Probablemente Antony van Leewenhoek fue la primera persona que vio una bacteria, pero no se dio cuenta de la importancia de ello. El papel de las bacterias en las enfermedades infecciosas fue establecido por los microbiólogos pioneros en el siglo XIX, Pasteur y Koch

Se han encontrado fósiles bacterianos en las rocas más antiguas con indicios de la existencia de seres vivos. Se cree que el oxígeno de la atmósfera fue originalmente producido por las cianobacterias, y que éste era necesario para el origen de los eucaruiontes derivados de ancestros bacterianos.

Estructura de las bacterias

1. Flagelos: Muchas bacterias pueden presentar flagelos generalmente rígidos, implantados en la membrana mediante un corpúsculo basal. estructuralmente son más simples que los flagelos de las células eucarióticas. Los utiizan para la movilización.
2. Pared Celular: Constituyentes importantes de la pared celular son los aminoácidos, aminoazúcares, azúcares y grasas. Estas sustancias (proteínas, hidratos de carbono, grasas), enlazadas, crean el polímero complejo que constituye la pared celular, la cual es la responsable de las distintas formas que adoptan las bacterias.
3. Membrana Plasmática: Se habla de membrana plasmática porque tienen las estructura de ella, es decir, doble capa de fosfolípidos, proteínas, carbohidratos, etc. Presenta invaginaciones denominadas mesosomas, donde se encuentran las enzimas que intervienen en la síntesis de ATP, pigmanetos fotosintéticos, en el caso de bacterias fotosintetizadoras.
4. Citoplasma: Presenta un aspecto viscoso. En su zona central contiene la mayor parte del ADN bacteriano. En algunas bacterias aparecen dispersos por el citoplasma, fragmentos circulares de ADN con información genética llamados plásmidos. Además, se observan inclusiones de diversa naturaleza química.
5. Pili: Hay bacterias que se cubren a si mismas con una pelusa semejante al pelo, conocida como pili, que está formado por proteínas y generalmente sirve para adherir las bacterias con otras células. En las bacterias infecciosas, el pili les permite adherirse a las membranas de las células que infectan, aumentando así su poder de infección. También, hay bacterias que producen pilis sexuales especiales, que facilitan el paso del ADN de una célula a otra.

Forma  de las bacterias

Los principales tipos de formas bacteriana son:

1. Cocos: células más o menos esféricas
2. Bacilos: en forma de bastón, alargados
3. Espirilos: forma de espiral o hélice
4. Vibrios: forma de coma

Agrupaciones de bacterias

Si la tendencia a permanecer unidas es baja, tendremos agrupaciones de dos células, que dependiendo de su morfología, esférica o alrgada, se denominan diplococos diplobacilos

Sin la tendencia a permanecer unidas es mayor (por más tiempo), nos encontramos con estreptococos (cadenetas en forma de rosarios) y estreptobacilos (cadenetas de bacilos).

Los estafilococos son una agrupación que se caracteriza por grupos en forma de racimos.

Identificación de las bacterias con tinción Gram

La tinción Gram fue desarrollada en 1888 por el bacteriólogo danés Christian Gram.

Sobre la base de su reacción a la tinción Gram, laas bacterias pueden dividirse en dos grupos: grampositivas y gramnegativas.

Las bacterias grampositivas y gramnegativas se tiñen de forma distinta debido a la diferencias en la estructuras de las paredes celulares. Las grampositivas se tiñen de color púrpura (retienen la coloración violeta), mientras que las gramnegativas, de rosa (no la retienen).

La pared celular contiene un material llamado peptidoglucano, que es propio de las bacterias. Este peptidoglucano está compuesto de cadenas de azúcares con enlaces cruzados de péptidos. La técnica de tinción Gram distingue dos tipos de construcción de pared celular en las bacterias.

Pared celular de las Gramnegativas: Comprenden una membrana externa adicional que se parece a una membrana plasmática. en algunas ocasiones, esta membrana externa es tóxica para los mamíferos. El contenido graso es mucho más elevado.

Pared celular de las grampositivas: su pared celular contiene menos aminoácidos. Son muy gruesa y consisten, sobre todo, de peptidoglucano.

Estas diferencias se han propuesto como explicación del mecanismo de reacción Gram.

La importancia de la tinción Gram se puede visualizar con el siguiente ejemplo: La penicilina interfiere en la síntesis de peptidoglucano. Se infiere, entonces, que ataca de manera más eficaz a las bacterias grampositivas.

La división celular bacteriana

Una de las razones por las cualeslas bacterias han sobrevivido durante miles de millones de años, es por su forma de reproducción y la rapidez con que lo hacen.

Usualmente, lo hacen simplemente dividiéndose en dos. Cada nueva bacteriaes un clon de la original, que contiene una copia idéntica de ADN; este proceso se llama fisión binaria. Si las condiciones son adecuadas, una bacteria puede llegar a producir otros mil millones de bacterias en tan solo 10 horas por ¡fisión binaria! ¿Es posible esto? No, porque pronto la falta de alimento o la acumulación de productos de desecho lo impedirían.

