Cómo se reproducen las bacterias: fisión binaria

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Las bacterias son organismos procariotas que se reproducen asexualmente. La forma de reproducción mas frecuente en las bacterias es a través del proceso llamado fisión binaria. La fisión binaria consiste en la división de una sola célula, lo que resulta en la formación de dos células que son genéticamente idénticas. Para poder entender el proceso de fisión binaria es necesario conocer la estructura celular de las bacterias, y ese es el objetivo de la primer sección de este artículo.

La estructura celular de las bacterias

Las bacterias pueden tener diversas formas. Las más comunes son la esférica, en forma de varilla y en forma de espiral. En general las bacterias se componen de una pared celular, una membrana celular, el citoplasma, los flagelos, el núcleo, los plásmidos y los ribosomas. Veamos qué es y qué función tiene cada uno de estos componentes.

  • Pared celular. Es la cubierta exterior de la célula, que la protege y le da su forma exterior.
  • Citoplasma. Es una sustancia gelatinosa compuesta principalmente por agua y que contiene enzimas, sales, diversos componentes de la célula y varias moléculas orgánicas.
  • Membrana celular o membrana plasmática. Es una membrana que rodea al citoplasma y que regula el flujo de sustancias que entran y salen de la célula.
  • Flagelos. Son una serie de protuberancias largas, en forma de látigo, que producen el movimiento de la célula.
  • Ribosomas. Son las estructuras celulares que se encuentran en el citoplasma y son responsables de la síntesis de las proteínas a partir de la información que tiene el ADN, y que llega a los ribosomas a través del ARN (ácido ribonucleico) mensajero.
  • Plásmidos. Son estructuras portadoras de genes, formadas por ADN (ácido desoxirribonucleico) que adquiere forma circular y que no participa en la reproducción celular.
  • Nucleoide de la célula. Es el área del citoplasma que contiene la única molécula de ADN de la bacteria.

La fisión binaria

La mayoría de las bacterias, incluyendo a la Salmonella y a la  Escherichia coli (ambas bacterias muy importantes para los seres humanos, ya que causan serias enfermedades), se reproducen por fisión binaria. En el proceso que se desarrolla en este tipo de reproducción asexual, la única molécula de ADN de la bacteria se replica, y ambas copias se adhieren a diferentes puntos de la membrana celular. A continuación, la célula comienza a crecer y a alargarse, aumentando así la distancia entre las dos moléculas de ADN. Cuando la célula casi duplica su tamaño original, la membrana celular comienza a colapsar hacia el centro de la célula. Finalmente, se forma una pared celular que separa las dos moléculas de ADN y divide la célula original en dos células hijas idénticas.

La fisión binaria tiene varias ventajas como forma de reproducción celular. Una sola bacteria es capaz de generar una gran cantidad de células nuevas, con una alta velocidad de reproducción. En condiciones óptimas, algunas bacterias pueden duplicar el número de su población en cuestión de horas, e incluso minutos. Otra ventaja es que no se “desperdicia” tiempo buscando pareja, ya que la reproducción es asexual. Además, las células resultantes de la fisión binaria son idénticas a la célula original, lo que implica que son adecuadas para vivir en ese entorno.

Recombinación bacteriana

La fisión binaria es una forma eficiente de reproducción de las bacterias; sin embargo, esta forma de reproducción podría dar lugar a ciertos problemas para una colonia de bacterias. Dado que las células que se producen a través de este tipo de reproducción son idénticas, todas son susceptibles a los mismos tipos de amenazas, como por ejemplo los cambios ambientales o los antibióticos. Estas situaciones podrían destruir toda una colonia de bacterias. Para evitar estos peligros, las bacterias pueden introducir variaciones genéticas en procesos de recombinación. La recombinación implica la transferencia de genes entre células. Los procesos de recombinación de las bacterias puede darse de tres formas: por conjugación, por transformación y por transducción.

El proceso de conjugación se produce en algunas que bacterias son capaces de transferir sus genes a otras bacterias con las que entran en contacto. Durante la conjugación, una bacteria se conecta a otra a través de una estructura en forma de tubo, constituida por proteínas, llamada pilus. Los genes se transfieren de una bacteria a otra a través de este tubo.

Algunas bacterias son capaces de incorporar ADN de su entorno, y este proceso se denomina transformación. Estos restos de ADN provienen comúnmente de células bacterianas muertas. Durante la transformación, la bacteria toma el ADN de su entorno y lo transfiere a través de la membrana celular. Después, ese ADN “reciclado” se incorpora al ADN de la célula.

La transducción es un tipo de recombinación que implica el intercambio de ADN bacteriano a través de bacteriófagos. Los bacteriófagos son virus que infectan a las bacterias. Existen dos tipos de transducción: transducción generalizada y transducción especializada.

Una vez que un bacteriófago se adhiere a una bacteria, éste inserta su genoma en la bacteria. El genoma viral, las enzimas y los componentes virales se replican y se ensamblan dentro de la bacteria huésped. Una vez formados, los nuevos bacteriófagos provocan la muerte de la célula o la abren, liberando así los virus replicados. Sin embargo, durante el proceso en el que el virus se adhiere a la bacteria, parte del ADN de la bacteria huésped puede quedar encerrado en la cápside viral en lugar del propio genoma viral. Cuando este bacteriófago infecta otra bacteria, inyecta el fragmento de ADN de la bacteria infectada previamente. Este fragmento de ADN bacteriano se inserta después en el ADN de la nueva bacteria. Este tipo de transducción se denomina transducción generalizada.

En la transducción especializada, los fragmentos del ADN de la bacteria huésped se incorporan a los genomas virales de los nuevos bacteriófagos y los fragmentos de ADN se pueden transferir a cualquier bacteria nueva que estos bacteriófagos infecten.

Fuente

  • Reece, Jane B., y Neil A. Campbell. Campbell Biology. Benjamin Cummings, 2011.
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Sergio Ribeiro Guevara (Ph.D.)
(Doctor en Ingeniería) - COLABORADOR. Divulgador científico. Ingeniero físico nuclear.

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