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¿Por qué diferentes bacterias tienen diferentes formas?

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¿Por qué diferentes bacterias tienen diferentes formas? ¿Está solo relacionado con su función?


Razones para las bacterias con diferentes formas como se indica en Wikipedia / Bacteria:

La amplia variedad de formas está determinada por la pared celular bacteriana y el citoesqueleto, y es importante porque puede influir en la capacidad de las bacterias para adquirir nutrientes, adherirse a superficies, nadar a través de líquidos y escapar de los depredadores.

Hay un artículo basado en una investigación de Kevin D. Young Morfología bacteriana: ¿Por qué tienen diferentes formas? que destaca 3 puntos principales que definen la forma de las bacterias:

  1. Absorción de nutrientes: La forma celular, en sí misma, afecta la adquisición de nutrientes y sostiene que otras situaciones nutricionales pueden crear condiciones que favorezcan una forma bacteriana sobre otra.
  2. Motilidad: La motilidad impone una fuerte presión selectiva sobre la forma de la célula. Las células rápidas están mejor como varillas con una cierta proporción de largo a ancho, las células quimiotácticas deben adoptar proporciones de forma en línea con sus entornos, y las células que se alimentan cerca de superficies o navegan por entornos viscosos pueden hacerlo mejor si están ligeramente curvadas o en espiral.
  3. Depredacion: En su lucha contra las comidas, las bacterias han adoptado defensas morfológicas que pueden haber producido la riqueza de formas que ahora observamos.

Estos factores juegan un papel en la formación de bacterias. Además, explica lo que en general da forma a las bacterias:

La morfología bacteriana se ve afectada por una combinación de presiones selectivas: acceso a los nutrientes, división celular, adhesión / dispersión, depredación y motilidad (entre otros). Entre estos diferentes factores, nuestra comprensión de la relación entre la motilidad y la forma celular es la más completa; por ejemplo, las bacterias altamente móviles suelen ser bastones con una forma y tamaño específicos (óptimos), y el movimiento a través de fluidos viscosos parece favorecer la forma de espiral. Pero dado que siempre están en juego múltiples fuerzas selectivas, por el momento no hay forma de predecir la forma celular en función del entorno o viceversa.

La forma importa: por qué a las bacterias les importa cómo se ven: este artículo destaca el trabajo de Kevin que explica por qué las formas son importantes para las bacterias y se las toman en serio para sobrevivir.

Por lo tanto, las adaptaciones a varios entornos podrían ser posibles, pero dependiendo del entorno no podemos predecir la forma de las bacterias porque algún otro factor podría haber jugado un papel importante en darle forma. Pero los 3 factores principales mencionados anteriormente dan alguna explicación.


En cuanto a cómo ciertas bacterias adquieren su forma, la pared celular juega un papel importante. Casi todas las bacterias tienen una pared celular compuesta por una sustancia llamada peptidoglicano, una malla de péptidos y sacáridos que proporciona rigidez y fuerza a las bacterias. Esta pared se produce a través de una serie compleja de pasos que comienza dentro de la célula, donde las unidades de péptido y azúcar se unen a un lípido para producir un compuesto llamado Lípido II. Sin embargo, el lípido II debe invertirse en la capa exterior de la membrana celular para entregar los péptidos y azúcares a la pared celular en crecimiento. Se cree que las proteínas responsables de voltear el lípido II son FtsW, RodA y SpoVE. FtsW se considera la enzima principal para la mayor parte del crecimiento celular. RodA se encuentra en bacterias en forma de bastón y se considera necesario para el alargamiento celular. SpoVE se utiliza para construir las paredes celulares gruesas de las esporas bacterianas. Al controlar cómo se administra el lípido II a la pared celular en crecimiento, estas proteínas desempeñan un papel en el control de la forma celular.

Referencias:


Formas de bacterias

Las bacterias son organismos procariotas unicelulares que tienen diferentes formas. Son de tamaño microscópico y carecen de orgánulos unidos a la membrana al igual que las células eucariotas, como las células animales y las células vegetales. Las bacterias pueden vivir y prosperar en varios tipos de entornos, incluidos hábitats extremos como respiraderos hidrotermales, fuentes termales y en su tracto digestivo. La mayoría de las bacterias se reproducen por fisión binaria. Una sola bacteria puede replicarse muy rápidamente, produciendo un gran número de células idénticas que forman una colonia.

No todas las bacterias tienen el mismo aspecto. Algunas son redondas, otras son bacterias en forma de varilla y algunas tienen formas muy inusuales. En general, las bacterias se pueden clasificar de acuerdo con tres formas básicas: Coccus, Bacillus y Spiral.

