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MORFOLOGIA Y ESTRUCTURA BACTERIANAMaría Catalina Pírez.

Analizaremos algunos aspectos de la morfología yestructura de las bacterias, microorganismos que integranla flora normal de las superficies cutáneo-mucosas delhombre y están vinculadas a numerosas y frecuentespatologías infecciosas humanas.

Importancia del tema:En las últimas décadas se han hecho importantes avancesen el estudio de la ultraestructura bacteriana, lográndoseuna identificación bioquímica de muchas de las fraccionessubcelulares, estos avances han permitido ubicardefinitivamente a las bacterias en el reino Procariota.El conocimiento en profundidad de las diferentesestructuras y su composición ha permitido comprender,como muchas bacterias se relacionan con el hombre, ya seacuando lo hacen como integrantes de la flora normal ocuando se comportan como agresoras para el mismo.Ha sido fundamental poder demostrar que muchasestructuras bacterianas bien identificadas son importantesinmunógenos, siendo posible utilizarlas para la preparaciónde vacunas que han significado verdaderos avances en laMedicina de los últimos años (Ejemplo: vacunas contraagentes causantes de meningoencefalitis supuradas:Haemophilus influenzae tipo b).El conocimiento de la composición bioquímica de lasdiferentes estructuras de las bacterias, asi como de sumetabolismo, ha permitido la comprensión del mecanismode acción de diferentes antibióticos.De gran relevancia han sido también los avances en elestudio del material genético bacteriano cromosómico yplasmídico que han posibilitado el desarrollo de técnicas

con aplicaciones en investigación y diagnóstico que hanrevolucionado las últimas décadas.Es justo de todos modos señalar que a pesar de todas estasinnovaciones la observación al microscopio óptico y lareacción de las bacterias ante las diferentes coloracionessigue siendo de fundamental importancia en la taxonomía eidentificación bacteriana.

Definición: Las bacterias o procariotas, sonmicroorganismos unicelulares que se reproducen por fisiónbinaria (división simple). Muchos tienen vida libre.Contienen información genética, sistemas de producción deenergía y sistemas biosintéticos necesarios para elcrecimiento y reproducción.Ubicación dentro de los sistemas biológicos:La gran división de los seres vivos se realiza según el tipode células: eucoriota y procariota.Como veremos en el cuadro 1, animales y plantas,individuos multicelulares, tienen células eucariotas.También poseen este tipo de células algas, hongos yprotozoos. (eu significa verdadero, cariota: núcleo).Las bacterias son microorganismos unicelulares, siendoentonces células procariotas. Existen dos grupos deprocariotas evolutivamente distintos, las eubacterias y lasarquebacterias.Una célula bacteriana típica tiene las siguientes estructuras:Material genético ADN, bajo forma de un cromosomaúnico que no está rodeado de membrana nuclear, estacaracterística es la diferencia fundamental con la célulaeucariota, la cual posee siempre membrana nuclear.Presentan además ribosomas, citoplasma y membrana

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Cuadro 1SERES VIVOS

Organización unicelular sindiferenciación

Célula procariota (núcleo primitivo) Procariota: bacterias

Organización unicelular o colonial Célula eucariota (núcleo verdadero) Protistas: protozoarios, fitoflagelados

Multicelulares.Diferenciación celular en tejidos

Célula eucariota Reinos: animal y vegetal

Uni o multicelularUni o multinuclear

Célula eucariota Hongos, algas

citoplasmática. Figura 1.Por fuera está la pared bacteriana, estructura que por sucomposición bioquímica se puede decir que es propia delas bacterias, ya que las células vegetales tienen una paredcelular pero está compuesta por celulosa. Algunas bacteriascomo los micoplasmas, carecen de pared celular.Las diferentes estructuras bacterianas que observamos en lafigura 1 las podemos dividir, según sean constantes en lascélulas o no, en estructuras permanentes y variables.

Estructuras permanentes: - membrana celular - ribosomas - material genético

Estructuras variables: - pared celular - flagelo

- fimbrias o pilis - cápsula - esporas

Al decir estructuras variables queremos decir que estasestructuras existen en algunas bacterias y no en todas, yaun en un mismo grupo bacteriano o una misma cepabacteriana las puede presentar o no, dependiendo de lascondiciones en donde se desarrolle. Las estructurasvariables no son necesarias para la vida de la célulabacteriana.

