Bacterias brevemente. Una familia grande

En este mismo momento, hombre, cuando lees estas líneas, te estás beneficiando del trabajo de las bacterias. Desde el oxígeno que respiramos hasta los nutrientes que nuestro estómago extrae de nuestros alimentos, tenemos que agradecer a las bacterias por prosperar en este planeta. En nuestro cuerpo hay unas diez veces más microorganismos, incluidas bacterias, que nuestras propias células. Básicamente, somos más microbios que personas.

Sólo recientemente hemos comenzado a comprender un poco sobre los organismos microscópicos y su impacto en nuestro planeta y nuestra salud, pero la historia muestra que hace siglos nuestros antepasados ​​ya aprovechaban el poder de las bacterias para fermentar alimentos y bebidas (quien haya oído hablar del pan y ¿cerveza?).

En el siglo XVII comenzamos a estudiar las bacterias que se encuentran directamente en nuestro cuerpo, en estrecha relación con nosotros: en la boca. La curiosidad de Antoni van Leeuwenhoek le llevó al descubrimiento de bacterias cuando examinó una placa entre sus propios dientes. Van Leeuwenhoek se mostró poético sobre las bacterias y describió la colonia bacteriana de sus dientes como "una pequeña sustancia blanca, como masa endurecida". Al colocar la muestra bajo un microscopio, van Leeuwenhoek vio que los microorganismos se movían. ¡Así que están vivos!

Debes saber que las bacterias han jugado un papel fundamental en la Tierra, siendo claves para la creación de aire respirable y la riqueza biológica del planeta que llamamos hogar.

En este artículo, le brindaremos una descripción general de estos pequeños pero muy influyentes microorganismos. Analizaremos las formas buenas, malas y francamente extrañas en que las bacterias dan forma a la historia humana y ambiental. Primero, veamos en qué se diferencian las bacterias de otros tipos de vida.

Conceptos básicos sobre las bacterias

Bueno, si las bacterias son invisibles a simple vista, ¿cómo podemos saber tanto sobre ellas?

Los científicos han desarrollado potentes microscopios para observar bacterias, cuyo tamaño varía de una a unas pocas micras (millonésimas de metro), y descubrir cómo se relacionan con otras formas de vida, plantas, animales, virus y hongos.

Como sabrás, las células son los componentes básicos de la vida, desde los tejidos de nuestro cuerpo hasta el árbol que crece fuera de nuestra ventana. Los humanos, los animales y las plantas tenemos células con información genética contenida en una membrana llamada núcleo. Estos tipos de células, llamadas células eucariotas, tienen orgánulos especializados, cada uno de los cuales tiene una función única para ayudar al funcionamiento celular.

Las bacterias, sin embargo, no tienen núcleo y su material genético (ADN) flota libremente dentro de la célula. Estas células microscópicas no tienen orgánulos y cuentan con otros métodos de reproducción y transferencia de material genético. Las bacterias se consideran células procarióticas.

¿Sobreviven las bacterias en un ambiente con o sin oxígeno?

Su forma: bastones (bacilo), círculos (cocos) o espirales (espirilo).

¿Las bacterias son gramnegativas o grampositivas, es decir, tienen una membrana protectora exterior que evita la tinción del interior celular?

Cómo se mueven las bacterias y exploran su entorno (muchas bacterias tienen flagelos, pequeñas estructuras en forma de látigos que les permiten moverse en su entorno)

La microbiología (el estudio de todo tipo de microbios, incluidas bacterias, arqueas, hongos, virus y protozoos) distingue las bacterias de sus primos microbianos.

Los procariotas similares a las bacterias, ahora clasificados como arqueas, alguna vez estuvieron junto con las bacterias, pero a medida que los científicos aprendieron más sobre ellos, les dieron a las bacterias y arqueas sus propias categorías.

Nutrición microbiana (y miasma)

Al igual que las personas, los animales y las plantas, las bacterias necesitan alimento para sobrevivir.

Algunas bacterias (autótrofas) utilizan recursos básicos como la luz solar, el agua y sustancias químicas ambientales para crear alimentos (pensemos en las cianobacterias, que han estado convirtiendo la luz solar en oxígeno durante 2,5 millones de años). Los científicos llaman a otras bacterias heterótrofas porque obtienen su energía de la materia orgánica existente como alimento (por ejemplo, las hojas muertas en el suelo del bosque).

La verdad es que lo que puede resultar sabroso para las bacterias, a nosotros nos resultará repugnante. Han evolucionado para absorber todo tipo de productos, desde derrames de petróleo y subproductos nucleares hasta desechos humanos y productos de descomposición.

Pero la afinidad de una bacteria por una fuente de alimento particular podría beneficiar a la sociedad. Por ejemplo, los expertos en arte en Italia recurrieron a bacterias que pueden comerse el exceso de capas de sal y pegamento, reduciendo la durabilidad de obras de arte de valor incalculable. La capacidad de las bacterias para procesar la materia orgánica también es muy beneficiosa para la Tierra, tanto en el suelo como en el agua.

Por experiencia diaria, eres muy consciente del olor que causan las bacterias cuando consumen el contenido de tu bote de basura, digieren los restos de comida y emiten sus propios subproductos gaseosos. Sin embargo, esto no es todo. También puedes culpar a las bacterias por causar esos momentos incómodos en los que tú mismo expulsas gases.

