor. A través de la conjugación, una célula bacteriana puede transferir ADN a células eucariotas (organismos multicelulares). La conjugación ayuda a la propagación de genes de resistencia a antibióticos.
Bacterias en la salud humana y la enfermedad.
Las bacterias pueden ser beneficiosas y perjudiciales para la salud humana. Las bacterias comensales o "amigables" comparten espacio y recursos dentro de nuestros cuerpos y tienden a ser útiles. Hay alrededor de 10 veces más células microbianas que las células humanas en nuestros cuerpos; El mayor número de especies microbianas se encuentra en el intestino, según el artículo de 2012 del microbiólogo David A. Relman en Nature.
El intestino humano es un entorno cómodo para las bacterias, con muchos nutrientes disponibles para su sustento. En un artículo de revisión de 2014 publicado en el American Journal of Gastroenterology, los autores mencionan que las bacterias intestinales y otros microorganismos, como las cepas útiles de E. coli y Estreptococo, ayuda en la digestión, evita la colonización por patógenos nocivos y ayuda a desarrollar el sistema inmunitario. Además, la alteración de las bacterias intestinales se ha relacionado con ciertas afecciones de la enfermedad. Por ejemplo, los pacientes con enfermedad de Crohn tienen una respuesta inmune aumentada contra las bacterias intestinales, según una revisión de 2003 publicada en la revista The Lancet.
Otras bacterias pueden causar infecciones. Varias bacterias, que van desde el llamado grupo A Estreptococo, Clostridium perfringens (C. perfringens), E. coli y S. aureus puede causar una infección de tejidos blandos rara pero grave llamada fascitis necrotizante (a veces llamada bacteria carnívora). Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), esta infección afecta los tejidos que rodean los músculos, nervios, grasa y vasos sanguíneos; Se puede tratar, especialmente cuando se detecta temprano.
Resistencia antibiótica
Los antibióticos se usan típicamente para tratar infecciones bacterianas. Sin embargo, en los últimos años, el uso inadecuado e innecesario de antibióticos ha promovido la propagación de varias cepas de bacterias resistentes a los antibióticos.
En casos de resistencia a los antibióticos, las bacterias infecciosas ya no son susceptibles a antibióticos previamente efectivos. Según los CDC, al menos 2 millones de personas en los EE. UU. Se infectan con bacterias resistentes a los antibióticos cada año, lo que lleva a la muerte de al menos 23,000 personas.
"Casi cualquier infección que se pueda imaginar ahora se ha identificado como asociada con algún nivel de resistencia", dijo el Dr. Christopher Crnich, médico de enfermedades infecciosas y epidemiólogo hospitalario en los Hospitales de la Universidad de Wisconsin y el Hospital de Asuntos de Veteranos de Madison. "Hay muy pocas infecciones que tratamos ahora en las que las infecciones causadas por bacterias resistentes no son un problema clínico".
MRSA, por ejemplo, es una de las cepas bacterianas resistentes a antibióticos más notorias; Resiste la meticilina y otros antibióticos utilizados para tratar Estafilococo infecciones, que se adquieren principalmente a través del contacto con la piel. Las infecciones por MRSA se producen en entornos de atención médica, como hospitales y hogares de ancianos, donde puede provocar neumonía o infecciones del torrente sanguíneo. MRSA también se propaga en la comunidad, especialmente en situaciones donde hay mucha piel expuesta, otro contacto físico y el uso de equipos compartidos, por ejemplo, entre atletas, salones de tatuajes y en guarderías y escuelas. El MRSA adquirido en la comunidad con mayor frecuencia causa infecciones graves de la piel.
Una faceta importante de combatir la resistencia a los antibióticos es tener cuidado con su uso. "Es muy importante para nosotros usar antibióticos de manera inteligente", dijo Crnich a LiveScience. "Solo desea usar un antibiótico cuando tiene una infección bacteriana clara".
Este artículo fue actualizado el 25 de abril de 2019 por Rachel Ross, colaboradora de Live Science.
