BACTERIS: CARACTERÍSTIQUES, MORFOLOGIA, TIPUS, REPRODUCCIÓ - BIOLOGIA - 2025

Les bacteris són un extens grup de microorganismes procariotes. En general, presenten una mida de tot just uns pocs micròmetres. Tenen diferents formes que van des cilíndriques, passant per espiralades fins a formes de bastó.

Són organismes pràcticament ubics i poden ser localitzats a terra, cossos d'aigües marines i d'aigua dolça, habitant la flora intestinal i la saliva de molts vertebrats, i com a paràsits d'animals i plantes. També han estat trobats en ambients extrems com aigües termals àcides, xemeneies hidrotermals i residus radioactius.

Bacteris Bacterium tartarophtorum, B. manitopoeum i Bacillus sporogenes desenvolupant-se en un recipient d'acer inoxidable. Pres i editat de commons.wikimedia.org

Aquests microbis són part fonamental de molts cicles de nutrients. Són component base de la microbiota de totes les cadenes tròfiques i la seva biomassa pot ser calculada en aproximadament 5 × 10 ³⁰ bacteris al planeta terra.

Una altra xifra interessant, és la de la quantitat de bacteris que habiten en el cos humà: es pensa que en un humà mitjà habiten al voltant de 39 bilions de cèl·lules bacterianes i les majoria d'aquestes es troben formant part de la flora intestinal.

La classificació tradicional dels bacteris comprenia un grup taxonòmic polifilético. Avui dia aquest grup ha estat dividit en dos dominis bacteri i Archea. Bacteri és reconegut com el grup procariòtic amb lípids de membrana compostos per diacil diésteres de glicerol.

D'altra banda, Archea és el grup de procariotes la membrana està composta per lípids isoprenoides (Dieter de glicerol o tetraéter de glicerol). També presenten diferències en la seva ARN ribosomal, denominant ARNr bacterià i ARNr arqueano, respectivament.

morfologia

Els bacteris presenten una gran varietat morfològica i de mides. Aquests organismes unicel·lulars poden mesurar des de 0,3 micròmetres fins als 0,5 mil·límetres, però en general les seves mesures estan entre els 0,3 i 5,0 micròmetres.

La forma anomenada cocos (esfèrica) és la més comuna entre els bacteris. No obstant això, altres formes com bacils (amb forma de pal o bastó) també són relativament comuns.

Altres morfs no tan freqüents entre els bacteris són: les comes, també anomenades vibris (amb forma de vareta lleugerament corbada o com el signe de puntuació ","), i les espirilias o espiroquetes (amb formes d'espiral). Algunes més inusuals encara tenen forma d'estrelles.

Altres característiques no morfològiques

Els representants de l'domini bacteri, a l'ésser organismes unicel·lulars procariotes, no presenten nucli definit ni orgànuls membranosos complexos. La paret cel·lular d'aquests presenten un pectidoglicano que conté àcid murámico i els lípids de membrana contenen àcids grassos de cadenes rectes amb enllaços èster.

Presenten vesícules de gas. L'ARN de transferència presenta timina (en la majoria dels ARNt) i N-formilmetionina (transportada per l'ARNt iniciador). Presenten ARNm policistrónico, és a dir, que codifica més d'una proteïna.

Els ribosomes tenen una mida de 70s. Són sensibles a l'cloramfenicol ia la kanamicina, no mostren sensibilitat amb l'antibiòtic anisomicina.

L'ARN polimerasa dels bacteris és una molècula de grans dimensions. Posseeix cinc subunitats d'aproximadament 410 kilodaltons cadascuna. Addicionalment, en la seva estructura l'ARN polimerasa presenta una ranura de 55 Å de longitud i 25 Å d'amplada. Presenta sensibilitat cap a la rifampicina. No presenta promotors de polimerasa tipus II.