Una familia grande

Las bacterias crecen y forman colonias cuando se les da la oportunidad. Si las condiciones ambientales y alimentarias son favorables, se reproducen y forman grumos pegajosos llamados biopelículas para sobrevivir en superficies que van desde las rocas hasta los dientes de la boca.

Las biopelículas tienen sus pros y sus contras. Por un lado, son mutuamente beneficiosos para los objetos naturales (mutualismo). Por otro lado, pueden ser una seria amenaza. Por ejemplo, los médicos que tratan a pacientes con implantes y dispositivos médicos tienen serias preocupaciones acerca de las biopelículas porque proporcionan espacio para las bacterias. Una vez colonizadas, las biopelículas pueden producir subproductos que son tóxicos (y en ocasiones fatales) para los humanos.

Al igual que las personas en las ciudades, las células de una biopelícula se comunican entre sí, intercambiando información sobre alimentos y peligros potenciales. Pero en lugar de llamar a los vecinos por teléfono, las bacterias envían notas utilizando productos químicos.

Además, las bacterias no temen vivir solas. Algunas especies han desarrollado formas interesantes de sobrevivir en ambientes hostiles. Cuando no hay más alimento y las condiciones se vuelven insoportables, las bacterias se preservan creando una cáscara dura, una endospora, que pone a la célula en un estado de latencia y preserva el material genético de la bacteria.

Los científicos encuentran bacterias en estas cápsulas del tiempo que estuvieron almacenadas durante 100 e incluso 250 millones de años. Esto sugiere que las bacterias pueden autoalmacenarse durante mucho tiempo.

Ahora que sabemos qué oportunidades brindan las colonias a las bacterias, averigüemos cómo llegan allí: a través de la división y la reproducción.

Reproducción de bacterias

¿Cómo crean las bacterias colonias? Al igual que otras formas de vida en la Tierra, las bacterias necesitan replicarse para sobrevivir. Otros organismos lo hacen mediante reproducción sexual, pero no las bacterias. Pero primero, analicemos por qué la diversidad es buena.

La vida sufre selección natural, o las fuerzas selectivas de un determinado entorno permiten que un tipo florezca y se reproduzca más que otro. Quizás recuerdes que los genes son la maquinaria que le indica a una célula qué hacer y determina de qué color serán tu cabello y tus ojos. Obtienes genes de tus padres. La reproducción sexual produce mutaciones o cambios aleatorios en el ADN, lo que crea diversidad. Cuanta más diversidad genética exista, mayores serán las posibilidades de que un organismo pueda adaptarse a las limitaciones ambientales.

Para las bacterias, la reproducción no depende de encontrar el microbio adecuado; simplemente copian su propio ADN y se dividen en dos células idénticas. Este proceso, llamado fisión binaria, ocurre cuando una bacteria se divide en dos, copia el ADN y lo transmite a ambas partes de la célula dividida.

Dado que la célula resultante será idéntica a aquella de la que nació, este método de propagación no es el mejor para crear un acervo genético diverso. ¿Cómo adquieren las bacterias nuevos genes?

Resulta que las bacterias utilizan un truco inteligente: la transferencia horizontal de genes, o el intercambio de material genético sin reproducirse. Hay varias formas que utilizan las bacterias para hacer esto. Un método consiste en recolectar material genético del entorno externo a la célula, de otros microbios y bacterias (a través de moléculas llamadas plásmidos). Otra forma son los virus, que utilizan las bacterias como hogar. Cuando los virus infectan una nueva bacteria, dejan el material genético de la bacteria anterior en la nueva.

El intercambio de material genético da a las bacterias la flexibilidad para adaptarse, y se adaptan si detectan cambios estresantes en el medio ambiente, como escasez de alimentos o cambios químicos.

Comprender cómo se adaptan las bacterias es extremadamente importante para combatirlas y crear antibióticos con fines medicinales. Las bacterias pueden intercambiar material genético con tanta frecuencia que a veces los tratamientos que antes funcionaban ya no funcionan.

Ni altas montañas, ni grandes profundidades

Si hace la pregunta “¿dónde están las bacterias?”, es más fácil preguntar “¿dónde no hay bacterias?”

Las bacterias se encuentran en casi todas partes de la Tierra. Es imposible imaginar el número de bacterias que hay en el planeta en un momento dado, pero algunas estimaciones sitúan su número (bacterias y arqueas juntas) en 5 octilllones, un número con 27 ceros.

Clasificar especies bacterianas es extremadamente difícil por razones obvias. En la actualidad hay aproximadamente 30.000 especies identificadas oficialmente, pero la base de conocimientos crece constantemente y hay opiniones de que somos sólo la punta del iceberg de todo tipo de bacterias.

La verdad es que las bacterias existen desde hace mucho tiempo. Produjeron algunos de los fósiles más antiguos, que datan de hace 3.500 millones de años. La investigación científica sugiere que las cianobacterias comenzaron a crear oxígeno hace aproximadamente 2.300 a 2.500 millones de años en los océanos del mundo, saturando la atmósfera de la Tierra con el oxígeno que respiramos hasta el día de hoy.

Las bacterias pueden sobrevivir en el aire, el agua, el suelo, el hielo, el calor, en las plantas, en los intestinos, en la piel, en todas partes.

