¿Cómo se reproducen las bacterias? Reproducción asexual y sexual
Las bacterias se reproducen principalmente por vías asexuales como la fisión binaria, que es un proceso mediante el cual una célula se divide en dos células idénticas de menor tamaño. Sin embargo, estos microorganismos también presentan un tipo de reproducción sexual a través de un proceso denominado “conjugación”.
Respecto a la reproducción asexual, la fisión binaria es predominante, pero existen reportes de patrones “inusuales” o “alternativos” de división en este grupo de organismos unicelulares, tales como la gemación, la división múltiple y la formación de descendencia “intracelular”, por nombrar algunos.
Antes de ahondar en los distintos mecanismos de reproducción en las bacterias es pertinente recordar información clave para comprender algunos aspectos de dichos procesos biológicos.
Índice del artículo
- 1 Características generales de las bacterias
- 2 Reproducción asexual de las bacterias
- 3 Reproducción “sexual” de las bacterias
Las bacterias son organismos procariotas, es decir, su material genético no está encerrado en la estructura membranosa que se conoce como “núcleo”, que sí existe en los eucariotas.
Es un grupo sumamente exitoso y diverso, compuesto por organismos fundamentalmente unicelulares, aunque algunos pueden formar colonias y filamentos. Se encuentran virtualmente en todos los ecosistemas sobre la biósfera y son de suma importancia para muchos procesos biológicos inherentes a los seres vivos multicelulares.
Las células bacterianas son células de pequeño tamaño (no más de un par de micrómetros de diámetro) sobre todo en comparación con las células eucariotas. Su citosol es considerablemente más “sencillo” que el de una célula animal o vegetal, por ejemplo, puesto que no existe ningún orgánulo membranoso.
En su interior existe gran cantidad de ribosomas, gránulos de almacenamiento de distintas sustancias, proteínas de distintos tipos y un gran cromosoma de forma circular y superenrollado, además de pequeñas moléculas de ADN extra cromosomales conocidas como “plásmidos”.
La cubierta celular de las bacterias es bastante particular, pues está formada por un polímero complejo llamado “peptidoglucano”, que consiste en amino azúcares unidos con polipéptidos. Las características de la pared y de la membrana plasmática de estos organismos es utilizada para su clasificación.
Algunas bacterias están cubiertas, además, por una “cápsula” que rodea su pared celular y que tiene funciones protectoras. Otras bacterias son móviles y presentan estructuras especializadas que sobresalen de su superficie, tal es el caso de los cilios y los flagelos.
Como no todas las bacterias pueden ser crecidas in vitro en un laboratorio, la información que la comunidad científica maneja respecto a su metabolismo, reproducción, morfología y características generales depende, en gran medida, de los datos desprendidos de estudios realizados con especies modelo.
La reproducción asexual consiste en la formación de clones a partir de un individuo que funciona como “madre”. A diferencia de la reproducción sexual, este proceso requiere únicamente de una célula que duplique sus componentes internos y se divida en dos células hijas iguales, por ejemplo.
También conocida como “bipartición”, la fisión binaria es la principal forma de reproducción de la mayor parte de las bacterias en la naturaleza. En este proceso, la célula que se divide lo hace de tal forma que produce dos células de menor tamaño que son genéticamente idénticas, y la célula inicial “desaparece”.
Una célula en división necesariamente debe haber pasado por un proceso “preparatorio” previo, a través del cual duplicó sus contenidos internos (cromosoma, proteínas, ribosomas, etc.) y aumentó a poco menos del doble su contenido citosólico.
Las dos copias del cromosoma bacteriano son segregadas hacia ambos polos de la célula que se divide, así como parte del material interno que se ha duplicado. Después de esto se forma un “septo” en un lugar específico de la célula denominado “sitio de división”.
El septo consiste en una invaginación “centrípeta” de la membrana citoplasmática, que precede a la síntesis de una nueva pared celular y a la separación de las dos células hijas.
El proceso de reproducción asexual no es igual en todos los grupos de bacterias. Como se comentó al comienzo, algunas especies se caracterizan por la gemación, otras por la división múltiple, por la formación de descendencia intracelular, etc.
Formación de múltiple descendencia intracelular
Muchos linajes de las bacterias pertenecientes al grupo de las grampositivas con bajo contenido GC (Firmicutes) se reproducen asexualmente a través de un proceso que implica que en el interior de una célula “dormante” parental se forman múltiples endosporas (también dormantes) o un gran número de descendientes activos.
Para muchos linajes la formación de esta “múltiple descendencia intracelular” es el principal medio de reproducción, por lo que la fisión binaria puede ocurrir escasamente o no ocurrir en absoluto.
Gemación
La gemación en las bacterias ha sido observada en las cianobacterias, los firmicutes y los planctomicetos, así como en algunas proteobacterias.
Las representaciones esquemáticas de este proceso (poco estudiado y conocido entre las bacterias) ilustran cómo las bacterias que así se reproducen asexualmente desprenden una “fracción” o “yema” de su cuerpo celular, fracción que es considerablemente más pequeña que la célula “madre” que las origina y que probablemente no contiene todos los componentes citosólicos de esta última.
La producción de baeocitos en algunas cianobacterias
Algunas cianobacterias como, por ejemplo, las del género Stanieria, nunca se reproducen por fisión binaria; en su lugar, estas se dividen por un proceso que comienza con una célula de pequeño tamaño conocida como baeocito.
El baeocito aumenta progresivamente de tamaño y, mientras lo hace, el ADN cromosómico se replica muchas veces consecutivas. Cuando el baeocito entra en la fase de división citoplasmática, este produce gran cantidad de nuevos baeocitos diminutos, que son liberados al romperse la cubierta externa del baeocito “madre”.
Este proceso también es conocido en otras especies como fragmentación.
La reproducción sexual, tal y como la conocemos, consiste en la fusión de dos células sexuales especializadas denominadas “gametos”, a través de las cuales dos individuos intercambian información genética y producen descendencia con genes que resultan de la combinación de ambos.
Aunque en las bacterias no se producen gametos ni células sexuales especializadas, en algunas ocasiones dos células diferentes intercambian material genético entre sí, lo que puede darse por medio de tres procesos diferentes:
- La transformación.
- La transducción.
- La conjugación.
Aunque no implica la producción de nuevas células o de células diferentes, la transformación es un evento por el cual una bacteria puede adquirir fragmentos de ADN de otra bacteria que los ha liberado al medio en el que viven o que ha muerto y se ha desintegrado.
La transducción, por otro lado, tiene que ver con la combinación de ADN bacteriano (de bacterias distintas) gracias a la participación fagos, que son virus que atacan bacterias.
Finalmente, la conjugación, que tampoco se caracteriza por la producción de individuos nuevos, se trata de la transferencia directa de material genético de una célula a otra a través de una estructura especializada conocida como “pili sexual”.
Este último proceso requiere del contacto físico entre dos células y, de acuerdo con los estudios realizados en el organismo modelo E. coli, existen células “masculinas” donadoras y células “femeninas” receptoras.
Por lo general, aquello que se dona y se recibe son moléculas de ADN plasmídico que contienen información genética de gran utilidad.