Formas comunes de bacterias

  • Cocinero: esférico o redondo
  • Bacilo: en forma de varilla
  • Espiral: curva, espiral o retorcida

Arreglos de células bacterianas comunes

  • Diplo: las células permanecen en pares después de dividirse
  • Estreptococos: las células permanecen encadenadas después de dividirse
  • Tétrada: las células permanecen en grupos de cuatro y se dividen en dos planos
  • Sarcinae: las células permanecen en grupos de ocho y se dividen en tres planos
  • Staphylo: las células permanecen en grupos y se dividen en múltiples planos

Aunque estas son las formas y arreglos más comunes para las bacterias, algunas bacterias tienen formas inusuales y mucho menos comunes. Estas bacterias tienen diferentes formas y se dice que son pleomórfico—Tienen diferentes formas en diferentes puntos de sus ciclos de vida. Otras formas de bacterias inusuales incluyen formas de estrella, formas de club, formas de cubo y ramas filamentosas.


El equilibrio entre crecimiento y adaptabilidad determina el éxito y la evolución microbianos

Crédito: CC0 Public Domain

Uno de los principales desafíos de la biología es la búsqueda para descubrir las reglas subyacentes que determinan cómo se comportan los organismos biológicos en diferentes situaciones. Incluso preguntas aparentemente simples, como por qué las bacterias crecen a un cierto ritmo y por qué hay una tremenda variación en la tasa de crecimiento entre especies en diferentes entornos, no han quedado claras.

Un nuevo estudio publicado en Naturaleza en julio por científicos de la Escuela de Medicina de Harvard, ETH Zurich y la Universidad de California, San Diego ahora arroja luz sobre estos misterios de larga data.

Sus hallazgos revelan que el éxito y la evolución de los microbios en diferentes ecosistemas están determinados por una compensación fundamental entre dos rasgos: la tasa de crecimiento en entornos constantes y la capacidad de adaptarse a entornos cambiantes.

Los investigadores encontraron que las bacterias que crecían excepcionalmente rápido luchaban a medida que cambiaban las condiciones ambientales, experimentando un retraso en el que no podían crecer durante muchas horas y solo finalmente se adaptaban. En comparación, cuando las mismas bacterias crecieron lentamente, se adaptaron rápidamente a las condiciones cambiantes.

"Las bacterias no pueden sobresalir simultáneamente para crecer rápidamente y cambiar rápidamente entre condiciones cuando el entorno cambia repentinamente", dijo el autor principal del estudio, Markus Basan, profesor asistente de biología de sistemas en el Instituto Blavatnik del HMS.

Los resultados pueden explicar por qué los microbios como E. coli crecen a ritmos muy diferentes en diferentes entornos, a menudo mucho más lentamente de lo que cabría esperar, dijeron los autores.

"Como analogía, uno puede pensar en una persona que se entrena para convertirse en un corredor de larga distancia de élite y también en un levantador de pesas de élite al mismo tiempo", agregó Basan. "El peso de la masa muscular necesaria para sobresalir en el levantamiento de pesas sin duda obstaculizará la capacidad de las carreras de larga distancia energéticamente eficientes, al menos hasta cierto punto. Esto es lo que constituye una compensación".

Sorprendentemente, este efecto no fue específico de unas pocas condiciones aisladas. En E. Coli, el equipo descubrió que esta compensación se conserva en docenas de condiciones de crecimiento, que involucran diferentes nutrientes y entornos cambiantes. También observaron la misma compensación en diferentes especies microbianas separadas por millones de años de evolución, incluidos los eucariotas unicelulares, todos descritos por la misma ecuación matemática.

Los experimentos del equipo sugieren que la universalidad observada del compromiso entre crecimiento y adaptabilidad se debe a que surge directamente de los mecanismos metabólicos que son fundamentales para la vida en la tierra.

El elemento carbono es un componente principal de gran parte del material que forma cada célula viva, como las proteínas. A través de la dieta, los animales pueden adquirir componentes básicos preformados como los aminoácidos que comprenden proteínas. Las bacterias, por otro lado, pueden convertir una sola fuente de carbono, como un azúcar, en todos los componentes básicos a base de carbono utilizando la bioquímica.

Sin embargo, las reacciones metabólicas que utilizan las bacterias para convertir diferentes azúcares en biomoléculas pueden moverse en direcciones opuestas. Por ejemplo, cuando E. coli descompone la glucosa, la fuente de carbono de elección de las bacterias, producen una molécula llamada acetato, que es su principal producto de fermentación. Bajo ciertas condiciones, como cuando la glucosa se seca, puede ocurrir la reacción opuesta y se puede usar acetato para el crecimiento.