Algunas bacterias son extremófilas, lo que significa que pueden soportar condiciones extremas de mucho calor o frío, o que carecen de los nutrientes y productos químicos que normalmente asociamos con la vida. Los investigadores encontraron este tipo de bacterias en la Fosa de las Marianas, el punto más profundo de la Tierra en el fondo del Océano Pacífico, cerca de respiraderos hidrotermales en agua y hielo. También hay bacterias a las que les gustan las altas temperaturas, como las que tiñen la piscina opalescente del Parque Nacional de Yellowstone.

Malo para nosotros)

Si bien las bacterias contribuyen de manera importante a la salud humana y planetaria, también tienen un lado oscuro. Algunas bacterias pueden ser patógenas, lo que significa que causan enfermedades y dolencias.

A lo largo de la historia de la humanidad, ciertas bacterias (comprensiblemente) han tenido mala reputación, causando pánico e histeria. Tomemos la plaga, por ejemplo. La bacteria que causa la peste, Yersinia pestis, no sólo mató a más de 100 millones de personas, sino que puede haber contribuido al colapso del Imperio Romano. Antes de la llegada de los antibióticos, medicamentos que ayudan a combatir las infecciones bacterianas, eran muy difíciles de detener.

Incluso hoy en día estas bacterias patógenas nos asustan mucho. Gracias al desarrollo de resistencia a los antibióticos, las bacterias que causan ántrax, neumonía, meningitis, cólera, salmonelosis, amigdalitis y otras enfermedades que aún permanecen cerca de nosotros siempre representan un peligro para nosotros.

Esto es especialmente cierto en el caso de Staphylococcus aureus, la bacteria responsable de las infecciones por estafilococos. Esta "superbacteria" causa numerosos problemas en las clínicas, ya que los pacientes muy a menudo contraen esta infección al implantarse implantes y catéteres médicos.

Ya hemos hablado de la selección natural y de cómo algunas bacterias producen una variedad de genes que les ayudan a afrontar las condiciones ambientales. Si tiene una infección y algunas de las bacterias de su cuerpo son diferentes de otras, los antibióticos pueden afectar a la mayoría de la población bacteriana. Pero las bacterias que sobrevivan desarrollarán resistencia al fármaco y permanecerán esperando la próxima oportunidad. Por lo tanto, los médicos recomiendan completar el tratamiento con antibióticos hasta el final y, en general, usarlos lo menos posible, solo como último recurso.

Las armas biológicas son otro aspecto aterrador de esta conversación. En algunos casos, las bacterias se pueden utilizar como arma; en particular, en algún momento se utilizó ántrax. Además, no sólo las personas padecen bacterias. Una especie distinta, Halomonas titanicae, ha mostrado apetito por el transatlántico hundido Titanic, devorando el metal del histórico barco.

Por supuesto, las bacterias pueden causar más que sólo daño.

Bacterias heroicas

Exploremos el lado bueno de las bacterias. Después de todo, estos microbios nos dieron alimentos deliciosos como queso, cerveza, masa madre y otros elementos fermentados. También mejoran la salud humana y se utilizan en medicina.

Se puede agradecer a las bacterias individuales el haber dado forma a la evolución humana. La ciencia recopila cada vez más datos sobre la microflora, microorganismos que viven en nuestro cuerpo, especialmente en el sistema digestivo y los intestinos. Las investigaciones muestran que las bacterias, los nuevos materiales genéticos y la diversidad que aportan a nuestros cuerpos permiten a los humanos adaptarse a nuevas fuentes de alimentos que no han sido explotadas antes.

Veámoslo de esta manera: al revestir la superficie del estómago y los intestinos, las bacterias “trabajan” para usted. Cuando comes, las bacterias y otros microbios te ayudan a descomponer y extraer los nutrientes de los alimentos, especialmente los carbohidratos. Cuanto más diversas son las bacterias que consumimos, más diversidad ganan nuestros cuerpos.

Aunque nuestro conocimiento sobre nuestros propios microbios es muy limitado, hay motivos para creer que la ausencia de ciertos microbios y bacterias en el cuerpo puede estar asociada con la salud humana, el metabolismo y la susceptibilidad a los alérgenos. Estudios preliminares en ratones han demostrado que las enfermedades metabólicas como la obesidad están asociadas con una microbiota diversa y saludable, en lugar de nuestra mentalidad predominante de “calorías que entran, calorías que salen”.

Actualmente se está explorando activamente la posibilidad de introducir ciertos microbios y bacterias en el cuerpo humano que puedan proporcionar ciertos beneficios, pero al momento de escribir este artículo aún no se han establecido recomendaciones generales para su uso.

Además, las bacterias desempeñaron un papel importante en el desarrollo del pensamiento científico y de la medicina humana. Las bacterias desempeñaron un papel destacado en el desarrollo de los postulados de Koch de 1884, que llevaron a la comprensión general de que la enfermedad es causada por un tipo específico de microbio.

Los investigadores que estudiaban las bacterias descubrieron accidentalmente la penicilina, un antibiótico que salvó muchas vidas. Además, recientemente, en relación con esto, se descubrió una forma sencilla de editar el genoma de los organismos, lo que podría revolucionar la medicina.

De hecho, apenas estamos empezando a comprender cómo sacar provecho de nuestra convivencia con estos pequeños amigos. Además, no está claro quién es el verdadero dueño de la Tierra: las personas o los microbios.