Els bacteris fixen nitrogen, fan fotosíntesi amb base a la clorofil·la i també realitzen quimiolitotrofía (oxidació de compostos inorgànics). No produeixen metà ni presenten l'enzim ATPasa.

identificació

La identificació i classificació dels bacteris és un dels temes més complexos de la biologia dels microorganismes. Hi ha nombroses característiques i mètodes que són utilitzats per a la identificació i posterior classificació d'aquests individus.

Entre les característiques clàssiques es troben la morfologia, la fisiologia i el metabolisme, la bioquímica, les relacions i funcions ecològiques, així com la genètica.

Les anàlisis més comunament emprats són: productes de fermentació, tipus de nutrició, fonts de carboni i nitrogen, inclusions d'emmagatzematge, motilitat, tolerància osmòtica, condicions físic químiques òptimes, pigments fotosintètics, entre molts altres.

Altres característiques no clàssiques es troben a nivell molecular. En les últimes dècades ha pres gran impuls a l'ocupació d'àcids nucleics i proteïnes en la taxonomia dels bacteris.

Les comparacions entre gens (proteïnes i àcids nucleics), proporciona una vasta informació sobre parentiu i per descomptat de semblança entre els organismes.

Tipus (classificació)

Bacteri, va ser un terme emprat tradicionalment per a designar a tots els procariotes unicel·lulars. No obstant això, la sistemàtica molecular va demostrar que aquest antic grup d'organismes (procariota) va divergir en 2 grups o dominis.

Aquests dos grups van ser cridats Eubacteria i archebacteria. Posteriorment van ser renombrados com bacteri i Archea. Els Archea són un grup més estretament relacionat amb els membres d'un tercer domini, anomenat Eukarya.

Aquest últim grup està compost pels organismes eucariotes. Junts, els 3 dominis (bacteri, Archea i Eukarya) conformen l'actual classificació de la vida.

Sistema dels 3 dominis, Bacteri, Archea i Eukarya. Pres i editat de commons.wikimedia.org

-Classificacions dels bacteris

Els bacteris poden ser classificades seguint diversos criteris com:

organització cel·lular

En general els bacteris són unicel·lulars, però segons l'organització cel·lular aquestes poden ser classificades com a "unicel·lulars i pluricel·lulars".

metabolisme

Segons l'ambient en què es trobin i la forma en què realitzen els seus processos per aconseguir energia i nutrients, els bacteris són classificades en:

• Anaeròbies: aquelles que viuen i es desenvolupen en ambients sense oxigen.
• Aeròbies: bacteris que viuen i es desenvolupen en ambients amb oxigen.
• Facultatives: aquells organismes que viuen i es desenvolupen indistintament en ambients anaerobis o aerobis, és a dir poden viure en ambients amb o sense oxigen.

Paret cel·lular

Segons la composició de la paret cel·lular dels bacteris, aquestes reaccionen a la tinció de Gram, bé sigui amb un color blau fosc o violeta, o per una altra part de color rosat o vermell i la seva classificació és la següent:

• Grampositius: coloració blava o morat i paret cel·lular engrossida.
• Gramnegatius: coloració rosat o vermell i paret cel·lular prima o fina.

Temperatura de creixement i desenvolupament

Depenent de les temperatures on aquests mircroorganismos es desenvolupen, poden classificar-se en:

• Psicrófilas: aquells bacteris que es desenvolupen en ambients amb temperatures molt baixes.
• Mesòfiles: bacteris que habiten i es desenvolupen a temperatures entre 15 i 35 ° C (temperatures moderades), però alguns investigadors consideren mesòfil als organismes que es desenvolupen dins d'un rang de 20 a 40 ° C.
• Termòfiles: aquelles cèl·lules bacterianes que es desenvolupen i viuen en temperatures altes, és a dir per sobre dels 45 ° C aproximadament.

forma

Durant molt de temps els bacteris han estat identificades segons la forma, i la seva classificació és la següent:

