5.3.5. Importancia de las bacterias

La importancia de las bacterias se puede analizar:

a) por sus funciones en la naturaleza,

b) por sus aplicaciones en biotecnología y

c) por el conocimiento científico que de ellas se puede obtener.

Bacterias

5.3.5.1. En la naturaleza

Una función ecológica de las bacterias es la descomposición de la materia orgánica en precursores simples como agua, dióxido de carbono, amoniaco y minerales, los cuales quedan disponibles en el ambiente para ser reutilizados en procesos de síntesis por las diferentes formas de vida.

En tractos digestivos de animales rumiantes como las vacas, las bacterias han establecido una relación de simbiosis (“vivir juntos”): el rumiante come hojas para subsistir y las bacterias degradan la celulosa.

La función biosintética de las bacterias también es fundamental. En el

 tracto digestivo humano, por ejemplo, diversas especies bacterianas fermentan carbohidratos complejos, convierten proteínas de la leche en ácido láctico (p. ej. Lactobacillus) y sintetizan ácido fólico, vitamina K y biotina.

Las plantas son fotosintéticas, pero incapaces de fijar nitrógeno del aire. Dependen de bacterias fijadoras de nitrógeno como Rhizobium, Anabaena, Nostoc y Spirulina, que transforman el nitrógeno del aire en amoniaco y posteriormente en nitrato, la principal fuente de nitrógeno en el suelo para las plantas.

Bacterias fijadoras de nitrógeno

Así, los animales dependen de las plantas, y las plantas de las bacterias.

El nitrógeno en las moléculas de ADN, ARN y proteínas alguna vez fue fijado por bacterias, y posteriormente ha sido transferido de un organismo a otro a través de los alimentos.

La importancia de algunas bacterias patógenas –i. e. causantes de enfermedades– ya fue descrita en la sección 5.3. Numerosas bacterias también son causa de enfermedades en animales y vegetales.

5.3.5.2. En biotecnología

La actividad bacteriana ha sido utilizada tecnológicamente en procesos

industriales como:

  • Producción de insulina, anticuerpos y numerosos fármacos por ingeniería genética.
  • Control de plagas mediante productos biodegradables, los cuales son inocuos para otras especies.
  • Elaboración de alimentos fermentados como yogurt, queso, mantequilla, vino y otros. (En procesos de fermentación, las bacterias comúnmente se utilizan junto con levaduras y mohos.)
  • Producción de alcohol etílico, ácido acético y acetona.
  • Curtido de cuero, caucho y algodón.
  • Descomposición de basuras tóxicas y tratamiento de aguas residuales.

Limpieza de derrames petroleros.

5.3.5.3. En la investigación científica

Las bacterias han sido objeto de intensa investigación en todos los campos de la biología por ser microorganismos fáciles de manipular y de crecer con requerimientos mínimos, además de poseer altas tasas de reproducción y de mutación, una notable capacidad de adaptación al ambiente, genomas comparativamente menos extensos y procesos celulares menos complejos.

Todo conocimiento científico que ha podido obtenerse de las bacterias, ha servido de base para el estudio de organismos comparativamente más complejos, como las arqueas y todos los eucariontes.

¿Cómo matan los antibióticos a las bacterias?

Las bacterias y las células eucarióticas están clasificadas en dominios diferentes. Por consiguiente, sus procesos de replicación, transcripción, traducción y sus rutas metabólicas también difieren al menos parcialmente.

Estas diferencias hacen posible que algunos antibióticos bloqueen procesos de bacterias, sin afectar procesos de células eucarióticas.

Los antibióticos penicilina y cefalosporina, por ejemplo, bloquean la síntesis de la pared celular bacteriana; mientras que tetraciclina y cloranfenicol bloquean la síntesis de proteínas bacterianas.

Las bacterias que no pueden sintetizar su propia pared celular, revientan por su propia presión osmótica; y las que no pueden sintetizar proteínas, progresivamente se desorganizan y finalmente mueren.

Resistencia a la vancomicina

Las bacterias poseen una alta capacidad de adaptación a nuevos ambientes, principalmente por mutaciones o por adquisición de ADN exógeno que modifica su genoma (sección 2.1.6).

En Europa, el antibiótico vancomicina fue utilizado durante décadas para promover el crecimiento del ganado. Una consecuencia de este uso intensivo fue que muchas bacterias desarrollaron resistencia a la vancomicina, un bloqueador de la síntesis de la pared celular bacteriana.

La resistencia a la vancomicina depende de un transposón que contiene siete genes. Al expresarse estos genes, la bacteria es capaz de detectar la presencia de vancomicina, de detener la síntesis de la pared celular y de producir otro tipo de pared celular. Este transposón se transfiere fácilmente por medio de un plásmido (por conjugación bacteriana) a otras especies de bacterias patógenas.

Bacterias resistentes a vancomicina

Cuestionario de repaso


1. ¿Cómo se reproducen las bacterias?

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2. ¿Cómo se denomina la transferencia horizontal de genes en la que una bacteria donadora extiende un pilus y entra en contacto con una bacteria receptora, a la cual transfiere ADN?

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3. Las plantas son fotosintéticas, pero incapaces de fijar nitrógeno del aire. Dependen de bacterias como Rhizobium, Anabaena, Nostoc y Spirulina, que transforman el nitrógeno del aire en amoniaco y posteriormente en nitrato, la principal fuente de nitrógeno en el suelo para las plantas.

¿Cómo se les refiere comúnmente a las bacterias de esta clase?

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4. En biotecnología, las bacterias han sido utilizadas en procesos industriales como:

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5. Las bacterias y las células eucarióticas están clasificadas en dominios diferentes; por consiguiente, sus procesos de replicación, transcripción, traducción y sus rutas metabólicas también difieren al menos parcialmente. Estas diferencias hacen posible que algunos antibióticos bloqueen procesos de bacterias, sin afectar procesos de células eucarióticas; pero las bacterias también pueden desarrollar resistencia a los antibióticos.

¿Cuál o cuáles de las siguientes afirmaciones acerca de antibióticos y resistencia a los antibióticos son ciertas?

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