Teoría de preparación para el bloque nº 4 del Examen Estatal Unificado de Biología: con sistema y diversidad del mundo orgánico.

bacterias

bacterias Pertenecen a organismos procarióticos que no tienen membranas nucleares, plastidios, mitocondrias y otros orgánulos de membrana. Se caracterizan por la presencia de un ADN circular. El tamaño de las bacterias es bastante pequeño, de 0,15 a 10 micrones. Según la forma de las células, se pueden dividir en tres grupos principales: esférico , o cocos , en forma de varilla Y rizado . Las bacterias, aunque pertenecen a procariotas, tienen una estructura bastante compleja.

Estructura de las bacterias

La célula bacteriana está cubierta por varias capas externas. La pared celular es esencial para todas las bacterias y es el componente principal de la célula bacteriana. La pared celular bacteriana da forma y rigidez y, además, desempeña una serie de funciones importantes:

• protege la célula del daño
• participa en el metabolismo
• tóxico para muchas bacterias patógenas
• participa en el transporte de exotoxinas

El componente principal de la pared celular bacteriana es el polisacárido. mureína . Según la estructura de la pared celular, las bacterias se dividen en dos grupos: Gram positivas (teñidas con Gram al preparar preparaciones para microscopía) y bacterias gramnegativas (no teñidas con este método).

Formas de bacterias: 1 - micrococos; 2 - diplococos y tetracocos; 3 - sarcinas; 4 - estreptococos; 5 - estafilococos; 6, 7 - bastones o bacilos; 8 - vibriones; 9 - espirilla; 10 - espiroquetas

Estructura de una célula bacteriana: I - cápsula; 2 - pared celular; 3 - membrana citoplasmática;4 - nucleoide; 5 - citoplasma; 6 - cromatóforos; 7 - tilacoides; 8 - mesosoma; 9 - ribosomas; 10 - flagelos; II - cuerpo basal; 12 - bebió; 13 - gotas de grasa

Paredes celulares de bacterias grampositivas (a) y gramnegativas (b): 1 - membrana; 2 - mucopéptidos (mureína); 3 - lipoproteínas y proteínas

Esquema de la estructura de la membrana celular bacteriana: 1 - membrana citoplasmática; 2 - pared celular; 3 - microcápsula; 4 - cápsula; 5 - capa mucosa

Hay tres estructuras celulares obligatorias de bacterias:

1. nucleoide
2. ribosomas
3. membrana citoplasmática (CPM)

Los órganos de movimiento de las bacterias son los flagelos, de los cuales puede haber de 1 a 50 o más. Los cocos se caracterizan por la ausencia de flagelos. Las bacterias tienen la capacidad de dirigir formas de movimiento: taxis.

Taxis Son positivos si el movimiento se dirige hacia la fuente del estímulo y negativos cuando el movimiento se dirige en dirección contraria a ella. Se pueden distinguir los siguientes tipos de taxis.

quimiotaxis- movimiento basado en diferencias en la concentración de sustancias químicas en el medio ambiente.

aerotaxis- sobre la diferencia en las concentraciones de oxígeno.

Al reaccionar ante la luz y un campo magnético, surgen respectivamente. fototaxis Y magnetotaxis.

Un componente importante en la estructura de las bacterias son los derivados de la membrana plasmática: los pili (vellosidades). Pili participa en la fusión de bacterias en grandes complejos, la unión de bacterias al sustrato y el transporte de sustancias.

Nutrición de bacterias

Según el tipo de nutrición, las bacterias se dividen en dos grupos: autótrofas y heterótrofas. Las bacterias autótrofas sintetizan sustancias orgánicas a partir de inorgánicas. Dependiendo de la energía que utilicen los autótrofos para sintetizar sustancias orgánicas, distinguen entre bacterias foto (bacterias de azufre verdes y violetas) y bacterias quimiosintéticas (bacterias nitrificantes, bacterias de hierro, bacterias de azufre incoloras, etc.). Las bacterias heterótrofas se alimentan de sustancias orgánicas preparadas de restos muertos (saprótrofos) o de plantas, animales y humanos vivos (simbiontes).

Los saprótrofos incluyen bacterias de descomposición y fermentación. Los primeros descomponen los compuestos que contienen nitrógeno, los segundos, los compuestos que contienen carbono. En ambos casos se libera la energía necesaria para su vida.

Cabe destacar la enorme importancia de las bacterias en el ciclo del nitrógeno. Sólo las bacterias y las cianobacterias son capaces de asimilar el nitrógeno atmosférico. Posteriormente, las bacterias llevan a cabo las reacciones de amonificación (descomposición de proteínas de la materia orgánica muerta en aminoácidos, que luego se desaminan en amoníaco y otros compuestos simples que contienen nitrógeno), nitrificación (el amoníaco se oxida en nitritos y los nitritos en nitratos), desnitrificación (los nitratos se reducen a gas nitrógeno).

Respiración de bacterias

Según el tipo de respiración, las bacterias se pueden dividir en varios grupos:

• aerobios obligados: crecer con libre acceso al oxígeno
• anaerobios facultativos: desarrollarse tanto con acceso al oxígeno atmosférico como en su ausencia
• anaerobios obligados: se desarrolla en completa ausencia de oxígeno en el medio ambiente

Reproducción de bacterias

Las bacterias se reproducen por división celular binaria simple. Esto está precedido por la autoduplicación (replicación) del ADN. La gemación ocurre como excepción.

En algunas bacterias se han encontrado formas simplificadas del proceso sexual. Por ejemplo, en E. coli, el proceso sexual se asemeja a la conjugación, en la que parte del material genético se transfiere de una célula a otra mediante contacto directo. Después de esto, las células se separan. El número de individuos como resultado del proceso sexual sigue siendo el mismo, pero se produce un intercambio de material hereditario, es decir, se produce una recombinación genética.

