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El citoplasma bacteriano constituye el espacio interno funcional de la célula y alberga los componentes esenciales que permiten la supervivencia, el crecimiento y la reproducción de estos organismos. A diferencia de las células eucariotas, las bacterias presentan una organización interna más simple desde el punto de vista estructural, pero extraordinariamente eficiente desde el punto de vista funcional. Esta simplicidad aparente no implica menor complejidad biológica, sino una optimización evolutiva que permite una rápida adaptación a condiciones ambientales cambiantes y una alta eficiencia metabólica.
Organización del material genético
El componente central del citoplasma bacteriano es el cromosoma, constituido por ácido desoxirribonucleico de doble cadena. En la mayoría de las bacterias, este cromosoma adopta una conformación circular y única, aunque existen especies con dos o más cromosomas circulares o incluso con un cromosoma lineal. A diferencia de las células eucariotas, el material genético bacteriano no se encuentra contenido dentro de un núcleo delimitado por una membrana, sino que se localiza en una región citoplasmática definida denominada nucleoide. Esta región no está separada físicamente del resto del citoplasma, lo que favorece una interacción directa y continua entre el ácido desoxirribonucleico y la maquinaria celular encargada de su expresión.
El ácido desoxirribonucleico bacteriano no se asocia a histonas ni se organiza en nucleosomas, como ocurre en los eucariotas. En su lugar, la compactación y organización del cromosoma se logra mediante superenrollamiento y la acción de proteínas estructurales distintas, lo que permite mantener un alto grado de accesibilidad genética. Esta característica facilita respuestas rápidas a estímulos ambientales, ya que los genes pueden ser transcritos sin necesidad de procesos complejos de remodelación de la cromatina.
Además del cromosoma principal, muchas bacterias contienen plásmidos, que son pequeñas moléculas circulares de ácido desoxirribonucleico extracromosómico. Aunque los plásmidos no suelen ser indispensables para la viabilidad celular, confieren ventajas selectivas importantes, como la resistencia a antibióticos, la producción de toxinas o la capacidad de metabolizar compuestos inusuales. Estas moléculas desempeñan un papel crucial en la evolución bacteriana y en la diseminación de características adaptativas entre poblaciones microbianas.
Acoplamiento de transcripción y traducción
La ausencia de una membrana nuclear tiene profundas implicaciones funcionales en la célula bacteriana. En este contexto, la síntesis de ácido ribonucleico mensajero y la producción de proteínas ocurren de manera acoplada. Mientras el ácido ribonucleico mensajero está siendo sintetizado a partir del ácido desoxirribonucleico, los ribosomas pueden unirse inmediatamente a este y comenzar la traducción. Este acoplamiento reduce significativamente el tiempo necesario para responder a cambios ambientales y permite una regulación muy eficiente de la expresión génica.
Ribosomas bacterianos
El citoplasma bacteriano contiene ribosomas especializados en la síntesis de proteínas. Estos ribosomas están formados por dos subunidades, una pequeña de treinta unidades Svedberg y una grande de cincuenta unidades Svedberg, que en conjunto constituyen un ribosoma de setenta unidades Svedberg. Esta organización es distinta de la presente en las células eucariotas, cuyos ribosomas citoplasmáticos son de mayor tamaño y diferente composición.
Las diferencias estructurales y moleculares entre los ribosomas bacterianos y eucariotas son de gran relevancia biológica y clínica, ya que permiten el desarrollo de fármacos antibacterianos que inhiben selectivamente la síntesis proteica bacteriana sin afectar de manera significativa a las células del hospedador. De este modo, los ribosomas bacterianos representan uno de los principales blancos terapéuticos en el tratamiento de las infecciones.
Membrana citoplasmática y funciones metabólicas
La membrana citoplasmática bacteriana delimita el citoplasma y presenta una estructura de bicapa lipídica similar, en términos generales, a la de las membranas eucariotas. Sin embargo, carece de esteroides como el colesterol, con la excepción notable de los micoplasmas, que incorporan estos compuestos a su membrana para mantener la estabilidad estructural.
Esta membrana cumple funciones que, en las células eucariotas, se encuentran distribuidas entre diversos orgánulos. En las bacterias, la producción de energía mediante transporte de electrones y fosforilación ocurre en la membrana citoplasmática, desempeñando un papel análogo al de las mitocondrias. Además, la membrana contiene proteínas de transporte altamente especializadas que permiten la captación selectiva de nutrientes, la expulsión de productos de desecho y la regulación de la concentración iónica interna mediante bombas específicas, lo que contribuye al mantenimiento del potencial de membrana y de la homeostasis celular.
Citoesqueleto bacteriano y forma celular
Adosados a la cara interna de la membrana citoplasmática se encuentran filamentos proteicos similares a la actina, que constituyen un citoesqueleto bacteriano funcional. Estos filamentos desempeñan un papel fundamental en la determinación de la forma celular, en la organización interna y en la localización del sitio donde se formará el septo durante la división celular. En bacterias con morfologías particulares, como los treponemas, estos elementos estructurales son responsables de la forma helicoidal característica, la cual influye directamente en su movilidad y en su capacidad para interactuar con los tejidos del hospedador.
Fuente y lecturas recomendadas:
- Madigan, M. T., Martinko, J. M., Bender, K. S., Buckley, D. H., & Stahl, D. A. (2018). Brock biology of microorganisms (15th ed.). Pearson.
- Murray, P. R., Rosenthal, K. S., & Pfaller, M. A. (2025). Medical microbiology (10th ed.). Elsevier.
- Carroll, K. C., & Pfaller, M. A. (2023). Manual of clinical microbiology (13th ed.). American Society for Microbiology Press.
- Riedel, S., Hobden, J. A., Miller, S., Morse, S. A., Mietzner, T. A., Detrick, B., Mitchell, T. G., Sakanari, J. A., Hotez, P., & Mejía, R. (2020). Microbiología médica (28ª ed.). McGraw-Hill Interamericana Editores.
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