Tamaño: Las bacterias presentan una amplia diversidad detamaños, que va desde 0.5 a 2 micrómetros y algunaspueden llegar a 10 micras. No son visibles por supuesto alojo humano y se visualizan con microscopio óptico (MO) oelectrónico (ME).Las bacterias pueden ser observadas al MO sin sercoloreadas si se las coloca en glicerol o soluciones noacuosas que aumenten el índice de refracción.Las bacterias se pueden observar sin colorear utilizando latécnica de microscopía de campo oscuro en la queutilizando un condensador especial se ven sobre un fondo

oscuro como cuerpos brillantes. Esta técnica se usa para elexamen de microorganismos no teñidos en suspensioneslíquidas como es el caso de Treponema pallidum, agentede la sífilis, que se observan como espiroquetasdelgadísimas.

Forma: Al MO o ME las bacterias se presentan con unamorfología definida que está determinada por su paredrígida. Se pueden presentar como esféricas, ovaladas,denominándose cocos. Si la forma es cilíndrica sedenominan bacilos o bastones.Estos bastones pueden ser rectos, curvos o con forma deespiral, en este último caso les llamamos espirilos. Figura2.Las células bacterianas pueden mantenerse unidas engrupos después de que se han dividido, pero conservandosiempre la independencia una célula de otra. Cocos obacilos pueden agruparse en cadenas, en el caso de loscocos, cuando se presentan así agrupados, se denominanestreptococos. También se pueden presentar comodiplococos.Si los planos de división son variados pueden agruparse entétradas o como racimos, denominándose estafilococos.Los bacilos pueden ser muy cortos, recibiendo el nombrede cocobacilos, otras veces pueden ser muy largos,pudiendo tener una longitud 10 veces superior a sudiámetro. Los extremos pueden ser redondeados o rectos,pueden presentarse aislados, en largas cadenas o puedenagruparse en empalizadas o formando letras chinas.La morfología bacteriana se observa al MO sin tincióncomo se señaló, o utilizando diferentes técnicas de tinciónque ayudan a su mejor visualización ya que son incoloras.Las diferentes técnicas de tinción consisten en colorear lascélulas con diferentes colorantes que tienen afinidad pormateriales celulares específicos. Hay colorantes catiónicos,de carga positiva que tienen afinidad por constituyentescelulares de carga negativa, como los ácidos nucleicos ylos polisacáridos.Algunos ejemplos de colorantes catiónicos: azul de

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metileno, cristal violeta, safranina.Más adelante analizaremos algunos detalles de lacoloración más utilizada en Bacteriología, denominadacoloración de Gram en honor a quien en 1884 la describió.Es esta una coloración diferencial que permite dividir a lasbacterias en Gram positivas, refiriéndose a aquellas quetoman el primer colorante utilizado que tiñe las bacteriasde color violeta y las Gram negativas, las que toman elúltimo colorante utilizado en la técnica como colorante decontraste que las tiñe de rojo o rosado. Este tipo decoloración se denomina diferencial por lo que acabamos deanalizar.Otras coloraciones simples como el azul de metileno, seutilizan para observar simplemente la morfología.Analizaremos la célula desde su interior para luegodedicarnos a las estructuras externas y apéndices.Las estructuras internas de la célula están inmersas en elcitoplasma, solución acuosa y viscosa, que contiene solutosorgánicos e inorgánicos y elementos especializados comoribosomas y gránulos de inclusión.

Material genético:

Ribosomas: La célula bacteriana presenta ribosomas libresen el citoplasma con coeficiente de sedimentación de 70S adiferencia de la célula eucariota que es de 80S. Sepresentan también como polirribosomas que son cadenasde ribosomas asociados a ARN mensajero y en parte enrelación con el ADN cromosómico. Contienen todos loscomponentes que permiten la síntesis proteica.Las células poseen más ribosomas si están creciendo enmedios ricos. El alto contenido de ARN determina granafinidad por los colorantes básicos.