Por lo tanto, cuando se agota una fuente de carbono preferida como la glucosa, las bacterias deben pasar de una dirección de reacción a la dirección opuesta. Esto puede causar estragos en su metabolismo, especialmente si las bacterias crecían rápidamente antes de la transición.

Para soportar altas tasas de crecimiento, las bacterias deben contener una gran cantidad de enzimas que faciliten las reacciones en una dirección. Como resultado, si el entorno cambia repentinamente, solo hay una pequeña cantidad de enzimas que pueden facilitar las reacciones en la nueva dirección correcta. Peor aún, las bacterias todavía contienen una gran cantidad de enzimas que llevan la reacción en la dirección incorrecta, lo que en realidad quema energía.

"Esto deja a la célula atrapada en una situación terrible, donde la mayoría de sus propias enzimas están trabajando repentinamente en la dirección incorrecta, impidiendo que se produzcan las enzimas que operan en la dirección correcta", dijo Basan. "Se parece a la tarea de Sísifo, donde a pesar de mucho esfuerzo los metabolitos simplemente no llegan a ninguna parte".

Después de descubrir este problema subyacente, los investigadores pudieron formular un modelo teórico que captura con precisión la relación matemática de la compensación entre la tasa de crecimiento y la tasa de adaptabilidad. El modelo también hizo una serie de predicciones cuantitativas precisas de los cambios genéticos que afectan la compensación, que se validaron experimentalmente.

La compensación descubierta en este estudio explica potencialmente por qué los microbios crecen a diferentes velocidades en diferentes entornos, a veces mucho más lentamente de lo esperado según otra evidencia experimental, como la composición de proteínas, dijo Basan.

Se pensaba que el crecimiento más lento de lo esperado se debía a nutrientes de mala calidad, pero los nuevos hallazgos sugieren que, en cambio, puede surgir porque algunos nutrientes señalan entornos ecológicos inestables y altamente fluctuantes para el microbio, donde una estrategia de crecimiento más cuidadosa es ventajosa.

Esto se ilustra mediante una serie de mutaciones simples en el genoma de E. coli que permiten un crecimiento mucho más rápido en condiciones específicas, pero también causan una deficiencia en la adaptabilidad.

"El estudio ilustra cómo las compensaciones cableadas entre los objetivos en competencia pueden haber dado forma a la evolución microbiana y los fenotipos que vemos en diferentes especies bacterianas hoy", dijo Basan. "Comprender tales compensaciones nos da una rara visión de las complejas elecciones ecológicas realizadas por diferentes especies bacterianas y nos ayuda a modelar estas elecciones de una manera cuantitativa y predictiva".

El compromiso entre crecimiento rápido y adaptabilidad descubierto en este trabajo puede ayudar a comprender las interacciones en comunidades microbianas complejas como en la microbiota.

"Tales compensaciones pueden dar lugar a la coexistencia de bacterias con diferentes estrategias en el mismo nicho ecológico", dijo Basan.

Debido a que el metabolismo central está altamente conservado entre las especies, desde las bacterias hasta los humanos, una mejor comprensión del metabolismo central y sus limitaciones intrínsecas puede ayudar a comprender las complejas enfermedades humanas.

Los modelos matemáticos que pueden predecir cuantitativamente el comportamiento de sistemas biológicos complejos como el desarrollado en este trabajo también pueden tener relevancia práctica para aplicaciones de biología sintética y bioingeniería, dijeron los autores.

"Con suerte, los modelos cuantitativos y predictivos pueden algún día transformar el proceso de construcción de cosas en biología de un tedioso ensayo y error a algo más parecido a una disciplina de ingeniería moderna", dijo Basan. "Por ejemplo, es bastante útil para los ingenieros poder calcular que algo como el puente Golden Gate no se colapsará, sin necesidad de construirlo primero para probarlo".


Tipos de arquebacterias

Hay tres tipos principales de arqueobacterias. Estos se clasifican en función de su relación filogenética (cuán estrechamente relacionados están entre sí), y los miembros de cada tipo tienden a tener ciertas características. Los tipos principales son:

1. CrenarchaeotaCrenarchaeota son extremadamente tolerantes al calor.

¡Tienen proteínas especiales y otra bioquímica que pueden continuar funcionando a temperaturas tan altas como 230 ° Fahrenheit! Muchos Chrenarchaeota también puede sobrevivir en ambientes muy ácidos.

