En una sola cucharada de tierra de un páramo o de una plantación de banano viven más bacterias que personas hay en todo Ecuador. Son los organismos más antiguos, más numerosos y metabólicamente más versátiles de la Tierra: hay bacterias que respiran azufre, que fabrican oxígeno, que viven a 110 °C o que sobreviven en salmueras saturadas. Hasta en las aguas termales de Papallacta, cerca de Quito, viven microbios adaptados a temperaturas que matarían a casi cualquier otro ser vivo. Para entender la vida microbiana hay que empezar por su célula.
La célula procariota
Al microscopio, una célula de la mejilla teñida muestra un núcleo oscuro bien delimitado, mientras que las bacterias del yogur se ven homogéneas, sin ninguna compartimentación interna visible. ¿Dónde guardan su material genético si no tienen núcleo?
Practica★☆☆Sin empezar
Indica tres diferencias estructurales entre una célula procariota bacteriana y una célula eucariota, y explica qué consecuencia funcional tiene cada una.
Indica tres diferencias estructurales entre una célula procariota bacteriana y una célula eucariota, y explica qué consecuencia funcional tiene cada una.
Ejemplos conocidos: Streptococcus pyogenes (cocos en cadena, causa de la faringitis), Escherichia coli (bacilo), Vibrio cholerae (vibrio, el del cólera) y Spirillum (espirilo).
Practica★☆☆Sin empezar
Observa las bacterias del esquema (A a F). Clasifícalas según su forma (coco, bacilo, espirilo o vibrio) y, en su caso, según su agrupación (diplococos, estreptococos,…
Observa las bacterias del esquema (A a F). Clasifícalas según su forma (coco, bacilo, espirilo o vibrio) y, en su caso, según su agrupación (diplococos, estreptococos, estafilococos), poniendo un ejemplo conocido donde puedas.
Si sumerges un glóbulo rojo en agua destilada, se hincha hasta estallar por ósmosis. Una bacteria de agua dulce no revienta: ¿qué estructura soporta esa enorme presión osmótica interna?
Practica★☆☆Sin empezar
Explica qué es la pared celular bacteriana (peptidoglucano) y en qué consiste la tinción de Gram: qué dos grandes grupos distingue (grampositivas y gramnegativas) y por…
Explica qué es la pared celular bacteriana (peptidoglucano) y en qué consiste la tinción de Gram: qué dos grandes grupos distingue (grampositivas y gramnegativas) y por qué es tan útil para elegir un tratamiento.
¿Qué es una endospora? Explica cómo se forma, qué resistencia extraordinaria tiene (calor, desecación, desinfectantes) y por qué complica la esterilización en medicina y…
¿Qué es una endospora? Explica cómo se forma, qué resistencia extraordinaria tiene (calor, desecación, desinfectantes) y por qué complica la esterilización en medicina y en conservas (ejemplos: tétanos, botulismo).
Los biofilms son comunidades bacterianas adheridas a una superficie y envueltas en una matriz. Explica dónde se forman (sarro dental, catéteres, tuberías, piedras del…
Los biofilms son comunidades bacterianas adheridas a una superficie y envueltas en una matriz. Explica dónde se forman (sarro dental, catéteres, tuberías, piedras del río), por qué son mucho más resistentes a los antibióticos y a los desinfectantes que las bacterias libres y qué problemas causan en los hospitales.
Un plato de arroz, un rayo de sol o una roca con azufre pueden ser "alimento" para distintas bacterias. Todo depende de dónde obtengan la energía y el carbono.
Las bacterias también nos sirven: las bacterias lácticas fermentan la leche y dan yogur y quesos. Otras causan enfermedades comunes, como la faringitis por estreptococos, el cólera por Vibrio cholerae o la tuberculosis.
Practica★☆☆Sin empezar
Diferencia una bacteria aeróbica estricta, una anaeróbica estricta y una anaeróbica facultativa, y asocia cada tipo a un ambiente (superficie del suelo, fondo de una…
Diferencia una bacteria aeróbica estricta, una anaeróbica estricta y una anaeróbica facultativa, y asocia cada tipo a un ambiente (superficie del suelo, fondo de una herida profunda, tubo digestivo).
Explica el papel esencial de las bacterias en los ciclos del nitrógeno y del carbono (fijación, nitrificación, desnitrificación y descomposición) y razona qué ocurriría…
Explica el papel esencial de las bacterias en los ciclos del nitrógeno y del carbono (fijación, nitrificación, desnitrificación y descomposición) y razona qué ocurriría en los ecosistemas si desaparecieran.
