Microbiologia Medica

CAPÍTULO 1 La ciencia de la microbiología 7
conclusión explica en parte el origen evolutivo de las eucariotas,
pero no tiene en cuenta por completo la opinión generalizada
de que la célula eucariótica se derivó de la fusión evolutiva
de distintas líneas celulares procarióticas.
Bacterias y arqueobacterias: subdivisiones
principales dentro de las procariotas
Un logro importante en la filogenia molecular ha sido demostrar
que las procariotas pertenecen a uno de dos grupos principales.
La mayor parte de las investigaciones se ha orientado
hacia un grupo, las bacterias. El otro grupo, las arqueobacterias,
ha recibido menos atención hasta hace poco, en parte
a causa de que muchos de sus representantes son difíciles de
estudiar en el laboratorio. Por ejemplo, algunas arqueobacterias
mueren al contacto con el oxígeno y otras crecen a una temperatura
que excede la del agua en ebullición. Antes de contar
con datos moleculares, los principales subgrupos de ar queo -
bacterias parecían diferentes. Las metanógenas llevan a cabo
una respiración anaerobia que genera metano; las halófilas
necesitan una concentración muy alta de sal para crecer; y las
termoacidófilas necesitan una temperatura alta y gran acidez.
Ahora se sabe que estas procariotas comparten rasgos bioquímicos
como la pared celular o los componentes de la membrana
que las colocan en un grupo completamente aparte del de los
demás microorganismos vivos. Un rasgo intrigante que comparten
las arqueobacterias y eucariotas es la presencia de intrones
en el interior de los genes. No se ha establecido la función
de los intrones (segmentos de DNA que interrumpen al DNA
codificante dentro de los genes). Lo que se sabe es que los intrones
representan una característica fundamental que comparte
el DNA de las arqueobacterias y eucariotas. Este rasgo común
ha originado la hipótesis de que, al igual que las mitocondrias
y cloroplastos parecen ser derivados evolutivos de las bacterias,
el núcleo eucariótico se originó a partir de una arqueobacteria
antecesora.
PROTISTAS
El “núcleo verdadero” de las eucariotas (del griego karyon,
“núcleo”) constituye sólo una de sus características distintivas.
Los organelos adheridos a la membrana, los microtúbulos y
los microfilamentos de las eucariotas forman una estructura
intracelular compleja distinta a la observada en las procariotas.
Los elementos para la movilidad de las células eucarióticas son
flagelos o cilios (estructuras complejas formadas por múltiples
filamentos que difieren de los flagelos de las procariotas). La
expresión génica en las eucariotas se lleva a cabo a través de
una serie de eventos que logran la integración fisiológica del
núcleo con el retículo endoplásmico, estructura que carece de
contraparte en las procariotas. Las eucariotas forman un grupo
aparte por la organización de su DNA celular en forma de cromosomas
separados por un aparato mitótico distinto durante
la división celular.
En general, la transferencia genética entre las eucariotas
depende de la fusión de los gametos haploides para formar
una célula diploide que contiene un conjunto completo de
genes derivados de cada gameto. El ciclo de vida de muchas
eucariotas se lleva a cabo casi por completo en estado diploide,
cualidad de la que carecen las procariotas. La fusión de los
gametos para formar su progenie reproductiva constituye una
función altamente específica y establece la base de la especie
eucariótica. Este término se puede aplicar solo en forma metafórica
para las procariotas, que intercambian fragmentos de
DNA a través de recombinación. Los grupos taxonómicos de las
eucariotas a menudo se basan en una serie de propiedades morfológicas
compartidas y es importante señalar que muchos de
los factores taxonómicos tienen que ver con la reproducción.
Casi todas las especies eucarióticas exitosas son aquellas en las
que las células afines, miembros de la misma especie, se pueden
recombinar para formar descendencia viable. Las estructuras
que contribuyen de manera directa o indirecta al proceso de
la reproducción tienden a ser muy avanzadas y están ampliamente
conservadas, con modificaciones mínimas entre las
especies afines.
Las eucariotas microbianas (protistas) son miembros
de cuatro grupos principales: algas, protozoarios, hongos y
mohos. Es importante señalar que estos grupos no son necesariamente
filogenéticos: algunos microorganismos afines se han
clasificado por separado porque aún no se encuentran similitudes
bioquímicas y genéticas de fondo.
Algas
El término alga se utiliza desde hace tiempo para referirse a los
microorganismos que producen O 2
como producto de la fotosíntesis.
Un subgrupo importante de estos microorganismos,
las bacterias verde-azules o cianobacterias, son procariotas y
ya no se llaman algas. Esta clasificación se reserva de manera
exclusiva para los microorganismos eucariotas fotosintéticos.
Todas las algas contienen clorofila en la membrana fotosintética
de su cloroplasto intracelular. Muchas especies de algas
son unicelulares. Otras algas forman estructuras multicelulares
muy grandes. Los sargazos de algas cafés miden en ocasiones
varios cientos de metros de longitud. Otras algas producen
toxinas que son venenosas para el ser humano y otros animales.
Los dinoflagelados, algas unicelulares, generan las mareas
rojas en el océano (figura 1-5). La marea roja producida por
el dinoflagelado de la especie Gonyaulax es importante porque
este microorganismo produce neurotoxinas como saxitoxina
y gonyautoxinas, que se acumulan en los mariscos (p. ej.,
almejas, mejillones, callo de hacha y ostiones) que se alimentan
con este microorganismo. El consumo de estos mariscos produce
intoxicación paralítica por mariscos que puede causar
la muerte.
Protozoarios
Los protozoarios son organismos protistas unicelulares no
fotosintéticos. Los protozoarios más primitivos son flagelados
y se asemejan en muchos aspectos a algunos representantes
de las algas. Es probable que los antecesores de estos protozoarios
fueran algas que se tornaron heterótrofas; las necesidades
alimentarias de estos microorganismos se satisfacen con
compuestos orgánicos. La adaptación a un modo de vida heterótrofo
en ocasiones se acompañó de pérdida de los cloroplastos
y, por eso, las algas dieron origen a los protozoarios afines.
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