La esporulación es característica sólo de un pequeño grupo de bacterias, en las que se conocen dos tipos de esporas: endógenas, formadas dentro de la célula, y microquistes, formados a partir de toda la célula. Cuando se forman esporas (microquistes) en una célula bacteriana, la cantidad de agua libre disminuye, la actividad enzimática disminuye, el protoplasto se contrae y se cubre con una cáscara muy densa. Las esporas proporcionan la capacidad de soportar condiciones desfavorables. Pueden soportar un secado prolongado, un calentamiento por encima de los 100°C y un enfriamiento hasta casi el cero absoluto. En su estado normal, las bacterias son inestables cuando se secan, se exponen a la luz solar directa, se elevan su temperatura a 65-80°C, etc. En condiciones favorables, las esporas se hinchan y germinan, formando una nueva célula bacteriana vegetativa.

A pesar de la muerte constante de las bacterias (comidas por protozoos, exposición a altas y bajas temperaturas y otros factores desfavorables), estos organismos primitivos han sobrevivido desde la antigüedad debido a su capacidad de reproducirse rápidamente (las células pueden dividirse cada 20-30 minutos), Forman esporas, extremadamente estables a los factores ambientales y su amplia distribución.

Las bacterias beneficiosas que habitan en el cuerpo humano se llaman microbiota. Su número es bastante grande: una persona tiene millones de ellos. Además, todos ellos regulan la salud y el funcionamiento normal de cada individuo. Los científicos dicen: sin bacterias beneficiosas o, como también se les llama, mutualistas, el tracto gastrointestinal, la piel y el tracto respiratorio serían atacados instantáneamente por microbios patógenos y destruidos.

¿Cuál debería ser el equilibrio de la microbiota en el cuerpo y cómo se puede ajustar para evitar el desarrollo de enfermedades graves? AiF.ru preguntó Director general del holding biomédico Sergei Musienko.

Trabajadores intestinales

Una de las áreas importantes donde se encuentran las bacterias beneficiosas son los intestinos. No en vano se cree que aquí es donde se basa todo el sistema inmunológico humano. Y si se altera el entorno bacteriano, las defensas del cuerpo se reducen significativamente.

Las bacterias intestinales beneficiosas crean condiciones de vida literalmente insoportables para los microbios patógenos: un ambiente ácido. Además, los microorganismos beneficiosos ayudan a digerir los alimentos vegetales, ya que las bacterias se alimentan de células vegetales que contienen celulosa, pero las enzimas intestinales no pueden hacer frente a esto por sí solas. Además, las bacterias intestinales contribuyen a la producción de vitaminas B y K, que aseguran el metabolismo en los huesos y tejidos conectivos, además de liberar energía de los carbohidratos y favorecer la síntesis de anticuerpos y la regulación del sistema nervioso.

La mayoría de las veces, cuando se habla de bacterias intestinales beneficiosas, se refiere a los 2 tipos más populares: las bifidobacterias y los lactobacilos. Al mismo tiempo, no se les puede llamar los principales, como mucha gente piensa: su número es solo del 5 al 15% del total. Sin embargo, son muy importantes, ya que se ha demostrado su efecto positivo sobre otras bacterias, cuando dichas bacterias pueden ser factores importantes en el bienestar de toda una comunidad: si se alimentan o se introducen en el cuerpo con productos lácteos fermentados (kéfirs). o yogures, ayudan a otras bacterias importantes a sobrevivir y reproducirse. Por ejemplo, es muy importante restaurar su población durante la disbacteriosis o después de un tratamiento con antibióticos. De lo contrario, será problemático aumentar las defensas del organismo.

escudo biológico

Las bacterias que habitan en la piel y el tracto respiratorio de los humanos, de hecho, hacen guardia y protegen de manera confiable su área de responsabilidad de la penetración de organismos patógenos. Los principales son los micrococos, estreptococos y estafilococos.

El microbioma de la piel ha sufrido cambios en los últimos cientos de años, a medida que los humanos hemos pasado de una vida natural en contacto con la naturaleza a un lavado regular con productos especiales. Se cree que la piel humana ahora está habitada por bacterias completamente diferentes a las que vivían antes. El cuerpo, con la ayuda del sistema inmunológico, puede distinguir lo peligroso de lo no peligroso. Pero, por otro lado, cualquier estreptococo puede volverse patógeno para una persona, por ejemplo, si entra en un corte o en cualquier otra herida abierta en la piel. Un exceso de bacterias o su actividad patológica en la piel y en el tracto respiratorio puede provocar el desarrollo de diversas enfermedades y la aparición de un olor desagradable. Hoy en día existen desarrollos basados ​​en bacterias que oxidan el amonio. Su uso permite sembrar el microbioma de la piel con organismos completamente nuevos, como resultado de lo cual no solo desaparece el olor (resultado del metabolismo de la flora urbana), sino que también cambia la estructura de la piel: se abren los poros, etc.

Salvando el micromundo

El microcosmos de cada persona cambia con bastante rapidez. Y esto tiene indudables ventajas, ya que el número de bacterias se puede actualizar de forma independiente.