Muchas especies de Crenarchaeota Se han descubierto viviendo en fuentes termales y alrededor de respiraderos de aguas profundas, donde el agua ha sido sobrecalentada por magma debajo de la superficie de la Tierra.

Una teoría del origen de la vida sugiere que la vida pudo haber comenzado originalmente alrededor de respiraderos de aguas profundas, donde las altas temperaturas y las químicas inusuales podrían haber llevado a la formación de las primeras células.

2. Euryarchaeota son capaces de sobrevivir en hábitats muy salados. También son capaces de producir metano, ¡lo que ninguna otra forma de vida en la Tierra es capaz de hacer!

Euryarchaeota son la única forma de vida que se sabe que puede realizar la respiración celular utilizando carbono como aceptor de electrones.

Esto les da un nicho ecológico importante porque la descomposición de compuestos complejos de carbono en la molécula simple de metano es el paso final en la descomposición de la mayoría de las formas de vida. Sin metanógenos, el ciclo del carbono de la Tierra se vería afectado.

Dondequiera que la vida produzca gas metano, Euryarchaeota son responsables.

Las arqueobacterias metanógenas se pueden encontrar en pantanos y humedales, donde son responsables del "gas de los pantanos" y parte del olor distintivo del pantano, y en el estómago de los rumiantes, como las vacas, donde descomponen los azúcares que se encuentran en la hierba que no son digeribles. a los eucariotas por sí mismos. Algunos metanógenos viven en el intestino humano y nos ayudan de la misma manera.

También se pueden encontrar en sedimentos de aguas profundas, donde producen bolsas de metano debajo del fondo del océano.

3. Korarchaeota son los menos comprendidos y se cree que son el linaje más antiguo de arqueobacterias. ¡Esto los convierte posiblemente en los organismos supervivientes más antiguos de la Tierra!

Korarchaeota se puede encontrar en ambientes hidrotermales como Crenarchaeota. Sin embargo, Korarchaeota tienen muchos genes encontrados en ambos Crenarchaeota y Euryarcheaota, y también genes que son diferentes de ambos grupos. Para los científicos, esto sugiere que los otros dos tipos de arqueobacterias pueden haber descendido de un ancestro común similar a Korarchaeota.

Korarchaeota son raros en la naturaleza, tal vez porque otras formas de vida más nuevas están mejor adaptadas para sobrevivir en entornos modernos que ellos. Todavía, Korearchaeota se puede encontrar en aguas termales, alrededor de respiraderos de aguas profundas.


¿Por qué las diferentes bacterias tienen diferentes formas? - biología

Las bacterias son organismos diminutos que se encuentran en todas partes a nuestro alrededor. No podemos verlos sin un microscopio porque son muy pequeños, pero están en el aire, en nuestra piel, en nuestros cuerpos, en el suelo y en toda la naturaleza.

Las bacterias son microorganismos unicelulares. Su estructura celular es única en el sentido de que no tienen núcleo y la mayoría de las bacterias tienen paredes celulares similares a las de las plantas. Vienen en todo tipo de formas, incluidas varillas, espirales y esferas. Algunas bacterias pueden "nadar" usando colas largas llamadas flagelos. Otros simplemente pasan el rato o se deslizan.

¿Son peligrosas las bacterias?

La mayoría de las bacterias no son peligrosas, pero algunas sí lo son y pueden enfermarnos. Estas bacterias se denominan patógenos. Los patógenos pueden causar enfermedades en animales y plantas. Algunos ejemplos de patógenos son lepra, intoxicación alimentaria, neumonía, tétanos y fiebre tifoidea.

Afortunadamente, podemos tomar antibióticos que ayudan a combatir los patógenos dañinos. También tenemos antisépticos para ayudarnos a mantener las heridas limpias de bacterias y jabón antibiótico que usamos para lavar para ayudar a mantener alejados a los patógenos malos. ¡Recuerda lavarte las manos!

Para nada. En realidad, la mayoría de las bacterias nos ayudan mucho. Desempeñan un papel importante en el ecosistema del planeta, así como en la supervivencia humana.

Las bacterias trabajan duro en el suelo para nosotros. Un tipo de bacteria, llamada descomponedora, descompone el material de plantas y animales muertos. Esto puede sonar un poco asqueroso, pero es una función importante que ayuda a crear tierra y deshacerse del tejido muerto. Otro tipo de bacteria en el suelo es la bacteria Rhizobium. La bacteria Rhizobium ayuda a fertilizar el suelo con nitrógeno para que las plantas lo utilicen durante su crecimiento.

