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Reproducción bacteriana y fisión binaria

Reproducción bacteriana y fisión binaria

Las bacterias son organismos procariotas que se reproducen asexualmente. La reproducción bacteriana ocurre más comúnmente por un tipo de división celular llamada fisión binaria. La fisión binaria implica la división de una sola célula, lo que resulta en la formación de dos células que son genéticamente idénticas. Para comprender el proceso de fisión binaria, es útil comprender la estructura celular bacteriana.

Para llevar clave

  • La fisión binaria es el proceso por el cual una sola célula se divide para formar dos células que son genéticamente idénticas entre sí.
  • Hay tres formas comunes de células bacterianas: en forma de barra, esféricas y espirales.
  • Los componentes celulares bacterianos comunes incluyen: una pared celular, una membrana celular, el citoplasma, flagelos, una región nucleoide, plásmidos y ribosomas.
  • La fisión binaria como medio de reproducción tiene una serie de beneficios, el principal de ellos es la capacidad de reproducirse en grandes cantidades a un ritmo muy rápido.
  • Dado que la fisión binaria produce células idénticas, las bacterias pueden variar genéticamente a través de la recombinación, que implica la transferencia de genes entre las células.

Estructura Celular Bacteriana

Las bacterias tienen formas celulares variables. Las formas de células bacterianas más comunes son esféricas, en forma de varilla y en espiral. Las células bacterianas típicamente contienen las siguientes estructuras: una pared celular, membrana celular, citoplasma, ribosomas, plásmidos, flagelos y una región nucleoide.

  • Pared celular: Una cubierta externa de la célula que protege la célula bacteriana y le da forma.
  • Citoplasma: Una sustancia similar a un gel compuesta principalmente de agua que también contiene enzimas, sales, componentes celulares y diversas moléculas orgánicas.
  • Membrana Celular o Membrana Plasma: Rodea el citoplasma de la célula y regula el flujo de sustancias dentro y fuera de la célula.
  • Flagelos Larga protuberancia en forma de látigo que ayuda en la locomoción celular.
  • Ribosomas: Estructuras celulares responsables de la producción de proteínas.
  • Plásmidos: Gene portador, estructuras circulares de ADN que no están involucradas en la reproducción.
  • Región Nucleoide: Área del citoplasma que contiene la molécula de ADN bacteriana única.

Fisión binaria

Esta es una micrografía electrónica de transmisión (TEM) coloreada de una bacteria E. coli en las primeras etapas de la fisión binaria. Crédito: CNRI / Getty Images

La mayoría de las bacterias, incluidas Salmonela y E. coli, se reproducen por fisión binaria. Durante este tipo de reproducción asexual, la molécula de ADN se replica y ambas copias se unen, en diferentes puntos, a la membrana celular. A medida que la célula comienza a crecer y alargarse, aumenta la distancia entre las dos moléculas de ADN. Una vez que la bacteria casi duplica su tamaño original, la membrana celular comienza a pellizcarse hacia adentro en el centro. Finalmente, se forma una pared celular que separa las dos moléculas de ADN y divide la célula original en dos células hijas idénticas.

Esta imagen muestra bacterias que crecen exponencialmente en una placa de Petri. Una sola colonia puede tener billones de bacterias. Wladimir Bulgar / Science Photo Library / Getty Images

Hay una serie de beneficios asociados con la reproducción a través de la fisión binaria. Una sola bacteria puede reproducirse en grandes cantidades a un ritmo rápido. En condiciones óptimas, algunas bacterias pueden duplicar su número de población en cuestión de minutos u horas. Otro beneficio es que no se pierde tiempo buscando pareja, ya que la reproducción es asexual. Además, las células hijas resultantes de la fisión binaria son idénticas a la célula original. Esto significa que son adecuados para la vida en su entorno.

Recombinación bacteriana

La fisión binaria es una forma efectiva de reproducción de bacterias, sin embargo, no está exenta de problemas. Dado que las células producidas a través de este tipo de reproducción son idénticas, todas son susceptibles a los mismos tipos de amenazas, como los cambios ambientales y los antibióticos. Estos peligros podrían destruir una colonia entera. Para evitar tales peligros, las bacterias pueden variar genéticamente a través de la recombinación. La recombinación implica la transferencia de genes entre células. La recombinación bacteriana se logra mediante conjugación, transformación o transducción.

Conjugación

Algunas bacterias son capaces de transferir fragmentos de sus genes a otras bacterias con las que contactan. Durante la conjugación, una bacteria se conecta a otra a través de una estructura de tubo de proteína llamada pilus. Los genes se transfieren de una bacteria a otra a través de este tubo.

Transformación

Algunas bacterias son capaces de absorber el ADN de su entorno. Estos restos de ADN provienen más comúnmente de células bacterianas muertas. Durante la transformación, la bacteria se une al ADN y lo transporta a través de la membrana celular bacteriana. El nuevo ADN se incorpora al ADN de la célula bacteriana.

Transducción

La transducción es un tipo de recombinación que implica el intercambio de ADN bacteriano a través de bacteriófagos. Los bacteriófagos son virus que infectan bacterias. Hay dos tipos de transducción: transducción generalizada y especializada.

Una vez que un bacteriófago se adhiere a una bacteria, inserta su genoma en la bacteria. El genoma viral, las enzimas y los componentes virales se replican y ensamblan dentro de la bacteria huésped. Una vez formados, los nuevos bacteriófagos lisan o separan la bacteria, liberando los virus replicados. Sin embargo, durante el proceso de ensamblaje, parte del ADN bacteriano del huésped puede quedar encerrado en la cápside viral en lugar del genoma viral. Cuando este bacteriófago infecta a otra bacteria, inyecta el fragmento de ADN de la bacteria previamente infectada. Este fragmento de ADN luego se inserta en el ADN de la nueva bacteria. Este tipo de transducción se llama transducción generalizada.

En la transducción especializada, los fragmentos del ADN de la bacteria huésped se incorporan a los genomas virales de los nuevos bacteriófagos. Los fragmentos de ADN se pueden transferir a cualquier bacteria nueva que infecten estos bacteriófagos.

Fuentes

  • Reece, Jane B. y Neil A. Campbell. Campbell Biology. Benjamin Cummings, 2011.