Las diferentes bacterias se alimentan de diferentes sustancias: cuanto más variada es la comida de una persona y más se adapta a la estación, más opciones tienen los microorganismos beneficiosos. Sin embargo, si los alimentos están muy cargados de antibióticos o conservantes, las bacterias no sobrevivirán, porque estas sustancias están diseñadas precisamente para destruirlas. Además, no importa en absoluto que la mayoría de las bacterias no sean patógenas. Como resultado, se destruye la diversidad del mundo interior de una persona. Y después de eso, comienzan varias enfermedades: problemas con las heces, erupciones cutáneas, trastornos metabólicos, reacciones alérgicas, etc.

Pero se puede ayudar a la microbiota. Además, bastarán sólo unos días para realizar una ligera corrección.

Existe una gran cantidad de probióticos (con bacterias vivas) y prebióticos (sustancias que sustentan a las bacterias). Pero el principal problema es que funcionan de forma diferente para cada uno. El análisis muestra que su eficacia contra la disbacteriosis es de hasta un 70-80%, es decir, uno u otro fármaco puede funcionar o no. Y aquí debe controlar cuidadosamente el progreso del tratamiento y la administración; si los remedios funcionan, notará mejoras de inmediato. Si la situación no cambia, vale la pena cambiar el programa de tratamiento.

Alternativamente, puede someterse a pruebas especiales que estudien los genomas de las bacterias y determinen su composición y proporción. Esto le permite seleccionar de forma rápida y competente la opción nutricional necesaria y la terapia adicional que restablecerá el frágil equilibrio. Aunque una persona no siente ligeras alteraciones en el equilibrio de las bacterias, aún afectan su salud; en este caso, se pueden notar enfermedades frecuentes, somnolencia y manifestaciones alérgicas. Cada residente de la ciudad, en un grado u otro, tiene un desequilibrio en el cuerpo, y si no hace nada específicamente para restaurarlo, probablemente tendrá problemas de salud a partir de cierta edad.

Ayuno, ayuno, más verduras, gachas de cereales naturales por la mañana: estas son solo algunas de las opciones de conducta alimentaria que aman las bacterias beneficiosas. Pero para cada persona, la dieta debe ser individual de acuerdo con el estado de su cuerpo y su estilo de vida; solo así podrá mantener un equilibrio óptimo y sentirse siempre bien.

Las bacterias son los organismos vivos más pequeños que habitan nuestro planeta. ¿Qué pequeñas bacterias no tienen? Impresionante tamaño. Es imposible notarlos sin un microscopio, pero sus ganas de vivir son realmente asombrosas. El mero hecho de que las bacterias, en condiciones favorables, puedan permanecer en un “sueño letárgico” durante cientos de años es respetable. ¿Qué características estructurales ayudan a estos bebés a vivir tanto tiempo?

Principales características estructurales de una célula bacteriana.

Los científicos clasifican a los procariotas como un reino separado debido a que tienen una estructura celular específica. Éstas incluyen:

• bacterias;
• alga verde azul;
• rickettsia;
• micoplasma.

La ausencia de paredes nucleares claramente definidas es la característica principal de los representantes del reino procariótico. Por tanto, el centro de la información genética es una única molécula circular de ADN que está unida a la membrana celular.

¿Qué más falta en la estructura celular de las bacterias?

1. Proyectil nuclear.
2. Mitocondrias.
3. Plastido.
4. ADN ribosómico.
5. Retículo endoplásmico.
6. Complejo de Golgi.

Sin embargo, la ausencia de todos estos componentes no impide que los omnipresentes microorganismos estén en el centro del metabolismo natural. Fijan nitrógeno, provocan fermentación y oxidan sustancias inorgánicas.

Protección confiable

La naturaleza se ha ocupado de proteger a los bebés: en el exterior, la célula bacteriana está rodeada por una densa membrana. La pared celular realiza libremente el metabolismo. Permite la entrada de nutrientes y la salida de productos de desecho.

La membrana determina la forma del cuerpo de la bacteria:

• cocos esféricos;
• vibrios curvos;
• bacilos en forma de bastón;
• espirilla.

Para protegerse contra la desecación, se forma una cápsula alrededor de la pared celular, que consiste en una densa capa de moco. El grosor de las paredes de la cápsula puede exceder varias veces el diámetro de la célula bacteriana. La densidad de las paredes varía dependiendo de las condiciones ambientales a las que se enfrenta la bacteria.

El acervo genético es seguro.

Las bacterias no tienen un núcleo claramente definido que contenga ADN. Pero esto no significa que la información genética en los microorganismos sin membrana nuclear tenga una disposición caótica. La doble hélice del ADN, en forma de hilo, está dispuesta en una ordenada espiral en el centro de la célula.

Las moléculas de ADN contienen material hereditario, que es el centro desde el que se inician los procesos de reproducción de los microorganismos. Las bacterias también están equipadas, como una pared, con un sistema protector especial que ayuda a repeler los ataques del ADN viral. El sistema antiviral actúa para dañar el ADN extraño, pero no daña su propio ADN.

Gracias a la información hereditaria registrada en el ADN, las bacterias se multiplican. Los microorganismos se reproducen por división. Es impresionante la velocidad a la que estos pequeños son capaces de dividir: ¡cada 20 minutos su número se duplica! En condiciones favorables, pueden formar colonias enteras, pero la falta de nutrientes afecta negativamente el aumento del número de bacterias.

¿De qué está llena la celda?

El citoplasma bacteriano es un almacén de nutrientes. Esta es una sustancia espesa que está equipada con ribosomas. Bajo el microscopio se pueden distinguir acumulaciones de sustancias orgánicas y minerales en el citoplasma.

