3.2. Fisiología de las bacterias

- Funciones de relación. Muchas bacterias tienen movilidad, ya sea por flagelos, contracción o reptación, acercándose o alejándose de los estímulos ambientales. Pueden responder también modificando su metabolismo adaptándolo a las condiciones concretas. Si el ambiente es desfavorable originan formas de resistencia conocidas como endosporas, formas de vida latente protegidas por una gruesa membrana, capaces de resistir condiciones extremas. Cuando el ambiente es favorable, germinan y originan bacterias funcionales.

- Funciones de nutrición. El éxito evolutivo de las bacterias se debe en parte a su versatilidad metabólica. Todos los mecanismos posibles de obtención de materia y energía los presentan las bacterias, incluso algunas pueden cambiar de metabolismo en función de los nutrientes que encuentran en el medio. Estos microorganismos pueden ser:

Autótrofas fotosintéticas, como las bacterias verdes, purpúreas y las cianobacterias.

Autótrofas quimiosintéticas, oxidando sustratos inorgánicos obtienen la energía que necesitan, como las bacterias del azufre, del hierro, del hidrógeno o del metano, que reciben este nombre en función del dador de electrones que utilizan.

Fotorganótrofas, utilizan energía lumínica pero también materia orgánica, por lo que son heterótrofas, como las bacterias verdes carentes de azufre.

Quimioheterótrofas, son el grupo más abundante. Según el tipo de materia orgánica que utilicen hay bacterias saprobias,(materia orgánica muerta) parásitas (de otro ser vivo causándole un daño), simbióticas (asociadas a otro organismo con beneficio mutuo, como el género Rhizobium fijador de nitrógeno, asociado con leguminosas) e incluso hay bacterias depredadoras de otras bacterias (mixobacterias).


- Funciones de reproducción.
En medios adecuados las bacterias se reproducen asexualmente por bipartición, originando en unos veinte minutos dos células iguales y en poco tiempo grandes cantidades de individuos idénticos o clones.


Figura 5: Bipartición de las bacterias

 

La gran diversidad de las bacterias se debe a la elevada frecuencia de mutaciones y a procesos parasexuales, mediante los que intercambian material genético con otras bacterias, sean o no de la misma especie. Hay tres tipos de procesos parasexuales:

Transformación bacteriana. Se produce cuando una bacteria capta fragmentos de ADN de otra bacteria rota que estaban libres en el medio. Es el proceso menos frecuente.

Conjugación bacteriana. En este proceso, una bacteria donadora F+ transmite a través de un puente o pili, un fragmento de ADN, a otra bacteria receptora F-. La bacteria F+ posee uno o más plásmidos o factor F, además del cromosoma bacteriano. Si el plásmido está integrado en el cromosoma bacteriano (episoma) las bacterias son Hfr (alta frecuencia de recombinación). Las bacterias F+ solo transmiten el factor F, en las Hfr el episoma arrastra parte del cromosoma bacteriano.

Transducción bacteriana. En este caso la transferencia de ADN de una bacteria a otra se realiza a través de un virus bacteriófago, que se comporta como un intermediario entre las dos bacterias.

 



Figura 6: a) Conjugación bacteriana. b) Transducción bacteriana.
c) Transformación bacteriana




Estos intercambios son rutinarios en las bacterias, de tal forma que el patrimonio genético de todas las bacterias del mundo forma una reserva global al alcance de todas ellas. Se produce un "intercambio horizontal" entre seres de la misma generación, proceso que no está al alcance de los seres superiores, que tienen los genes encerrados en su cuerpo, y solo los mezclan en la reproducción. La gran variabilidad y poder de adaptación de las bacterias se consigue por estos mecanismos. Un ejemplo es la resistencia a los antibióticos que posen algunas bacteria patógenas por coexistir en el intestino con bacterias simbiontes resistentes a estos fármacos, y que pasan la resistencia a los patógenos.

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