ADN bacteriano:Como se señaló, la célula procariota adiferencia de la eucariota carece de una membrana nuclear,tampoco posee nucléolo, ni aparato mitótico, y nuncaconfigura una masa cromosómica definida.El material genético está compuesto de una estructurafibrilar, constituida por un ADN circular de doble cadena,enrollado sobre sí mismo. Si bien se asocia a proteínasbásicas, estas no son verdaderas histonas.Los mesosomas son, al parecer, invaginaciones de lamembrana citoplasmática y participan en la división celulary en la replicación de ADN. Si bien hay autores que opinanque son artefactos de técnica que se observan en lasmicrofotografías electrónicas, hay otros que han observadoque claramente el ADN se fija al mesosoma en la etapaprevia de la división celular.En las últimas décadas se han desarrollado muchas técnicasque permiten estudiar el ADN bacteriano, todas ellas conimportantes aportes en la investigación y el diagnóstico.Por ejemplo, es posible por técnicas de secuenciación,conocer genomas enteros de bacterias o sectores de él quetengan interés, ya sea porque codifican la producción dealguna estructura, una toxina, etc. Estos sectores de ADN,se pueden separar del ADN total con enzimas derestricción para su posterior análisis o utilización enestudios de biología molecular.Estas técnicas de biología molecular están destinadas aidentificar sectores de ADN específico de una bacteria, porejemplo: las técnicas de hibridización que identifican untrozo de ADN con una sonda genética complementaria deese sector y marcada con un compuesto revelador; o latécnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) queamplifica miles de veces el sector de interés.

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Plásmidos y episomas: Algunas bacterias poseen materialgenético extracromosómico, denominados plásmidos yepisomas. Los plásmidos son elementos genéticosconstituidos por secuencias de ADN cortas circulares quese replican en forma autónoma. Como se verá en elcapítulo de genética bacteriana, éstos poseen genes quecodifican factores de agresión, factores de resistencia aantibióticos, producción de toxinas, etc.Los episomas son elementos genéticos extracromosómicosque pueden existir en forma autónoma o incorporados almaterial genético.

Membrana celular: Estructura delgada que rodea a lacélula de 8 nm de espesor. Es una estructura vital, si sealtera, la célula pierde su vitalidad.Composición: es similar a al mayor parte de lasmembranas biológicas. Figura 3. Una doble capafosfolipídica en donde el ácido graso hidrofóbico se orientahacia el interior y el glicerol hidrofílico hacia el exterior dela célula. A diferencia de la célula eucariota no poseeesteroles (excepto los micoplasmas).Algunos antibióticos, cuyo blanco de ataque en la célulabacteriana es la membrana celular, actúan inmediatamenteque la célula se pone en contacto con éstos. Losantibióticos de este tipo, son por su mecanismo de acción,tóxicos para los tejidos humanos y poco utilizados enmedicina clínica.Función: Delimita el interior del exterior celular, es unabarrera osmótica muy importante, interponiéndose a lalibre difusión entre el medio ambiente interno y externo.Es una membrana con permeabilidad selectiva, a través dela cual ingresan los nutrientes y salen los productos dedesecho. El transporte de solutos se realiza muchas vecespor un sistema de transporte activo, como se analizará alestudiar el metabolismo bacteriano.En la membrana celular están los sistemas de fosforilación,oxidación y transporte de electrones (citocromos) para la

producción de energía.Dentro de las diversas actividades enzimáticas vinculadas alas proteínas de la membrana citoplasmática, podemosseñalar su participación en la biosíntesis del ADN, de losconstituyentes de la pared, etc.Ya hemos hecho mención más arriba de los mesosomasque son organelos que se asocian a la membrana. Seobservan al ME como sacos citoplasmáticos que contienenestructuras verticiladas, laminares, tubulares o vesiculares,y a menudo se asocian con tabiques de septación. Se hademostrado que los mesosomas fijan el ADNcromosómico a la membrana citoplasmática.

Pared celular: Estructura rígida presente como ya sedijo en la mayoría de las bacterias, se sitúan por fuera de lamembrana citoplasmática. Es una estructura vital para lasbacterias que las poseen. Si ésta se destruye o se impide suformación, la célula pierde su viabilidad.El peptidoglicano, principal constituyente de la pared, esun polímero constituido por unidades repetidas delmonómero formado por: dos derivados de carbohidratos,N-acetil Glucosamina y N-acetil Murámico (N-Ac.G, N-Ac.M), unidas por enlaces beta 1-4 y asociados a cortascadenas peptídicas a través del N-acetil Murámico. Figura4.