Las arqueobacterias metanógenas producen metano. Explica dónde viven (rumen de los herbívoros, fondos de pantanos y arrozales, plantas de tratamiento de aguas…
Las arqueobacterias metanógenas producen metano. Explica dónde viven (rumen de los herbívoros, fondos de pantanos y arrozales, plantas de tratamiento de aguas residuales), de qué se alimentan y por qué su metabolismo interesa a la vez al clima (el metano como gas de efecto invernadero) y a la energía (biogás).
La simbiosis bacteriana va mucho más allá del intestino humano. Describe un ejemplo concreto —las bacterias luminosas del calamar (Vibrio fischeri) o los nódulos de…
La simbiosis bacteriana va mucho más allá del intestino humano. Describe un ejemplo concreto —las bacterias luminosas del calamar (Vibrio fischeri) o los nódulos de Rhizobium en las leguminosas— explicando qué aporta cada socio y cómo se «reconocen» para establecer la asociación.
En la época seca, algunos embalses y lagunas del país se ponen verdes y huelen mal. ¿Qué organismo es el responsable y por qué aparece justo entonces?
Las cianobacterias hacen fotosíntesis oxigénica, como las plantas, pero son procariotas. Algunas, además, fijan nitrógeno con la enzima nitrogenasa. Hay un problema bioquímico: la nitrogenasa se inactiva con oxígeno, y la fotosíntesis produce oxígeno.
Practica★★☆Sin empezar
Las cianobacterias fueron llamadas «algas azules» durante siglos. Explica por qué ese nombre era incorrecto (organización procariota), qué fotosíntesis realizan…
Las cianobacterias fueron llamadas «algas azules» durante siglos. Explica por qué ese nombre era incorrecto (organización procariota), qué fotosíntesis realizan (oxigénica) y qué papel histórico jugaron en la atmósfera terrestre.
Si cavas en el lodo de un manglar, como el de Churute, o del fondo de una laguna, la capa superficial es clara y las de abajo son oscuras y huelen a huevo podrido. Los microbios cambian con la profundidad: ¿qué decide quién vive dónde?
Toda respiración pasa electrones de un donador (materia orgánica, NADH) a un aceptor final. Cuanto más positivo es el potencial redox $E'$ del aceptor, más energía se libera por electrón y más ATP puede fabricar la célula.
Aceptor final
Producto
$E'$ aproximado (V)
Quién lo usa
$\mathrm{O_2}$
$\mathrm{H_2O}$
$+0{,}82$
aerobios
$\mathrm{NO_3^-}$
$\mathrm{N_2}$
$+0{,}75$
desnitrificantes
$\mathrm{SO_4^{2-}}$
$\mathrm{H_2S}$
$-0{,}22$
sulfatorreductoras
$\mathrm{CO_2}$
$\mathrm{CH_4}$
$-0{,}24$
arqueas metanogénicas
Microbiota, nicho y antibióticos
En el intestino de una persona sana viven billones de bacterias, y casi todas son inofensivas o útiles. ¿Por qué una bacteria que estaba ahí sin causar nada puede, de repente, enfermar al paciente?
Dos dominios: eubacterias y arqueobacterias
A finales de la década de 1970, Carl Woese comparó secuencias de ARN ribosómico y descubrió que los microbios de fuentes hidrotermales diferían más de Escherichia coli que esta de un vegetal. ¿Cómo pueden ser linajes tan distintos dos organismos de aspecto idéntico al microscopio?
Practica★☆☆Sin empezar
Muchas arqueobacterias son extremófilas (termófilas, halófilas, acidófilas). Describe qué ambientes colonizan, qué adaptaciones bioquímicas les permiten vivir allí y por…
Muchas arqueobacterias son extremófilas (termófilas, halófilas, acidófilas). Describe qué ambientes colonizan, qué adaptaciones bioquímicas les permiten vivir allí y por qué su estudio interesa a las hipótesis sobre el origen de la vida.
Cita dos diferencias moleculares entre eubacterias y arqueobacterias (por ejemplo, en la pared celular o en los lípidos de membrana) y explica por qué se clasifican en…
Cita dos diferencias moleculares entre eubacterias y arqueobacterias (por ejemplo, en la pared celular o en los lípidos de membrana) y explica por qué se clasifican en dominios distintos.
Las bacterias se reproducen habitualmente por fisión binaria (cada célula se divide en dos idénticas), pero pueden adquirir ADN sin reproducirse. La transformación capta ADN libre del medio; la transducción lo transporta mediante bacteriófagos (virus de bacterias); la conjugación transfiere ADN, con frecuencia plásmidos, por contacto entre células.
Vuelve al principio: las bacterias son procariotas, sin núcleo ni organelos membranosos, y aun así dominan la Tierra por su metabolismo, su rapidez y su capacidad de intercambiar genes. Su ADN flota en el nucleoide y funcionan en suelo, agua, intestino y hasta en aguas termales extremas como las de Papallacta.
¡A practicar! 6 ejercicios de nivel medio en este apartado