Composición de la pared celular bacteriana

Escrito por david chandler | Traducido por paula santa cruz
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Composición de la pared celular bacteriana
La penicilina tiene como objetivo la síntesis de la pared celular. (syringe image by NatUlrich from Fotolia.com)

Las bacterias son un grupo grande y diverso de procariotas que han colonizado muchas zonas del mundo, desde los océanos a los pantanos e incluso el tubo de los animales. Una característica casi universal de las bacterias es la presencia de una pared celular compuesta por peptidoglicano. Esta pared celular se encuentra por fuera de la débil membrana celular que rodea la célula bacteriana. Las variaciones en la pared celular de las diferentes bacterias permiten usarla para su identificación y su naturaleza ha brindado un objetivo para el tratamiento de muchas enfermedades bacterianas.

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Peptidoglicano

La membrana celular de la mayoria de las bacterias es débil y está rodeada por un pared celular compuesta de peptidoglicano, también conocido como mureína. El peptidoglicano está formado por dos aminoazúcares con una cadena de cinco aminoácidos que se extiende desde uno de los aminoazúcares. Los aminoazúcares son azúcares que tienen un aminoácido sustituyendo a uno de los grupos hidroxilos de un átomo de carbono. Las unidades individuales de peptidoglicano están unidas formando cadenas mediante la remoción de una molécula de agua de los aminoazúcares, lo que deja una unión llamada unión glicosídica. Estas cadenas luego forman uniones cruzadas peptídicas entre los aminoácidos que se extienden desde las cadenas de peptidoglicano.

Tinción de Gram

La pared celular a menudo es una de las primeras características usadas para identificar y clasificar las bacterias. Para teñir las bacterias, la tinción de Gram usa un colorante violeta (el cristal violeta o el azul de metileno) seguido de una solución de Gram de yodo. Luego las bacterias se enjuagan y se decoloran (con una mezcla de alcohol y acetona) y se les agrega un colorante rosado (fuccina básica o safranina). Luego de ser teñidas con la técnica de Gram, las bacterias Gram-positivas como el Staphylococcus aureus se ven de color púrpura, ya que su pared celular es más gruesa y retiene las grandes moléculas formadas por el cristal violeta y el yodo. Las Gram-negativas, como la Escherichia coli, se ven de color rosado ya que su delgada pared celular retiene el colorante rosado pero no el violeta.

Tinción ácido-alcohol resistente

Algunas bacterias importantes médicamente poseen una cubierta de cera por fuera de su pared celular que produce un resultado débilmente Gram-positivo durante la tinción de Gram. Estas bacterias incluyen los miembros del género Mycobacterium que causan la lepra y la tuberculosis. En la tinción ácido-resistente, se usa un colorante rojo (fucsina fenicada) seguido por una decoloración por enjuague y luego la aplicación de un colorante de contraste, el azul de metileno. Las bacterias ácido-alcohol se ven de color rojo sobre un fondo púrpura ya que resisten la decoloración de la solución de ácido y alcohol.

Penicilina

Se han descubierto y modificado muchos antibióticos que afectan la síntesis de la pared celular en las bacterias. Entre los más famosos está la penicilina. Las bacterias utilizan enzimas para separar las cadenas de peptidoglicano y permitir que ocurra la fisión binaria. Estas cadenas luego son reconectadas a nuevas cadenas que se agregan. La penicilina tiene como objetivo principal la enzima que vuelve a unir estas cadenas, lo que hace que la bacteria se rompa debido a la presión que se ejerce sobre su débil membrana celular. Como los humanos y otros eucariotas carecen de pared celular de peptidoglicano y las enzimas necesarias para la síntesis de la pared celular, la penicilina afecta a las bacterias pero ignora al hospedador. Sin embargo, algunos individuos pueden desarrollar una respuesta alérgica a la penicilina que representa un posible riesgo de muerte.

Penicilinasa

La penicilina es un compuesto natural producido por mohos al género Penicillium. Por eso no es sorprendente que la presencia natural de penicilina haya dado como resultado que algunas bacterias tengan la capacidad de contrarrestar este compuesto. La penicilina es una enzima que rompe una característica específica de la estrucutura de la penicilina y los compuestos relacionados con ella. La penicilinasa está codificada por plásmidos, que son trozos cortos de ADN que se replican independientemente del genoma bacteriano y se pueden transmitir entre las bacterias. La penicilinasa produce cepas de bacterias patógenas que se han vuelto cada vez más comunes con la difusión y el uso indiscriminado de estos antibióticos.

Bacterias sin peptidoglicano

El género Mycoplasma es único entre las bacterias ya que carece completamente de pared celular. Estas bacterias superan la debilidad de una bacteria sin pared celular al incorporar compuestos llamados esteroles en su membrana celular. Lo interesantees que estas bacterias son incapaces de fabricar esteroles, pero pueden adquirirlos de un organismo hospedador. Los miembros del género Chlamydia también se apartan de la norma del peptidoglicano usando proteínas en su lugar.

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