El espesor de la pared en los diferentes microorganismos,oscila entre 0,150 µm y 0,500 µm de (µm=micra).Podemos imaginar entonces la pared celular, como unamacromolécula gigante constituida por peptidoglicano, queen forma de bolsa rodea toda la célula, representando del10 al 40 % del peso de la bacteria.Unido al N-acetil murámico se encuentra un tetrapéptidocomo se aprecia en la figura 4. Los tetrapéptidos de unacadena de peptidoglicano se unen con los de la otra através de puentes peptídicos. Los aminoácidos que formanlos tetrapéptidos son los siguientes: L-Alanina, Acido D-Glutámico, Acido mesodiaminopimélico (o L-Lisina) y D-

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Alanina.Podríamos resumir de la siguiente manera la síntesis delpéptidoglicano:En el momento de la división celular se debe formar lanueva pared celular. Las autolisinas, enzimas producidaspor la propia bacteria, forman brechas en la "vieja pared"

de la célula en división. A nivel de esas brechas o aberturases donde se agrega el peptidoglicano de la nueva pared enformación. Figura 5.La mayor parte de la información se ha obtenido de lasíntesis del peptidoglicano de Staphylococcus aureus y laexplicación que sigue se restringirá a este organismo. En elcitoplasma se une el N-acetil Murámico a un transportadorlipídico de membrana: el bactoprenol, luego se une la N-acetil Glucosamina y, finalmente, el puente depentaglicina. El bactoprenol transporta el bloque formado através de la membrana citoplasmática. Una vez en elespacio periplásmico, estos bloques son colocados en lasbrechas ya formadas.El paso final y fundamental para una correcta función de lapared es la unión los monómeros de peptidoglicano entresi.Esta unión la realizan enzimas denominadastranspeptidasas. A este paso se lo conoce comotranspeptidación.La Penicilina y sus derivados, los antibióticos más usadosen Medicina, actúan precisamente inhibiendo la síntesis dela pared celular, llevando a la lisis de la bacteria.La unión de los puentes peptídicos se pueden hacer comoocurre en la mayoría de las bacterias por uniones directastranspetídicas entre la D-Alanina de un puente peptídico yel ácido diaminopimélico (DAP) de otro tetrapéptidoadyacente. En Staphylococcus aureus la reacción detranspeptidación se efectúa mediante un puente depentaglicina, el cual une la L-Lysina de un tetrapéptido conla D-Alanina de otro tetrapéptido adyacente.Existen diferencias en el espesor de esta estructura básica,el peptidoglicano de las bacterias Gram positivas tienenuna capa gruesa de 0,02 a 0,06 µm en forma de multicapas,mientras que las bacterias Gram negativas y las bacteriasácido alcohol resistentes la tienen más fina, de 0,01 µm.Al peptidoglicano se le unen otros componentes que son,por lo tanto, también integrantes de la pared. Sondiferentes en las bacterias Gram positivas, negativas yácido alcohol resistentes. Revisaremos algunos aspectos dela composición de los tres tipos de paredes. (Cuadro 2)

Pared de bacterias Gram negativas:Si observamos la pared de las bacterias Gram negativas almicroscopio electrónico podemos observar 3 zonas:1. La membrana citoplasmática.2. El espacio periplasmático, ubicado entre la

membrana citoplasmática y el peptidoglicano.3. Una fina capa de peptidoglicano.4. Membrana externa que contiene fosfolípidos, el

lipopolisacárido (LPS) característico de estasbacterias y proteínas (proteínas de membrana

externa). Esta capa está estrechamente unida alpeptidoglicano y se la considera un componentede la pared celular de las bacterias Gramnegativas. Figura 6.

