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6.2.2.3. Fisiología de las bacterias

Funciones de nutrición

Las bacterias pueden tener distintos tipos de nutrición, ya que pueden realizar todos los tipos de metabolismo. Así, las bacterias pueden ser:

  • Fotoautótrofas.
  • Fotoheterótrofas.
  • Quimioautótrofas.
  • Quimioheterótrofas.

Funciones de relación

Muchas bacterias se pueden desplazar mediante reptación, con movimientos de contracción y dilatación, o por el movimiento de sus flagelos.

Responden a los estímulos del medio, como los luminosos (fototactismo de bacterias fotosintéticas) y los químicos (quimiotactismo).

Cuando las condiciones del medio son adversas, la respuesta de la bacteria consiste en la formación de esporas, donde reducen su metabolismo resistiendo temperaturas de hasta 80 ºC, períodos de escasez de agua, sustancias tóxicas, etc. que acabarían con su vida. Cuando las condiciones vuelven a ser favorables, las esporas germinan y la bacteria ya puede desarrollar sus funciones.

Funciones de reproducción

La reproducción bacteriana es de tipo asexual. Se duplica el ADN y se realiza la bipartición, en la que cada bacteria hija lleva su molécula de ADN idéntica.

Los mesosomas son los encargados de dirigir la duplicación del ADN y de crear la membrana que separará a las dos células hijas. En las colonias bacterianas, todas las bacterias son genéticamente iguales.

Además, las bacterias tienen unos mecanismos parasexuales con los que pueden intercambiar material genético con otras bacterias de su especie o incluso de otras. Estos procesos son:

Conjugación

El proceso de conjugación se produce cuando una bacteria donadora transmite ADN, a través de los pili, a otra bacteria receptora.

Hay dos tipos de bacterias donadoras: las F+ y las Hfr (del inglés high frequency of recombination o alta frecuencia de recombinación). Las bacterias receptoras son las F-.

Las bacterias donadoras tienen plásmidos, pequeñas moléculas de ADN que pueden trasmitir por conjugación, llamados factores F o episomas.

Las bacterias F+ tienen el episoma libre en el hialoplasma, y transfiere a la  bacteria receptora únicamente el factor F, que no se recombina con su ADN. Esta bacteria se transforma en F+.

Las bacterias Hfr tienen el episoma incluido en el ADN del cromosoma bacteriano. Antes de la conjugación, tienen que duplicar su ADN, incluido el factor F. Transfieren una copia de ADN que se recombinará con el ADN de la bacteria receptora.

By Asignatura de Microbiología (Odontología) de la Universidad de Oviedo (España) [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons

Transducción

En la transducción también se produce intercambio genético, pero es necesaria la intervención de un agente transmisor, un virus bacteriófago, que aporte fragmentos de ADN de la última bacteria que ha parasitado.

El material genético del virus se integra en el cromosoma de la bacteria donadora, y ésta sigue un ciclo lisogénico. Cuando comience un ciclo lítico, se separará del ADN bacteriano pero se llevará algunos genes que transmitirá a la bacteria receptora.

By Asignatura de Microbiología (Odontología) de la Universidad de Oviedo (España) [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons

Transformación

En el proceso de transformación, la bacteria introduce en su interior fragmentos de ADN procedentes de la lisis de otras bacterias.

Estos mecanismos parasexuales, en los que se produce intercambio genético ente bacterias permiten que las bacterias se hagan resistentes a antibióticos, al convivir algunas bacterias patógenas con bacterias simbióticas que los resisten.

By Asignatura de Microbiología (Odontología) de la Universidad de Oviedo (España) [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons

Actividad basada en Comunidad Valenciana, Julio de 2021, pregunta 8.2

a) Observa el siguiente esquema de la estructura de una bacteria. Nombra las partes marcadas con un número e indica, al menos, una función de cada una de ellas (2 puntos).


b) Indica el tipo de recombinación genética al que corresponden los siguientes procesos (3 puntos):

1. Una bacteria F+ se une a una bacteria F- mediante un puente citoplasmático y le transfiere un factor F.
2. Un fragmento de DNA de una bacteria muerta penetra en una viva y, tras evitar la digestión en el citoplasma, se incorpora al DNA de la bacteria viva.
3. Un bacteriófago incorpora genes de la bacteria a la que infecta durante su ciclo lítico y los transfiere a otras bacterias cuando las infecta.

  • La estructura 1 corresponde a  y su función es:
  • La estructura 2 corresponde a y su función es:
  • La estructura 3 corresponde a y su función es:
  • La estructura 4 corresponde a y su función es:
  • La estructura 5 corresponde a y su función es:

El tipo de recombinación genética al que corresponden los siguientes procesos (3 puntos):

1. Una bacteria F+ se une a una bacteria F- mediante un puente citoplasmático y le transfiere un factor F:
2. Un fragmento de DNA de una bacteria muerta penetra en una viva y, tras evitar la digestión en el citoplasma, se incorpora al DNA de la bacteria viva:
3. Un bacteriófago incorpora genes de la bacteria a la que infecta durante su ciclo lítico y los transfiere a otras bacterias cuando las infecta:

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Preguntas que han salido en exámenes de acceso a la Universidad (Selectividad, EBAU, EvAU)

Canarias, Julio de 2010, pregunta 9

La nutrición es uno de los procesos que definen a todo ser vivo. Las bacterias son especialmente versátiles en lo que se refiere a la nutrición.

a.- Nombra los distintos procesos de nutrición que se dan en las bacterias, tanto en función de la fuente de carbono como de la fuente de energía.
b.- Otra función vital es la reproducción. ¿Qué tipo de reproducción presentan las bacterias?
c.- ¿Dónde se encuentra el genoma en las bacterias?

Extremadura, Junio de 2019, opción A, cuestión 4

A. Nombra y describe brevemente los mecanismos de intercambio o transferencia génica que se pueden dar entre las bacterias. (1,5 puntos)
B. Microbiota habitual (flora normal) del cuerpo humano. Concepto. Funciones. (0,5 ptos)

Canarias, Junio de 2021, pregunta 18

18. Un artista expone cultivos de bacterias en el papel moneda para concienciar sobre los procesos biológicos y denunciar los conflictos mundiales. El hecho de que una bacteria consuma la figura de la reina de Inglaterra o la de George Washington impresas en un billete fue lo que más sorprendió e inspiró a Ken Rinaldo. (Fuente: Elpais.com)

a. Indica dónde se localiza el genoma bacteriano.
b. Indica qué tipo de biomoléculas están constituidos los plásmidos presentes en muchos tipos bacterianos.
c. ¿Qué tipo de reproducción presentan las bacterias?
d. ¿Qué tienen en común la transformación y la transducción bacteriana?

Galicia, Julio de 2021, pregunta 8b

Con respecto a las bacterias, ¿en qué consiste el mecanismo de transferencia genética denominado transducción?

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