Sí, hay bacterias en nuestra comida. ¡Qué asco! Bueno, en realidad no son tan malos y las bacterias se utilizan para hacer alimentos como yogur, queso, encurtidos y salsa de soja.

Bacterias en nuestro cuerpo.

Hay muchas bacterias buenas en nuestro cuerpo. Un uso principal de las bacterias es ayudarnos a digerir y descomponer nuestros alimentos. Algunas bacterias también pueden ayudar a nuestro sistema inmunológico a protegernos de ciertos organismos que pueden enfermarnos.


Conclusión:

Se acepta la hipótesis. Los diferentes antibióticos tienen un efecto diferente sobre las bacterias. La ampicilina es el antibiótico más eficaz contra Escherichia Coli y Staphylococcus aureus en comparación con otros antibióticos.

Los antibióticos son medicamentos que matan las bacterias. Las bacterias pueden causar infecciones como faringitis estreptocócica, infecciones del oído, infecciones del tracto urinario e infecciones de los senos nasales (sinusitis). Existen muchos tipos de antibióticos. Cada uno funciona de manera un poco diferente y actúa sobre diferentes tipos de bacterias.

¿No curan todo los antibióticos?

  • Resfriados comunes.
  • Influenza (gripe).
  • La mayoría de los casos de bronquitis aguda.
  • La mayoría de los dolores de garganta no son causados ​​por estreptococos.
  • Narices que moquean.

Estas enfermedades suelen desaparecer por sí solas. Si toma antibióticos cuando no los necesita, es posible que no funcionen cuando los necesite. Cada vez que toma antibióticos, es más probable que tenga algunas bacterias que el medicamento no mata. Con el tiempo, estas bacterias cambian (mutan) y se vuelven más difíciles de matar. Los antibióticos que solían matarlos ya no funcionan. Estas bacterias se denominan bacterias resistentes a los antibióticos.

Estas bacterias más resistentes pueden causar infecciones más graves y prolongadas. Para tratarlos, es posible que necesite antibióticos diferentes y más fuertes que cuesten más. Un antibiótico más fuerte puede tener más efectos secundarios que el primer medicamento.

Cuando los antibióticos matan las bacterias normales en su intestino y permiten que crezcan las bacterias C. difficile, esto causa diarrea, fiebre y calambres abdominales. En algunos casos raros, incluso puede causar la muerte. Esta afección se conoce como colitis por Clostridium difficile o colitis por C. difficile, que es la hinchazón e irritación del intestino grueso o colon. Las mujeres pueden desarrollar candidiasis vaginal por tomar antibióticos. En raras ocasiones, los antibióticos pueden causar una reacción alérgica peligrosa que requiera atención de emergencia.

La forma correcta de tomar antibióticos:

Tómelo exactamente como se le indique. Tome siempre la cantidad exacta que indique la etiqueta. Si la etiqueta dice que debe tomar el medicamento a una hora determinada, siga estas instrucciones.

Tómelo durante el tiempo prescrito. Después de los primeros días de tomar el medicamento, es posible que se sienta mejor. Sin embargo, es importante seguir tomando el antibiótico según las indicaciones y, por lo general, hasta que termine. Siempre se necesita una prescripción completa para deshacerse de las bacterias que son un poco más fuertes y pueden sobrevivir los primeros días de tratamiento. Se pueden desarrollar bacterias que un antibiótico no puede matar (bacterias resistentes a los antibióticos) si solo se toma una parte de la receta de un antibiótico. Lo más importante es que el medicamento sobrante no debe guardarse para usarlo en el futuro.

Los antibióticos suelen ser seguros a pesar de todos los efectos secundarios. Los efectos secundarios comunes incluyen náuseas, diarrea y dolor de estómago. En las mujeres, los antibióticos pueden provocar candidiasis vaginal. Algunos efectos secundarios menores son inevitables. En casos raros, los antibióticos pueden causar una reacción alérgica peligrosa que requiere atención de emergencia.

Los antibióticos se encuentran entre los medicamentos recetados con mayor frecuencia en la medicina moderna. Los antibióticos curan las enfermedades al matar o dañar las bacterias. Después del primer antibiótico, la penicilina, que se descubrió accidentalmente en un cultivo de moho, ahora hay más de 100 antibióticos diferentes disponibles para curar molestias leves e infecciones potencialmente mortales. Aunque los antibióticos son útiles en una amplia variedad de infecciones, es importante darse cuenta de que los antibióticos solo tratan las infecciones bacterianas. Los antibióticos son inútiles contra infecciones virales como el resfriado común y las infecciones por hongos tiña.