En el lipopolisacárido se pueden distinguir 3 componentesdiferentes bioquímicamente. La porción lipídica, el lípidoA, está inmersa en el centro de la membrana externa. En susector externo la porción polisacarídica, el denominadopolisacárido O, o antígeno O, está ubicado en la caraexterna. Entre estos dos componentes está el core del LPS,que es también polisacarídico. El antígeno O es muyvariable en su composición entre las diferentes familias yespecies de bacterias Gram negativas, en cambio, elpolisacárido del core es constante en las diferentesbacterias Gram negativas. El polisacárido O por suvariabilidad es utilizado frecuentemente para laclasificación serológica de familias bacterianas de interésmédico.Al lipipopolisacárido (LPS) se le denomina endotoxina,siendo el lípido A su la porción tóxica. Como el lípido Aestá inmerso en el centro de la membrana sólo ejerce susefectos tóxicos cuando la célula es lisada, ya sea por ataquedel complemento y fagocitosis, o por lisis celular comoconsecuencia de la acción de antibióticos.Si se inyecta a un animal de experimentación endotoxina,ocurren una serie de eventos fisiológicos, el primero es lafiebre. La endotoxina estimula a las células del huésped aliberar proteínas denominadas pirógenos y éstos modificanel centro termorregulador del encéfalo. Pero el animaltambién puede sufrir otras alteraciones como disminuciónde leucocitos y plaquetas en sangre, sufriendo finalmenteun estado inflamatorio generalizado que lo puede llevar ala muerte (fenómeno de Shwartzman-Sanarelli). Efectos similares ocurren cuando por destrucciónbacteriana hay endotoxinas en sangre. La gravedad delcuadro clínico se sabe hoy que depende en parte de lacantidad de endotoxinas circulantes, pudiendo determinardesde un simple cuadro infeccioso con fiebre, a sepsis,

shock séptico o la muerte.La toxicidad del lípido A radica primariamente en suhabilidad para activar el complemento y estimular laliberación de citoquinas por parte de las células delhuésped (leucocitos, macrófagos, etc.).El complemento y las citoquinas en condiciones normalesson parte de los mecanismos de defensa del huésped, perosi están en altas concentraciones desencadenan un procesoperjudicial. Desencadenan localmente un procesoinflamatorio y una respuesta sistemática que constituye elshock séptico.Entendemos por shock la serie de eventos que determinanel colapso del sistema circulatorio que lleva a la falla demúltiples órganos vitales y, finalmente a la muerte(multiple organ sistem faillure, MOSF).Aún hoy no es posible decir exactamente como sedesencadena este fenómeno.Se acepta que cuando en la sangre se libera LPS debacterias Gram negativas lisadas, éstos se unen a proteínas,denominadas proteínas fijadoras de LPS. El complejo LPS-proteína fijadora de LPS interactúa con receptores CD14 demonocitos, macrófagos y células endoteliales.Posteriormente se desencadenan 3 fenómenos que tienencomo acción final el daño endotelial difuso y, por ende, lafalla multiorgánica.El primero es la liberación de citoquinas por losmonocitos, macrófagos y otras células tisulares como IL1,IL6, IL8 (IL interleuquina), factor de necrosis tumoral(FNT). Estas a su vez estimulan la producción deprostaglandinas y leucotrienos, que son los mediadores deldaño endotelial en múltiples órganos. En segundo lugar seactiva el complemento y en tercer lugar se activa la cascadade la coagulación. Figura 7.La membrana externa contiene además numerosasproteínas. Algunas de ellas la atraviesan de lado a lado,constituyendo canales, denominados porinas. Estos porospermiten el pasaje de moléculas de bajo peso molecular,como nutrientes. Las grandes moléculas no atraviesan lamembrana externa, por esto estas bacterias, a diferencia delas Gram positivas, no son sensibles a una enzima, lalisozima que destruye el peptidoglicano. Incluso algunosantibióticos de alto peso molecular no pueden atravesar lamembrana externa y, por lo tanto, las bacterias no sonsensibles a ellos.