La división empieza en el centro de la bacteria por una invaginación de la membrana citoplasmática, que da origen a la formación de un septo o tabique transversal. La separación de las dos células va acompañada de la segregación, en cada una de ellas, de uno de los dos genomas que provienen de la duplicación del ADN materno.

En muchas especies de bacterias, las células hijas resultantes de un evento de división por fisión binaria tienden a dispersarse por separado, al medio, debido a la actuación de fuerzas físicas. Esto hace que veamos mayoritariamente células aisladas, al observar al microscopio una población de bacterias. Pero, en algunas especies, las células hijas pueden permanecer unidas entre sí (al menos, por  un cierto tiempo, tras la división de la que proceden). Es importante destacar que las bacterias, además, pueden dividirse por gemación.

Crecimiento bacteriano.

El tiempo de división celular para la mayoría de las bacterias es generalmente menor que una hora. Algunas, tales como las que causan la lepra o tuberculosis, tienen tiempos mayores. La población de organismos se duplica en cada tiempo de generación. por ejemplo, uncultivo que contiene 1.000 bacterias/mL y con el tiempo de generación de alrededor de 20 minutos, alcanza 4.000 bacterias/mL en los primeros 40 minutos, y 16.000 en una hora. Esta forma de crecimiento es conocida como exponencial o logarítmica.

En un tubo de ensayo, los organismos en crecimiento exponencial pueden ma

mantener este ritmo de crecimiento sólo por un limitado número de horas, debido a que se acaban los nutrientes y el espacio.

Transferencia de material genético

La fisión binaria tiende a formar clones, es decir, individuos genéticamente iguales. Sin embargo, las bacterias presentan una elevada frecuencia de mutaciones, lo que les permite generar cierto grado de variabilidad.

En algunas bacterias, la variabilidad aumenta debido a recombinaciones genéticas entre ellas, como consecuencia de tres tipos de procesos en los cuales hay intercambio e incorporación de material genético.

1. Transformación: incorporación de ADN extracelular. Es un proceso en el cual las células absorben ADN liberado por una bacteria muerta. El ADN es atrapado e introducido por un complejo proteínico capaz de unirse al ADN, presente en la superficie de la bacteria. Durante el proceso, ciertas enzimas degradan una de las dos cadenas de la molécula de ADN. La otra puede acabar integrándose a la bacteria.
   La transformación bacteriana provoca un cambio genético en la célula bacteriana  receptora.
   Recuerda el experimento que realizó F- Grifftih. Usando una bacteria de neumococo (streptococcus pneumoniae) consiguió poner de manifiesto el fenómeno de la transformación bacteriana, haciendo que bacterias no patógenas se transformen en patógenas.
2. Conjugación:  Las bacterias pueden transferir plámidos, que son ADN circulares, mediante conjugación. La célula donadora produce estructuras protuberantes, llamadas pili, que establecen contacto con una c{elula receptora, facilitando así el ecercamiento de las dos bacterias.
   A continuación, se forma un puente (en realidad un poro) entre las dos células y por éste pasa a la bacteria receptora una de las cadenas del ADN plasmídico, regenerándose después una molécula de cadena doble a partir de cada una de las cadenas simples. Concluida la transferencia, las bacterias se separan.
3. Transducción: Es la transferencia de un fragmento genético de una célula a otra por un virus. esto es posible por medio de un bacteriófago, es decir, un virus que infecta bacterias. El ADN viral entra en la célula bacteriana, el ADN de la bacteria huésped se rompe y parte de los fragmentos se incorpora accidentalmente a las nuevas partículas virales formadas. Cuando se libera la partícula viral que contiene el ADN bacteriano, puede infectar a otra bacteria. Así el ADN introducido puede recombinarse con el ADN de la nueva célula hospedadora.

Nutrición bacteriana.

La gran diversidad de bacterias y su existencia durante miles de millones de años en el planeta Tierra se deben en buena parte a su variedad metabólica. Todos los mecanismos posibles de obtención de materia y energía están presentes en las bacterias.

Recuerda que según la fuente de materia que utilizan los seres vivos, se dividen en autótrofos (cuando la fuente es inorgánica como el CO2) y heterótrofos (cuando su fuente es materia orgánica). Por otra parte, según la fuente de  energía, los organismos pueden ser fotoautótrofos (la fuente de energía es la luz) y quimioautótrofos (cuya fuente de energía es un compuesto químico.

Entre las bacterias podemos encontrar las siguientes modalidades de nutrición:

1. Quimioautótrofas: utilizan compuestos inorgánicos reducidos como fuente de energía y el CO2 como fuente de carbono.
2. Fotoautótrofas: utilizan luz como fuente de energía y el CO2 como fuente de carbono.
3. Fotoheterótrofas: utlilizan luz como fuente de energía y compuestos orgánicos como fuente de carbono.
4. Quimioheterótrofas: utilizan un compuesto orgánico como fuente de carbono y, a su vez, este mismo compuesto como fuente de energía. La mayor parte de las bacterias cultivadas en laboratorios y las bacterias patógenas son de este grupo.