Dependiendo de la funcionalidad de las bacterias, el número de ribosomas celulares puede alcanzar decenas de miles. Los ribosomas tienen una forma específica, cuyas paredes carecen de simetría y alcanzan un diámetro de 30 nm.

Los ribosomas reciben su nombre de los ácidos ribonucleicos (ARN). Durante la reproducción, son los ribosomas los que reproducen la información genética registrada en el ADN.

Los ribosomas se han convertido en el centro que dirige el proceso de biosíntesis de proteínas. Gracias a la biosíntesis, las sustancias inorgánicas se convierten en biológicamente activas. El proceso se desarrolla en 4 etapas:

1. Transcripción. Los ácidos ribonucleicos se forman a partir de dobles hebras de ADN.
2. Transporte. Los ARN creados transportan aminoácidos a los ribosomas como material de partida para la síntesis de proteínas.
3. Transmisión. Los ribosomas escanean información y construyen cadenas polipeptídicas.
4. Formación de proteínas.

Los científicos aún no han estudiado en detalle la estructura y funcionalidad de los ribosomas celulares en las bacterias. Aún no se conoce su estructura completa. El trabajo futuro en el campo de la investigación de los ribosomas proporcionará una imagen completa de cómo funciona la maquinaria molecular para la síntesis de proteínas.

¿Qué no está incluido en una célula bacteriana?

A diferencia de otros organismos vivos, la estructura de las células bacterianas no incluye muchas estructuras celulares. Pero su citoplasma contiene orgánulos que realizan con éxito las funciones de las mitocondrias o del complejo de Golgi.

En los eucariotas se encuentra una gran cantidad de mitocondrias. Representan aproximadamente el 25% del volumen celular total. Las mitocondrias son responsables de la producción, almacenamiento y distribución de energía. El ADN de las mitocondrias son moléculas cíclicas y se agrupan en grupos especiales.

Las paredes de las mitocondrias están formadas por dos membranas:

• externo, con paredes lisas;
• interno, desde el cual numerosas crestas se extienden más profundamente.

Los procariotas están equipados con unas baterías peculiares que, al igual que las mitocondrias, les suministran energía. Por ejemplo, estas “mitocondrias” se comportan de manera muy interesante en las células de levadura. Para tener una vida exitosa, necesitan dióxido de carbono. Por tanto, en condiciones en las que el CO2 es insuficiente, las mitocondrias desaparecen de los tejidos.

Bajo un microscopio, se puede ver el aparato de Golgi, que es exclusivo de los eucariotas. Fue descubierto por primera vez en las células nerviosas por el científico italiano Camillo Golgi en 1898. Este orgánulo desempeña el papel de limpiador, es decir, elimina todos los productos metabólicos de la célula.

El aparato de Golgi tiene forma de disco y consta de densas cisternas de membrana conectadas por vesículas.

Las funciones del aparato de Golgi son bastante diversas:

• participación en procesos secretores;
• formación de lisosomas;
• Entrega de productos metabólicos a la pared celular.

Los primeros habitantes de la Tierra demostraron de manera convincente que, a pesar de la ausencia de muchos orgánulos celulares, son bastante viables. La naturaleza ha dado a los organismos nucleares un núcleo, mitocondrias y el aparato de Golgi, pero esto no significa en absoluto que pequeñas bacterias les den su lugar al sol.

En microscopía electrónica de secciones ultrafinas, la membrana citoplasmática es una membrana de tres capas (2 capas oscuras de 2,5 nm de espesor están separadas por una capa intermedia clara). En estructura, es similar al plasmalema de células animales y consta de una doble capa de fosfolípidos con proteínas superficiales y integrales incrustadas, como si penetraran a través de la estructura de la membrana. Con un crecimiento excesivo (en comparación con el crecimiento de la pared celular), la membrana citoplasmática forma invaginaciones, invaginaciones en forma de estructuras complejas de membrana retorcidas, llamadas mesosomas. Las estructuras retorcidas menos complejas se denominan membranas intracitoplasmáticas.

Citoplasma

El citoplasma está formado por proteínas solubles, ácidos ribonucleicos, inclusiones y numerosos gránulos pequeños: ribosomas, responsables de la síntesis (traducción) de proteínas. Los ribosomas bacterianos tienen un tamaño de aproximadamente 20 nm y un coeficiente de sedimentación de 70S, en contraste con los ribosomas de 80S característicos de las células eucariotas. Los ARN ribosómicos (ARNr) son elementos conservados de las bacterias (el "reloj molecular" de la evolución). El ARNr 16S es parte de la subunidad ribosomal pequeña y el ARNr 23S es parte de la subunidad ribosómica grande. El estudio del ARNr 16S es la base de la sistemática genética y permite evaluar el grado de parentesco de los organismos.
El citoplasma contiene diversas inclusiones en forma de gránulos de glucógeno, polisacáridos, ácido beta-hidroxibutírico y polifosfatos (volutina). Son sustancias de reserva para las necesidades nutricionales y energéticas de las bacterias. Volutin tiene afinidad por los tintes básicos y se detecta fácilmente mediante métodos de tinción especiales (por ejemplo, Neisser) en forma de gránulos metacromáticos. La disposición característica de los gránulos de volutina se revela en el bacilo de la difteria en forma de polos celulares intensamente teñidos.

nucleoide

El nucleoide es el equivalente a un núcleo en las bacterias. Se encuentra en la zona central de las bacterias en forma de ADN bicatenario, cerrado en un anillo y apretado como una bola. El núcleo de las bacterias, a diferencia de los eucariotas, no tiene envoltura nuclear, nucléolo ni proteínas básicas (histonas). Normalmente, una célula bacteriana contiene un cromosoma, representado por una molécula de ADN cerrada en un anillo.
Además del nucleoide, representado por un cromosoma, la célula bacteriana contiene factores hereditarios extracromosómicos: plásmidos, que son anillos de ADN cerrados covalentemente.