Pared de las bacterias Gram positivas:Lo primero a señalar es la gruesa capa de peptidoglicanoen forma de múltiples capas. Unidos a él se encuentran losácidos teicoicos (del griego techos, pared). Sonpolisacáridos que se unen al ácido N-acetil murámico del

CUADRO 2Composición de la pared celular de Gram positivas y GramnegativasBacterias Gram positivas Bacterias Gram negativas

Glucopéptidos 0.02 a 0.06 µm Glucopéptido 0.01µm Proteínas Membrana externa:

Acidos lipoteicoicos Lipoproteínas

Acidos teicoicos Lipopolisacáridos Acidos teicurónicos Fosfolípidos Polisacáridos Proteínas

Polisacáridos

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peptidoglicano. Algunos ácidos teicoicos tienen unido unlípido (ácidos lipoteicoicos).Los ácidos lipoteicoicos están embebidos en la membranacitoplasmática por su porción lipídica. Los ácidos teicoicostienen por función estabilizar la pared.La superficie externa del peptidoglicano de las bacteriasGram positivas está usualmente cubierta de proteínas. Losdiferentes grupos de bacterias Gram positivas y lasdiferentes especies, difieren en la composición de susproteínas y ácidos teicoicos, siendo esto útil para laclasificación serológica y la identificación.En la pared de las bacterias Gram positivas no existe unaendotoxina, sin embargo, la presencia de estas bacterias enlos tejidos y en la sangre determina síntomas similares alshock séptico que ocurre ante la presencia de endotoxinas.Las mismas citoquinas que se liberan ante la presencia delos LPS, se sabe que son liberadas ante presencia de lapared de las bacterias Gram positivas con sus mismos

efectos.A la luz de las investigaciones actuales, al aparecerfragmentos de peptidoglicano, ácido teicoicos o unacombinación de los dos, juegan un papel semejante al LPS.Si se inyectan a animales tienen efectos similares que losLPS.Al peptidoglicano de la pared de las bacterias Grampositivas, se pueden unir proteínas como la proteína M deStreptococcus pyogenes (o Streptococcus grupo A) que sevincula con la virulencia, y también se pueden asociarpolisacáridos como el polisacárido C que permite laclasificación en serotipos del género Streptococcus (A, B,C, D, E, F, etc.).

Composición de la pared de las bacterias ácido alcoholresistentes (AAR):Nos referiremos como bacteria modelo de este grupo algénero Mycobacterium.Además del peptidoglicano, la pared celular de lasmicobacterias contiene una gran cantidad de glicolípidoscomo el complejo lipídico arabinogalactano y los ácidosmicólicos, éstos últimos son sólo encontrados enMycobacterium y Corynebacterium Spp. Esta grancantidad de lípidos hace que las bacterias AAR no secoloreen o se coloreen mal con la coloración de Gram.Para colorearlas, se somete a las bacterias a una coloracióncon Fucsina (colorante rojo) con ayuda de calentamiento yluego que son teñidas así, resisten la decoloración con unamezcla de alcohol ácido. Esta gran cantidad de lípidos dela pared, 10% del total del peso de la célula demicobacterias, protege a la bacteria de la acción deletéreade los componentes del fagolisosoma y, probablemente,sea esta la razón por la que las micobacterias puedensobrevivir dentro de los macrófagos. Los componentes dela pared de las micobacterias también tienen la capacidadde estimular al sistema inmune, tanto es así que se utilizapara aumentar la producción de anticuerpos cuando seinyecta antígenos proteicos, o sea, se utiliza comoadyuvante. El adyuvante de Freund tiene comocomponente básico, la pared micobacteriana.

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Después de analizar las diferencias entre la composición delas paredes de las bacterias Gram positivas, negativas yácido alcohol resistentes se puede ir comprendiendo laimportancia que esto tiene en el momento de estudiarmecanismos de agresión, sensibilidad a antibióticos,taxonomía, clasificación bacteriana, identificación, etc.También es necesario señalar que el tipo de pared celularpodría determinar el hecho de que unas bacterias se tiñancon la coloración de Gram y otras no, y por qué las que nolo hacen sean Gram positivas y otras negativas.Recientemente se ha demostrado que en las bacterias Grampositivas es la gruesa capa de peptidoglicano connumerosos ácidos teicoicos unidos a ella, la que determinaque estas bacterias retengan al colorante cristal violetautilizado en el primer paso de la coloración, y resistan ladecoloración con alcohol acetona. Por el contrario, las quelo pierden al ser descoloradas, las Gram negativas, tienenuna fina capa de peptidoglicano y la membrana externa ricaen lípidos, que podrían ser solubilizados con alcoholacetona y facilitar así la pérdida del cristal violeta,quedando finalmente coloreadas de rojo con safranina,

