¿Cómo se reproducen las bacterias?

Las bacterias son microbios unicelulares y son una de las formas de vida más simples en la tierra. Con un solo cromosoma de ADN, carecen de un núcleo u otros orgánulos que se encuentran en la mayoría de las células eucariotas. Para replicarse, las bacterias se someten al proceso de fisión binaria, donde una célula bacteriana crece en tamaño, copia su ADN y luego se divide en dos células "hijas" idénticas. Las bacterias también pueden intercambiar ADN a través de la conjugación, lo que les permite compartir rasgos que superan las tensiones ambientales como los antibióticos.

Anatomía de una bacteria

Una célula bacteriana es un procariota extremadamente simple, lo que significa que no contiene un núcleo. Una bacteria contiene solo una pared celular, membrana celular, citoplasma, ribosomas y el cromosoma, aunque algunas células bacterianas también contienen un plásmido o estructuras extracelulares como una cápsula, fimbrias y flagelos. A diferencia de una célula eucariota, que posee un núcleo, una bacteria no sufre mitosis durante la replicación, donde el núcleo se divide y el ADN se distribuye en dos conjuntos idénticos. En cambio, las bacterias se reproducen por fisión binaria, un proceso de replicación que copia el ADN de la bacteria y divide una sola célula en dos células hijas idénticas. La simplificación del proceso reproductivo de las bacterias permite que las bacterias se reproduzcan a un ritmo notablemente rápido. En las condiciones adecuadas, una sola célula bacteriana puede replicarse en hasta mil millones de bacterias individuales en solo 10 horas.

¡Vamos a tener gemelos!

La fisión binaria es un proceso estrictamente controlado que divide una bacteria de manera uniforme en dos hijas completas mediante el uso de proteínas específicas diseñadas para la replicación. La fisión binaria comienza con una replicación del ADN de la bacteria. Una vez que el ADN se replica dentro del cromosoma, el cromosoma se organiza en dos horquillas de replicación y luego se divide en extremos opuestos de la célula. En el sitio de división, cerca del centro de la bacteria alargada, se ensambla la maquinaria para la división, más notablemente el anillo proteico FtsZ. Una vez que se ensamblan los elementos para la división, la bacteria sintetiza una nueva pared celular en el sitio de división utilizando la membrana celular y se divide en dos células hijas idénticas. Las células hijas son clones, idénticos en todos los sentidos a la bacteria original.

Sacudiendo las cosas

Las bacterias tienen la capacidad de modificar su estructura genética mediante la transferencia de plásmidos, una pequeña molécula de ADN circular que contiene información genética que permite a la bacteria superar el estrés ambiental. Los plásmidos son recogidos por una bacteria de su entorno o pasan de una bacteria a otra a través de un proceso llamado conjugación. Esto les permite adaptarse a vivir en ambientes hostiles, que van desde la nieve ártica hasta el fondo del océano. También les permite desarrollar resistencia al estrés artificial como los antibióticos. Un plásmido no siempre se replicará durante el proceso de división; ocasionalmente se pasan a una sola de las células hijas. Los plásmidos se replican a través de un tramo de su propio ADN que asegura la replicación por parte de la célula bacteriana madre, e incluso pueden replicarse independientemente de la bacteria. Una sola bacteria puede contener cientos de plásmidos replicados.

Replicación alternativa

Las bacterias son extremadamente diversas y algunas formas de bacterias no se replican a través de la fisión binaria. La cianobacteria Stanieria se replica dentro de la pared celular, produciendo docenas o incluso cientos de descendientes llamados beocitos. La pared celular se rompe y todos los baeocitos se liberan simultáneamente. En Epulopiscium, se forman dos pequeñas células descendientes a partir del ADN replicado dentro de una célula madre más grande. Cuando la descendencia está completamente desarrollada, la célula madre muere y libera dos células bacterianas completas. También se ha observado un proceso reproductivo llamado gemación en algunos miembros de Planctomycetes, pero aún se desconoce la mecánica de este proceso.