  • Penicilinas como penicilina y moxicilina
  • Cefalosporinas como cefalexina (Keflex)
  • Macrólidos como eritromicina (E-Mycin), claritromicina (Biaxin), anzitromicina (Zithromax)
  • Fluoroquinolonas como ciprofloxacina (Cipro), levofloxacina (Levaquin) y andofloxacina (Floxin)
  • Sulfonamidas como cotrimoxazol (Bactrim) y trimetoprim (Proloprim)
  • Tetraciclinas como tetraciclina (Sumycin, Panmycin)
  • Aminoglucósidos como gentamicina (Garamycin) y tobramicina (Tobrex)

El uso del antibiótico adecuado es fundamental, ya que cada antibiótico cura solo ciertos tipos de infecciones, pero no todas. Además, una persona puede tener alergias que eliminen de consideración una clase de antibiótico, como la alergia a la penicilina, que no debería recetar amoxicilina. Se pueden considerar otros factores al elegir un antibiótico. A menudo se tienen en cuenta el costo de los medicamentos, el horario de dosificación y los efectos secundarios comunes. También se pueden considerar los patrones de infección en su comunidad.

En algunos casos, los laboratorios pueden ayudar a decidir qué antibiótico usar. Las técnicas especiales, como las tinciones de Gram, pueden ayudar a determinar qué especies de bacterias están causando la infección. Esto se debe a que ciertas especies bacterianas se mancharán mientras que otras no. También se pueden obtener cultivos. En esta técnica, se deja crecer una muestra bacteriana de la infección en un laboratorio. La forma en que crecen las bacterias o cómo se ven cuando crecen puede ayudar a identificar las especies bacterianas. También se pueden analizar cultivos para determinar la sensibilidad a los antibióticos. Una lista de sensibilidad es la lista de antibióticos que matan un tipo de bacteria en particular. Esta lista se puede usar para verificar que esté tomando el antibiótico correcto.

E. coli es un tipo común de bacteria que puede penetrar en los alimentos, como la carne de res y las verduras. E. coli es la abreviatura del término médico Escherichia coli. Lo extraño de estas bacterias y muchas otras bacterias es que no siempre son perjudiciales para usted.

Theodor Escherich describió por primera vez a E. coli en 1885, como Bacterium coli commune, que aisló de las heces de los recién nacidos. Más tarde se le cambió el nombre a Escherichia coli, y durante muchos años se consideró que la bacteria era simplemente un organismo comensal del intestino grueso. No fue hasta 1935 que se demostró que una cepa de E. coli era la causa de un brote de diarrea entre los bebés. El tracto gastrointestinal de la mayoría de los animales de sangre caliente es colonizado por E. coli pocas horas o pocos días después del nacimiento. La bacteria se ingiere en alimentos o agua o se obtiene directamente de otras personas que manipulan al bebé. El intestino humano generalmente se coloniza dentro de las 40 horas posteriores al nacimiento. E. coli puede adherirse al moco que recubre el intestino grueso. Una vez establecida, una cepa de E. coli puede persistir durante meses o años. Las cepas residentes cambian durante un período prolongado (de semanas a meses) y más rápidamente después de una infección entérica o quimioterapia antimicrobiana que perturba la flora normal. La secuencia completa de bases de ADN del genoma de E. coli se conoce desde 1997.

La E. coli normalmente vive dentro de los intestinos, donde ayuda al cuerpo a descomponer y digerir los alimentos. Desafortunadamente, ciertos tipos de E. coli pueden obtenerse del intestino.

Citar este trabajo

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Entonces, ¿por qué las bacterias no quieren una nucleación regulada?

Este es el corolario de mi argumento. Si mi hipótesis de que las bacterias no tienen proteínas de nucleación citoesquelética reguladas es cierta, y analizaré la evidencia biológica celular que me hace pensar que esto es cierto, entonces la pregunta es si realmente no quieren tenerlas o si simplemente nunca las tienen. tuvo la oportunidad de desarrollarlos. Creo que, al menos en lo que respecta a los nucleadores, la oportunidad de desarrollarlos no es una barrera muy alta. Entonces creo que debe ser que las bacterias simplemente tienen una estrategia fundamentalmente diferente para la organización citoplásmica en comparación con los eucariotas.