colorante de contraste usado al final de la técnica.Podríamos decir que la pared bacteriana es un granmosaico de antígenos que son utilizados en la clasificaciónbacteriana y en la identificación, como en el caso delantígeno O en enterobacterias, el polisacárido C para laserotipificación de estreptococos, etc. También antígenosde la pared han sido ensayados como inmunógenos en laproducción de vacunas, como proteínas de membranaexterna en la vacuna antimeningocóccica para el grupo B.La porción central del LPS, que es invariable entre lasdiferentes bacterias y no es tóxica, se ha ensayado tambiéncomo inmunógeno.También es importante señalar la función que cumple lapared celular como barrera osmótica.

Cápsula: Es una envoltura externa, ubicada por fuera de lapared celular, mucosa, que forma un gel que se adhiere a alcélula.Como se señaló, es una estructura variable que la puedenproducir tanto bacterias Gram positivas como Gramnegativas. La gran mayoría son polisacarídicas.

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No es una estructura vital para la célula, su pérdida no serelaciona con la pérdida de viabilidad de la célula, pero síse relaciona con cambios en la morfología colonial y en lapérdida de la virulencia bacteriana.La virulencia de algunos patógenos se correlaciona con lapresencia de cápsula, como por ejemplo: Streptococcuspneumoniae y Haemophilus influenzae tipo b. La cápsulaprotege a la bacteria de la fagocitosis, principal mecanismode defensa que pone en juego el huésped ante la presenciade bacterias capsuladas. Una respuesta efectiva paradefenderse de este tipo de bacterias implica la producciónde anticuerpos que se unan específicamente a la cápsulafacilitando así la opsonización y la fagocitosis.De su capacidad antigénica se desprende el uso de lacápsula para la producción de diferentes vacunas queestimulan la formación de anticuerpos específicos, y handemostrado ser efectivas (vacuna anti-neumocóccica, anti-Haemophilus influenzae tipo b, anti-meningocóccica A yC, etc).Las bacterias que producen cápsula forman en los mediossólidos colonias acuosas, mucoides (M) o lisas (S), encambio, las cepas rugosas (R) no producen cápsula. Lapérdida de la capacidad de formar cápsula por mutación Sa R se correlaciona con la pérdida de la virulencia yaumento de la facilidad de destrucción por los fagocitos,pero no afecta la viabilidad.La presencia de cápsulas también se puede demostrar portinción negativa con tinta china. La tinta chino no penetrala cápsula pero delimita un contorno refringente alrededordel cuerpo bacteriano sobre un fondo oscuro.Los antígenos capsulares son muy útiles en la clasificación

e identificación de diferentes bacterias; Streptococcus sp. ,S. pneumoniae, Haemophilus sp. , Neisseria meningitidissp, etc.Frimbias o pilis: Las fimbrias son estructuras filamentosasproteicas similares a los flagelos en su composición ymorfología, pero no participan en la motilidad y son menosabundantes y más cortas.Es una estructura variable que la poseen algunas bacterias.Las fimbrias o pilis comunes se relacionan con laadherencia de las bacterias a superficies inertes o vivas. Degran importancia en este sentido es la adherencia específicaque presentan muchas bacterias a determinados epitelios,jugando un papel fundamental en la colonización. Esto sedebe a que las fimbrias encuentran en las células epitelialesreceptores específicos para ellas.A modo de ejemplo, las cepas de Neisseria gonorrohoeaepatógenas son aquellas que poseen fimbrias que seadhieren específicamente al epitelio uretral del hombre o alcérvix uterino en la mujer.Las cepas de E. coli capaces de causar infección urinariatienen fimbrias que les permiten una adhesión específica alepitelio del aparato urinario.También E. coli enteropatógena clásica (EPEC) tienefimbrias que le permiten adherirse específicamente alepitelio intestinal para luego producir los cambios a esenivel que determinarán la instalación de la diarrea.Existen otros pilis llamados sexuales que son más largos yse presentan en número de dos o tres por célula. Estos pilissexuales intervienen en el intercambio genético entrebacterias, de allí su nombre. El apareamiento de dosbacterias y la transferencia de ADN a través del pili sexualse conoce como conjugación. Se transfiere materialgenético de una célula donadora a una receptora y setransfiere sólo pequeños sectores de ADN, en general unplásmido o una porción de cromosoma movilizada por unplásmido.La célula donadora tiene un plásmido llamado conjugativoque posee la información genética para que esa célula