• Cocaceas: de forma cilíndrica o esfèrica. Aquestes formes tenen diverses classificacions segons la quantitat de cèl·lules que formin i la forma que construeixen. Per exemple, pel que fa a el nombre, quan la cocaceas són observades en parells són anomenades "diplococs" i quan són trobades en nombres de 4 són anomenades "tetracocos". Però quan es tracta de la forma, si aquestes formen cadenes se'ls denomina "streptococos", quan formen raïms "staphylococos" i quan tenen forma de cub se'ls crida "sarcinas".
• Bacils: bacteris amb formes allargades, com una barra o vara. Quan aquests bacils formen cadenes reben el nom de "streptobacilos».
• Cocobacilos: bacteris semicilíndriques però aplatades en els pols, mostrant una forma ovalada.
• Espirilos: bacteris amb formes d'espiral, similar a un llevataps.
• Vibris: organismes amb forma de bastó curt i encorbat, també són anomenats coma, com el signe de puntuació.

Morfologia dels bacteris. Pres i editat de commons.wikimedia.org

-Classificació actual de l'domini bacteri

Després de la revolucionària classificació de Carl Woese i col·laboradors en 1990, la classificació dels bacteris va canviar de forma radical. Actualment, segons la LPSN o llista de noms procariòtics amb la posició o estatus en la nomenclatura (List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature, pel seu nom en anglès), el domini bacteri està dividit en 34 phyla. Entre aquests phyla es troben:

Spirochaetes

Bacteris de forma allargades i helicoïdals. Gramnegatius. Presenten un embolcall cel·lular externa. Es desplacen per mitjà d'uns filaments axials.

Firmicutes

Grup de bacteris grampositius, principalment amb paret cel·lular engrossida i presenten baix contingut o percentatge de CG. Les Firmicutes tenen principalment forma de bacil i algunes vegades forma de coco. Moltes espècies produeixen endòspores.

Proteobacteria

Bacteris Gramnegatives, amb morfologia variada i paret cel·lular formada per lipopolisacàrids. Principalment heteròtrofes, encara que algunes espècies poden realitzar fotosíntesi. Són molt abundants en els oceans i altres cossos d'aigua.

Cyanobacteria

Organismes bacterians que tenen clorofil·la i ficocianina. Reben el nom d'algues verdeazaules. Són Gramnegatives i capaços de realitzar fotosíntesi oxigènica.

Bacteroidetes

Bacteris adaptades a una gran diversitat d'hàbitat. De metabolisme anaeròbic. Gramnegatius. Algunes espècies són patògenes oportunistes.

bacteri verd del sofre

Grup de bacteris que realitzen fotosíntesi anoxigènica. De metabolisme anaerobi. Gramnegatius. Són anomenades bacteris verds de l'azufre.

bacteri verd no del sofre

Bacteris monodérmicas, és a dir que presenten una sola membrana cel·lular. Tenen una paret cel·lular externa molt prima de peptidoglicà. El grup té representants termòfils i mesòfils. Algunes fan fotosíntesi. Principalment aeròbies. Grampositius.

thermotoga

Són bacteris adaptades a viure en ambients extrems. Són considerats organismes hipertermófilos. De metabolisme anaerobi i poden processar carbohidrats. Són Gramnegatives.

reproducció

fissió binària

El principal mecanisme de reproducció dels bacteris és la fissió binària o bipartició. És un tipus de reproducció asexual, on la cèl·lula bacteriana necessita duplicar la seva mida i després es divideix donant lloc a dues cèl·lules filles.

Aquest tipus de reproducció asexual, els permet als bacteris tenir una taxa creixement poblacional exponencial. D'aquesta manera la població creixent pot aprofitar millor i més ràpid els recursos disponibles i també amplien la possibilitat de generar organismes o soques resistents als diferents ambients en els quals es desenvolupen.

fissió múltiple

És un tipus de divisió cel·lular en el qual el nucli es divideix en diverses parts iguals i després passa la divisió de l'citoplasma, donant lloc i simultàniament a diverses cèl·lules filles.

Brot o Budding (en anglès)

Aquest tipus de reproducció asexual bacteriana es genera en un lloc inespecífic del bacteri progenitora. Comença amb una protuberància de l'citoplasma anomenada rovell, la qual després es duplica a la mida de l'progenitor i se separa com un nou individu (cèl·lula filla). Aquest tipus de reproducció ha estat observada en els phyla Planctomycetes, Firmicutes i Cyanobacteria.