B. Análisis de colonias

Identificará y categorizará diferentes colonias bacterianas en función de su apariencia y morfología variadas (forma y estructura). Cuando una sola célula bacteriana se deposita en la superficie de un medio nutritivo (agar), comienza a dividirse exponencialmente. Después de que se forman miles de células, aparece una masa visible que se llama COLONIA. Cada especie de bacteria exhibirá colonias características.

NO abra las placas para examinar las colonias.

  • Forma y tamaño de la colonia: redonda, irregular, puntiforme (diminuta)
  • Borde del margen: completo (liso), ondulado (ondulado), lobulado (lobulado)
  • Elevación: convexa, plana, elevada
  • Color: color + opaco, translúcido, brillante o sin brillo
  • Textura: húmeda o seca (rugosa)

1. Dibuje cada placa, mostrando cómo se distribuyen las colonias por la superficie del agar. Preste atención a la densidad de las colonias y dónde están ubicadas con respecto a las superficies y la impresión de huellas dactilares.
2. Elija varias colonias en sus platos y descríbalas usando los términos anteriores.
3. (Opcional) Es posible que desee fotografiar sus placas e incluirlas en su informe final de laboratorio.


Reproducción

La mayoría de las bacterias se multiplican mediante un proceso llamado fisión binaria, según la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida de la Universidad de Cornell. En este proceso, una sola célula bacteriana, llamada "madre", hace una copia de su ADN y crece al duplicar su contenido celular. La célula luego se divide, empujando el material duplicado hacia afuera y creando dos células "hijas" idénticas.

Algunas especies bacterianas, como las cianobacterias y los firmicutes, se reproducen por gemación. En este caso, la célula hija crece como una rama del padre. Comienza como una pequeña protuberancia, crece hasta que tiene el mismo tamaño que su padre y se divide.

El ADN que se encuentra en los padres y la descendencia 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 asegura que las bacterias puedan adaptarse y sobrevivir a medida que cambia su entorno. [Ver arpón de bacterias extrañas y resplandecientes y tragar ADN para evolucionar]

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 normalmente solo ocurre entre bacterias estrechamente relacionadas, requiere que el donante y el receptor transfieran el ADN compartiendo receptores de la superficie celular. La conjugación requiere el contacto físico entre las paredes celulares de las bacterias que el ADN transfiere de la célula donante a la receptora. 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 los antibióticos.


Extremófilos y biopelículas

Los procariotas están bien adaptados para vivir en todo tipo de condiciones, incluidas las extremas, y prefieren vivir en colonias llamadas biopelículas.

Objetivos de aprendizaje

Discutir las características distintivas de los extremófilos y los entornos que producen biopelículas.

Conclusiones clave

Puntos clave

  • Los procariotas viven en todos los entornos, sin importar cuán extremos sean.
  • Las bacterias que prefieren ambientes muy salados se denominan halófilas, mientras que las que viven en ambientes muy ácidos se denominan acidófilas.
  • Un ejemplo de un hábitat que los halófilos pueden colonizar es el Mar Muerto, una masa de agua que es 10 veces más salada que el agua del océano normal.
  • Una biopelícula es una comunidad microbiana que se mantiene unida en una matriz de textura gomosa que consiste principalmente en polisacáridos secretados por los organismos.
  • Las biopelículas se pueden encontrar obstruyendo las tuberías, en los mostradores de la cocina o incluso en la superficie de uno de los dientes.

Términos clave

  • extremófilo: un organismo que vive en condiciones extremas de temperatura, salinidad, etc. comercialmente importante como fuente de enzimas que operan en condiciones similares
  • halófilo: un organismo que vive y prospera en un ambiente de alta salinidad, a menudo requiriendo tal ambiente una forma de extremófilo
  • alcalófilo: cualquier organismo que viva y prospere en un ambiente alcalino, como un lago de soda una forma de extremófilo

Los microbios son adaptables: vida en entornos moderados y extremos

Algunos organismos han desarrollado estrategias que les permiten sobrevivir en condiciones difíciles. Los procariotas prosperan en una amplia gama de entornos, algunos crecen en condiciones que nos parecerían muy normales, mientras que otros pueden prosperar y crecer en condiciones que matarían a una planta o un animal. Casi todos los procariotas tienen una pared celular: una estructura protectora que les permite sobrevivir tanto en condiciones hiperosmóticas como hipoosmóticas. Algunas bacterias del suelo pueden formar endosporas que resisten el calor y la sequía, lo que permite que el organismo sobreviva hasta que se repitan las condiciones favorables. Estas adaptaciones, junto con otras, permiten que las bacterias sean la forma de vida más abundante en todos los ecosistemas terrestres y acuáticos.

