Estructura y Función de la Pared Celular
La pared celular está compuesta principalmente por peptidoglucano y glicolípidos. Su función es otorgar rigidez a la célula, evitar la lisis osmótica (soportando cambios de presión osmótica) y comunicar a las bacterias con la membrana externa. Estas estructuras pueden determinar si una bacteria es patógena o no.
Formas L
Las Formas L son bacterias que carecen de pared celular debido a condiciones de estrés, ya sea por choque térmico u osmótico. Cuando este estrés cesa, la bacteria sintetiza nuevamente su pared mediante la producción de mureína para volver a su forma original. Sus características principales son:
- Crecimiento y división: Tienen la capacidad de crecer y dividirse.
- Dificultad de cultivo: Son difíciles de cultivar, ya que requieren un medio sólido con una presión osmótica adecuada.
- Clasificación: En bacterias Gram positivas se denominan protoplastos, mientras que en Gram negativas se llaman esferoplastos.
Algunas Formas L pueden revertir a su forma bacilar o permanecer sin reversión, dependiendo de la presencia de peptidoglucano residual. La eliminación de la pared bacteriana puede lograrse mediante la hidrólisis provocada por lisozimas o bloqueando la síntesis de peptidoglucano con antibióticos como la penicilina.
Micoplasmas
- Son bacterias que carecen naturalmente de pared celular y peptidoglucano.
- Presentan resistencia intrínseca a la penicilina y a las cefalosporinas.
- No tienen la capacidad de generar ni regenerar la pared celular.
Micobacterias: Bacilos Ácido-Alcohol Resistentes (BAAR)
Estas bacterias poseen una naturaleza lipídica característica y se identifican mediante el método de tinción de Ziehl-Neelsen.
Composición de la Membrana Plasmática:
- Lipopolisacáridos
- Lipoarabinomananos
- Lipomananos
- Fosfatidil-inositol-manósidos
Composición de la Pared Celular:
- Contiene peptidoglucano con ácido N-glucolilmurámico y un alto contenido de lípidos.
- Poseen un crecimiento lento y son altamente resistentes a detergentes y antibióticos, lo que condiciona la respuesta inmunitaria del hospedador.
Membrana Plasmática Bacteriana
La membrana plasmática está compuesta por fosfolípidos y se presenta en más de 200 tipos distintos de bacterias, representando el 70% de la masa total de la célula.
- Composición: Carecen de esteroles, con la excepción de los micoplasmas.
- Transporte Pasivo: Realizado por difusión simple.
- Transporte Activo: Dependiente de iones/ATP.
- Translocación de grupo: La sustancia transportada es modificada químicamente por el sistema de fosfotransferasas, el cual utiliza tres proteínas distintas.
- Estructura: La región transmembrana está formada por 12 hélices alfa que constituyen un canal.
Diferencias entre Gram Negativas y Gram Positivas
En las bacterias Gram negativas, la membrana externa posee conductos proteicos llamados porinas, que permiten el paso de pequeñas moléculas hidrofílicas por difusión pasiva. Por otro lado, las bacterias Gram positivas, aunque carecen de espacio periplasmático, poseen sistemas de transporte con proteínas ancladas a la superficie externa de la membrana plasmática.
Cofactores y Sideróforos
- Hierro: Es un cofactor esencial para muchas vías metabólicas. Durante una infección, el hospedero limita la disponibilidad de este elemento.
- Sideróforo: Es un compuesto quelante de hierro (Fe³⁺). Debido a la baja solubilidad del hierro a pH neutro, los sideróforos disuelven los iones permitiendo su unión y entrada a la bacteria.
Aparatos de Secreción y Traslocasas
Las bacterias han desarrollado diversos sistemas para la exportación de proteínas:
- Sistemas I y IV: Presentes tanto en bacterias Gram positivas como Gram negativas.
- Sistemas II, III, V y VI: Exclusivos de bacterias Gram negativas.
- Sistemas I y III: Tienen la capacidad de atravesar simultáneamente la membrana interna y la membrana externa.
- Sistemas II y IV: Requieren un sistema secundario y dependen de proteínas sintetizadas en los ribosomas y proteínas citoplasmáticas.
Traslocasas
Las traslocasas son proteínas que asisten a otras en su proceso de exportación o inserción dentro de la membrana plasmática. Los sistemas de secreción se encargan de exportar proteínas e insertar proteínas integrales en la membrana.
Funciones Principales de la Membrana Plasmática
- Permeabilidad selectiva: Control del paso de sustancias.
- Transporte: Captación de nutrientes y eliminación de desechos.
- Sistemas de Secreción: Exportación de factores de virulencia y enzimas.