Cápsula, microcápsula, moco.

La cápsula es una estructura mucosa de más de 0,2 micrones de espesor, firmemente asociada a la pared celular bacteriana y con límites externos claramente definidos. La cápsula es visible en frotis de impresión de material patológico. En cultivos bacterianos puros, la cápsula se forma con menos frecuencia. Se detecta mediante métodos especiales de tinción de un frotis (por ejemplo, según Burri-Gins), que crean un contraste negativo de las sustancias de la cápsula: la tinta crea un fondo oscuro alrededor de la cápsula. La cápsula está formada por polisacáridos (exopolisacáridos), a veces por polipéptidos, por ejemplo, en el bacilo del ántrax está formada por polímeros de ácido D-glutámico. La cápsula es hidrofílica y previene la fagocitosis de bacterias. La cápsula es antigénica: los anticuerpos contra la cápsula provocan su agrandamiento (reacción de hinchazón de la cápsula).
Muchas bacterias forman una microcápsula, una formación mucosa de menos de 0,2 micrones de espesor, detectable sólo mediante microscopía electrónica. Hay que distinguir de los exopolisacáridos mucoides de la cápsula, que no tienen límites claros. El moco es soluble en agua.
Los exopolisacáridos bacterianos participan en la adhesión (adherencia a sustratos); también se les llama glicocálix. además de la síntesis
exopolisacáridos por bacterias, existe otro mecanismo para su formación: mediante la acción de enzimas extracelulares de bacterias sobre disacáridos. Como resultado, se forman dextranos y levanos.

flagelos

Los flagelos bacterianos determinan la motilidad de la célula bacteriana. Los flagelos son filamentos finos que se originan en la membrana citoplasmática y son más largos que la propia célula. El espesor de los flagelos es de 12 a 20 nm y la longitud de 3 a 15 µm. Constan de 3 partes: un filamento espiral, un gancho y un cuerpo basal que contiene una varilla con discos especiales (1 par de discos en bacterias grampositivas y 2 pares de discos en bacterias gramnegativas). Los flagelos están unidos a la membrana citoplasmática y a la pared celular mediante discos. Esto crea el efecto de un motor eléctrico con una varilla de motor que hace girar el flagelo. Los flagelos consisten en una proteína: flagelina (de flagelo - flagelo); es un antígeno H. Las subunidades de flagelina están retorcidas en espiral.
El número de flagelos en bacterias de diferentes especies varía desde uno (monotrich) en Vibrio cholerae hasta decenas y cientos de flagelos que se extienden a lo largo del perímetro de la bacteria (peritrich) en Escherichia coli, Proteus, etc. Los Lophotrichs tienen un haz de flagelos en uno final de la celda. Anfitrichy tiene un flagelo o un haz de flagelos en los extremos opuestos de la célula.

Bebió

Los pili (fimbrias, vellosidades) son formaciones filiformes, más delgadas y más cortas (3-10 nm x 0,3-10 µm) que los flagelos. Los pili se extienden desde la superficie celular y están formados por la proteína pilina, que tiene actividad antigénica. Existen pili responsables de la adhesión, es decir, de unir bacterias a la célula afectada, así como pili responsables de la nutrición, el metabolismo agua-sal y sexual (F-pili), o pili de conjugación. Los pili son numerosos: varios cientos por celda. Sin embargo, por cada célula suele haber entre 1 y 3 pili sexuales: están formados por las llamadas células de donantes "masculinas" que contienen plásmidos transmisibles (plásmidos F, R, Col). Una característica distintiva de los pili sexuales es la interacción con bacteriófagos esféricos "masculinos" especiales, que se adsorben intensamente en los pili sexuales.

Controversia

Las esporas son una forma peculiar de bacterias firmicute en reposo, es decir. bacterias
con una estructura de pared celular de tipo grampositivo. Las esporas se forman en condiciones desfavorables para la existencia de bacterias (secado, deficiencia de nutrientes, etc.). Una espora (endospora) se forma dentro de la célula bacteriana. La formación de esporas contribuye a la preservación de la especie y no es un método de reproducción. , como los hongos, las bacterias formadoras de esporas del género Bacillus tienen esporas que no exceden el diámetro de la célula. Las bacterias en las que el tamaño de la espora excede el diámetro de la célula se llaman clostridios, por ejemplo, las bacterias del género Clostridium (. lat. Clostridium - huso).

La forma de las esporas puede ser ovalada, esférica; La ubicación en la celda es terminal, es decir. al final de la barra (en el agente causante del tétanos), subterminal, más cerca del final de la barra (en los agentes causantes de la botulinum, gangrena gaseosa) y central (en el bacilo del ántrax). La espora persiste durante mucho tiempo debido a la presencia de una cubierta multicapa, dipicolinato de calcio, bajo contenido de agua y procesos metabólicos lentos. En condiciones favorables, las esporas germinan pasando por tres etapas sucesivas: activación, iniciación, germinación.