Tolerancia a las bacterias y la radiación: Deinococcus radiodurans, visualizado en esta micrografía electrónica de transmisión de color falso, es un procariota que puede tolerar dosis muy altas de radiación ionizante. Ha desarrollado mecanismos de reparación del ADN que le permiten reconstruir su cromosoma incluso si se ha roto en cientos de pedazos por la radiación o el calor.

Otras bacterias y arqueas están adaptadas para crecer en condiciones extremas y se denominan extremófilos, es decir, amantes de los extremos. Se han encontrado extremófilos en todo tipo de entornos: la profundidad de los océanos, las aguas termales, el Ártico y la Antártida. , en lugares muy secos, en las profundidades de la tierra, en entornos químicos agresivos y en entornos de alta radiación, solo por mencionar algunos. Estos organismos nos dan una mejor comprensión de la diversidad procariota y plantean la posibilidad de encontrar nuevas especies procariotas que puedan conducir al descubrimiento de nuevos fármacos terapéuticos o tener aplicaciones industriales. Debido a que tienen adaptaciones especializadas que les permiten vivir en condiciones extremas, muchos extremófilos no pueden sobrevivir en ambientes moderados. Hay muchos grupos diferentes de extremófilos. Se identifican en función de las condiciones en las que crecen mejor. Varios hábitats son extremos de múltiples formas. Por ejemplo, un lago de soda es tanto salado como alcalino, por lo que los organismos que viven en un lago de soda deben ser tanto alcalófilos como halófilos. Otros extremófilos, como los organismos radiorresistentes, no prefieren un ambiente extremo (en este caso, con altos niveles de radiación), pero se han adaptado para sobrevivir en él.

Procariotas en el Mar Muerto

Un ejemplo de un entorno muy duro es el Mar Muerto, una cuenca hipersalina que se encuentra entre Jordania e Israel. Los ambientes hipersalinos son esencialmente agua de mar concentrada. In the Dead Sea, the sodium concentration is 10 times higher than that of seawater. The water also contains high levels of magnesium (about 40 times higher than in seawater) that would be toxic to most living things. Iron, calcium, and magnesium, elements that form divalent ions (Fe 2+ , Ca 2+ , and Mg 2+ ), produce what is commonly referred to as “hard” water. Taken together, the high concentration of divalent cations, the acidic pH (6.0), and the intense solar radiation flux make the Dead Sea a unique, and uniquely hostile, ecosystem.

Halophile habitats: (a) The Dead Sea is hypersaline. Nevertheless, salt-tolerant bacteria thrive in this sea. (b) These halobacteria cells can form salt-tolerant bacterial mats.

The Ecology of Biofilms

Until a couple of decades ago, microbiologists used to think of prokaryotes as isolated entities living apart. This model, however, does not reflect the true ecology of prokaryotes, most of which prefer to live in communities where they can interact. A biofilm is a microbial community held together in a gummy-textured matrix that consists primarily of polysaccharides secreted by the organisms, together with some proteins and nucleic acids. Biofilms grow attached to surfaces. Some of the best-studied biofilms are composed of prokaryotes, although fungal biofilms have also been described, as well as some composed of a mixture of fungi and bacteria.

Biofilm Development: Five stages of biofilm development are shown. During stage 1, initial attachment, bacteria adhere to a solid surface via weak van der Waals interactions. During stage 2, irreversible attachment, hairlike appendages called pili permanently anchor the bacteria to the surface. During stage 3, maturation I, the biofilm grows through cell division and recruitment of other bacteria. An extracellular matrix composed primarily of polysaccharides holds the biofilm together. During stage 4, maturation II, the biofilm continues to grow and takes on a more complex shape. During stage 5, dispersal, the biofilm matrix is partly broken down, allowing some bacteria to escape and colonize another surface. Micrographs of a Pseudomonas aeruginosa biofilm in each of the stages of development are shown.

Biofilms are present almost everywhere: they can cause the clogging of pipes and readily colonize surfaces in industrial settings. In recent, large-scale outbreaks of bacterial contamination of food, biofilms have played a major role. They also colonize household surfaces, such as kitchen counters, cutting boards, sinks, and toilets, as well as places on the human body, such as the surfaces of our teeth.

Interactions among the organisms that populate a biofilm, together with their protective exopolysaccharidic (EPS) environment, make these communities more robust than free-living, or planktonic, prokaryotes. The sticky substance that holds bacteria together also excludes most antibiotics and disinfectants, making biofilm bacteria hardier than their planktonic counterparts. Overall, biofilms are very difficult to destroy because they are resistant to many common forms of sterilization.