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produzca el pili sexual que le permita la unión a la célulareceptora.Una vez unidas los pilis sexuales se retraen, permitiendoque las células se unan y pase el ADN de la céluladonadora a la receptora, formándose, al parecer, unaverdadera unión entre las membranas de las células queforma un puente para el pasaje de ADN.La célula receptora está estrechamente emparentada con ladonadora y posee un receptor específico para los pilissexuales.Flagelos: los flagelos son filamentos largos, delgados,helicoidales, de longitud y diámetro uniforme. Sonresponsables de la motilidad de las bacterias.Presentan flagelos fundamentalmente: bacilos Grampositivos y Gram negativos. El flagelo está compuesto de 3partes, el filamento, el gancho y el cuerpo basal.El filamento es externo con respecto a la célula y se une algancho en la superficie celular. El gancho está fijado alcuerpo basal, que a su vez está anclado en la membranaplasmática. El cuerpo basal está compuesto de un cilindroy dos o más juegos de anillos contiguos a la membranaplasmática, el peptidoglicano y, en el caso de las bacteriasGram negativas, a la membrana externa. Figura 8.Los flagelos pueden variar en número desde uno, unospocos o varios cientos como en algunas cepas de E. coli.Según el número de flagelos y su topografía en la célulapodemos hablar de monotricas cuando tienen un flagelo

único, lofotricas cuando presentan un penacho de variosflagelos polares, anfitricas si los flagelos se encuentran enambos polos y peritricas cuando los flagelos estándistribuidos sobre toda la superficie celular.Esporos: algunas bacterias producen en su interior esporoso endosporas. Estas estructuras son muy resistentes alcalor, la desecación, la radiación, los ácidos, y losdesinfectantes químicos. Los producen algunas familias debacilos Gram positivos. El esporo se forma en la célulavegetativa en ciertas condiciones como son la escasez denutrientes. En lugar de dividirse la célula, sufre unacompleja serie de fenómenos que dan lugar a la formaciónde la espora.Una espora puede permanecer en ese estado durantemuchos años pero puede convertirse de nuevo en unacélula vegetativa y volver a multiplicarse, fenómenodenominado germinación de la espora.El descubrimiento de que hay bacterias que forman esporosfue de gran importancia para la microbiología. Elconocimiento de que existen estas formas altamentetermoresistentes fue esencial para el desarrollo de métodosadecuados de esterilización de medicamentos, alimentos,medios de cultivo microbiológicos, etc. El ciclo vital deuna bacteria productora de esporos se puede ilustrar comose ve en la figura 9.Los esporos son impermeables a los colorantes, entoncesse pueden observar como regiones no teñidas dentro decélulas que han sido coloreadas con colorantes básicoscomo el azul de metileno. Existen además coloracionesespeciales para teñir los esporos.Si observamos una espora al microscopio electrónico se veque presenta numerosas capas. La capa más externa es unadelicada y delgada cubierta llamada exosporium. Le siguela cubierta de la espora, que está compuesta de una capa omás de una sustancia parecida a la pared celular. Pordebajo de la cubierta se encuentra la corteza y dentro deella, el núcleo o corazón que contiene la pared de labacteria que dio origen al esporo, la membranacitoplasmática y la región nuclear.Las esporas son ricas en ácido dipicolínico e iones calcio yhay evidencias que esta asociación cumple una funciónimportante para conferir la excepcional resistencia al calorde los esporos.Inclusiones y productos de almacenamiento: dentro dealgunas bacterias se pueden observar gránulos y otrasinclusiones. Casi siempre su función es el almacenamientode compuestos energéticos como el ácido poli ß-hidroxibutírico que se utiliza como fuente de carbono yenergía. En otros gránulos se almacena glucógeno.Con frecuencia las inclusiones pueden verse directamentecon el microscopio de luz sin tinciones especiales.