Producció de baeocitos

Aquest tipus de reproducció, també anomenada fissió binària atípica, consisteix en una petita cèl·lula (baeocito) circular, que posteriorment augmenta la seva massa o la seva grandària formant una cèl·lula vegetativa.

Durant l'augment de mida aquesta cèl·lula vegetativa replica el seu ADN múltiples vegades, posteriorment passa a fase reproductiva on pateix fissions de l'citoplasma, que després es convertiran en desenes fins i tot centenars de baeocitos. Aquest tipus de reproducció ha estat estudiada en cianobacteris.

nutrició

Els bacteris presenten múltiples tipus de nutrició:

litotrofas

Bacteris que empren substrats inorgànics com nitrits, nitrats, ferro o sulfats per a la biosíntesi o preservació de l'energia a través de la anaerobiosi o aerobiosi.

Organotrofas

Organismes bacterians que obtenen hidrogen o electrons de fonts orgàniques com ara els hidrats de carboni, hidrocarburs o lípids. Aquests organismes poden ser aeròbics o anaeròbics, fins i tot heteròtrofs o autòtrofs.

bacteris autòtrofs

Organismes que es desenvolupen sintetitzant substàncies inorgàniques que poguessin ser de carboni, però inorgànic com el diòxid de carboni.

bacteris heteròtrofs

Aquells organismes que sintetitzen substàncies químiques la font de carboni és orgànica, com els polisacàrids.

Mixótrofas

Bacteris que requereixen sintetitzar substàncies inorgàniques per a la conservació i obtenció de l'energia, però també requereixen de compostos orgànics per complir les seves necessitats metabòliques biosintètiques.

malalties causades

De la gran diversitat de bacteris conegudes per l'home, només algunes (en proporció) causen malalties. Les patologies provocades per aquests microorganismes en els éssers humans poden ser classificades segons el seu origen, és a dir segons el mecanisme de transmissió o adquisició d'aquesta:

-Transmitidas per l'aire

Els bacteris que causen malalties transmeses per l'aire, usualment afecten les vies respiratòries o l'aparell respiratori, i en altres casos poden causar afeccions a la pell. A continuació es detallen algunes malalties transmeses per l'aire:

diftèria

En la majoria dels casos aquesta malaltia és transmesa, per Corynebacterium diphtheriae, encara C. ulcerans pot produir manifestacions clíniques similars.

La malaltia és transmesa d'una persona malalta a una sana per mitjà de partícules transmeses durant la respiració. També pot ocórrer per contacte amb la secreció de les lesions cutànies. La diftèria pot afectar gairebé qualsevol membrana mucosa i les formes clíniques més comuns són:

• Faríngia: és la manifestació més comuna. Entre els símptomes es troben malestar general, febre lleu, mal de coll i fins anorèxia.
• Nasal anterior: és la manifestació clínica menys freqüent. Es presenta com una hemorràgia nasal. També pot haver-hi presència d'una secreció mucosa purulenta o pot desenvolupar-se una pseudomembrana a l'envà nasal.
• Laríngia: aquesta manifestació clínica de la diftèria produeix febre, ronquera, dificultat per respirar, tos de gos i sorolls aguts a l'respirar. Si no és controlada a temps pot sobrevenir la mort per obstrucció de les vies respiratòries.
• Cutània: es presenta com una erupció escamosa a la pell o com úlceres ben definides. Depenent de la ubicació de la zona afectada (membrana) i la seva extensió, poden presentar-se complicacions com ara pneumònia, miocarditis, neuritis, obstrucció de les vies respiratòries, artritis sèptica, osteomielitis i fins i tot la mort.

Legionel·losi o malaltia dels legionaris

La malaltia és causada per un bacteri gramnegativa aeròbia, natural de terra i d'ecosistemes aquàtics anomenada Legionella pneumophila. Aquest bacteri també ha estat aïllada en sistemes d'aires condicionats i recintes de dutxes.

La malaltia és resultant de la propagació del bacteri via aèria des d'un reservori fins al sistema respiratori humà. Els homes majors de 50 anys compromesos amb el tabaquisme, alcoholisme o amb immunodeficiències són més propensos a contraure la malaltia.

El bacteri s'allotja en els fagosomas dels macròfags alveolars, des d'on es multiplica i produeix el dany als teixits. Els símptomes d'aquesta malaltia són: tos sense expulsió de secrecions respiratòries, febre, broncopneumònia severa i poden manifestar-se problemes neurològics.

meningitis

Aquesta malaltia consisteix en una inflamació de les meninges de l'encèfal i de la medul·la espinal. Pot tenir un origen asèptic o bacterià. La patologia d'origen bacterià prové de les secrecions respiratòries de portadors de la malaltia o de casos actius.

Els bacteris que produeixen la meningitis inicialment colonitza la nasofaringe, des d'on travessen les mucoses i accedeixen a l'torrent sanguini, i d'allí a el líquid cefaloraquidi des d'on inflamen les meninges.

Els símptomes d'aquesta infecció són: una malaltia respiratòria o dolors de coll, seguit de confusió, vòmits, cefalea (en alguns casos severa), rigidesa del clatell i esquena.

pneumònia

Diverses espècies de bacteris estan relacionades amb la pneumònia, però les espècies Mycobacterium avium i M. intracellulare són les principals causants d'aquesta malaltia. Aquests bacteris tenen distribució mundial i no només infecten l'home sinó a altres vertebrats i insectes.

Es pensa que l'aparell respiratori i l'aparell digestiu, són la porta d'entrada d'aquests bacils per la colonització dels pacients. La malaltia es manifesta en les persones com una infecció pulmonar, molt semblant a la causada per la tuberculosi.

altres malalties

Moltes altres malalties són transmeses per bacteris via aèria, entre les quals podem esmentar: la tuberculosi, produïda pel bacil de Koch (Mycobacterium tuberculosi); la tos ferina, causada pel bacteri Bordetella pertussis, i les malalties causades pels estreptococs.

-Transmissió per artròpodes

Les malalties bacterianes causades per aquests invertebrats són considerades rares, però són objecte de molt interès. Algunes d'aquestes malalties són:

Erliquiosis

Patologia causada pel bacteri Ehrlichia chaffeensis, que es transmet per reservoris animals com la paparra. Una vegada que el bacteri entra a l'torrent sanguini, causa una malaltia febril sense especificitat anomenada Erliquiosis monocítica Humana (EMH). La malaltia es caracteritza per presentar símptomes com: febre, calfreds, cefalea i miàlgia.

tifus epidèmic

Malaltia bacteriana transmesa a l'home pels polls. El bacil causant d'aquesta malaltia és la Rickettsia prowasekii. Quan el poll s'alimenta d'una persona infectada, el bacteri infecta l'intestí de l'artròpode i es propaga.

A l'poc temps apareixen grans quantitats de rickettsies en la femta dels polls, i quan el poll xucla la sang d'un altre individu sa defeca.

Quan la irritació per la picada fa que l'individu es grati, aquest contamina el lloc danyat i permet que les rickettsies entrin al seu torrent sanguini, on posteriorment causen inflamació dels vasos sanguinis per infecció de les seves cèl·lules endotelials. Els símptomes d'aquesta malaltia són febre, cefalea severa i miàlgies.

Malaltia de Lyme

La malaltia de Lyme és una infecció bacteriana transmesa a l'home per la picada d'una paparra els hostes naturals són ratolins de camp i cérvols. Els bacteris causants són unes espiroquetes de l'gènere Borrelia.

Clínicament la malaltia té tres etapes: primer sol començar amb lesions a la pell que s'expandeixen com anells. Aquesta etapa sovint és acompanyada de febre, calfreds, fatiga, malestar general i mals de cap.

La segona etapa està caracteritzada per accessos d'artritis, inflamació cardíaca i problemes neurològics. La tercera i última etapa, pot observar-se anys més tard, i es caracteritza perquè els individus desenvolupen desmielinització de les neurones i presenten símptomes similars a l'Alzheimer o esclerosi múltiple.

altres malalties

Tot i que les infeccions bacterianes transmeses per artròpodes són considerades rares, algunes han causat mortaldats massives a la humanitat, com la pesta negra o la pesta bubònica, causada per Yersinia pestis.

Una altra malaltia no tan mortal com la pesta negra és la febre Q causada pel bacteri Coxiella burnetii i que infecta el bestiar, animals domèstics i a l'home.

Bacteri causant de la Pesta Negra. Yersinia pestis. Presa i editada de

-Malalties de contacte directe

Aquestes malalties bacterianes estan associades principalment a infeccions cutànies ia teixit subjacent. Algunes d'aquestes patologies són:

carboncle

Malaltia transmesa per estar en contacte directe amb animals de granges infectats o amb els seus productes. El bacteri causant de la malaltia és el Bacillus anthrasis i els seus endoesporas poden romandre viables durant molts anys a terra o en animals.

La infecció en humans ocorre principalment per danys o talls a la pell (afecció cutània), també pot afectar el sistema respiratori (carboncle pulmonar) i gastrointestinal (carboncle gastrointestinal).

A la pell es forma una escara (una pàpula cutània que s'ulcera) i els símptomes que l'acompanyen són febre, mal de cap i nàusees.

vaginosi bacteriana

És una MTS (malaltia de transmissió sexual) polimicrobiana, és a dir produïda per diversos bacteris. Tals bacteris són Gardnerella vaginalis, espècies de l'gènere Mobiluncus i Mycoplasma hominis.

És una malaltia considerada lleu però molt contagiosa i els seus símptomes són: secreció vaginal escumosa, copiosa i amb olors semblants a el del peix, no es presenta dolor, ardor ni picor.

gonorrea

Una altra malaltia bacteriana de transmissió sexual. És causada per Neisseria gonorrhoeae. Aquest diplococ, una vegada que ingressa a l'organisme, s'adhereix a les cèl·lules mucoses mitjançant els pilis i la proteïna II. Aquesta adhesió evita que sigui expulsada de la vagina per secrecions normals o orina.

Els símptomes en els homes són: supuració per la uretra d'un pus de color groc a verd, amb micció freqüent, acompanyada de dolor i sensació de cremor o de cremor. En dones només es desenvolupa entre un 10 o 20% de les exposades al bacteri, i si desenvolupen la malaltia, aquesta pot causar embarassos ectòpics i fins i tot esterilitat.

altres malalties

Les malalties bacterianes per contacte directe són molt diverses tant en el seu origen com en el seu desenvolupament, les més nomenades són les MTS i d'aquestes es poden esmentar: les malalties genitourinàries produïdes pels micoplasmes Ureaplasma urealyticum i Mycoplasma hominis; i el xancre, produït per Haemophilus lucreyi.

Altres malalties de contacte no sexual i produïdes per bacteris són: conjuntivitis d'inclusió, la lepra, la malaltia de l'esgarrapada de gat, la gangrena gasosa i moltes altres.

referències

1. Bacteri. En Wikipedia. Recuperat de en.wikipedia.org.
2. Fissió binària. En Wikipedia. Recuperat de es.wikipedia.org.
3. LM Prescott, JP Harley i GA Klein (2009). Microbiologia, 7ma edició, Madrid, Mèxic, Mc GrawHill-Interamericana. 1220 pp.
4. GJ Olsen & CR Woese (1993). Ribosomal RNA: a key to Phylogeny. The FASEB Journal.
5. WB Whitman, DC Coleman, WJ Wiebe (1998). «Prokaryotes: the Unseen majority». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.
6. DC Yang, KM Blair, NR Salama (2016). «Staying in Shape: the Impact of Cell Shape on Bacterial Survival in Diverse Environments». Microbiology and Molecular Biology Reviews.
7. AC Part (2018). LPSN - List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (bacterio.net), 20 years on. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.