Sustancias de
reserva e inclusiones
celulares
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Muchos microorganismos en determinadas circunstancias almacenan como
materiales de reserva sustancias tales como: polisacáridos,
lípidos, polifosfatos y azufre.
Esto sucede cuando las sustancias de partida se encuentran en el medio,
pero el crecimiento está limitado por la falta de nutrientes determinados
o por la presencia de inhibidores.
Los materiales de reserva se encuentran en la célula en forma osmóticamente inerte. Cuando es necesario, vuelven a ser metabólicamente activos y
sirven como fuente de carbono y energía, prolongando la vida bacteriana
en ausencia de aportes externos o bien permitiendo la formación
de esporas.
Polisacáridos
Entre los polisacáridos de reserva se han identificado (por su
reacción con la solución de Lugol) moléculas de almidón
(color azul) y glucógeno (color pardo), recuerde
que a diferencia de los polisacáridos de la pared celular el monómero
en este caso es alfa-D-glucosa y los enlaces en el
polímero son alfa 1-4 glicosídicos. Una molécula similar al almidón distribuida en forma
de pequeños gránulos se ha encontrado en Clostridium
y se la denomino "granulosa". La presencia de glucógeno
se ha demostrado en hongos, (entre ellos en levaduras), y enterobacterias
(Salmonella, Escherichia etc.).
Lípidos
Se presentan como gotitas o gránulos teñibles con el colorante
Sudan Black B (y toman por ello el nombre de "sudanófilos").
En muestras sin teñir, observando con el microscopio óptico,
se reconocen por su gran refringencia.
En muchas bacterias están compuestos por un poliéster:
el ácido poli-beta-hidroxibutírico
(PHB),entre ellas las aeróbicas, las cianobacterias
y en las fotótrofas anaeróbicas.
Se acumula cuando las bacterias entran en la vía
fermentativa del metabolismo y se reutiliza como fuente de energía
en el metabolismo aeróbico.
Se han encontrado, además, polímeros semejantes en los
cuales intervienen también el ácido propiónico
o el beta hidroxivaleriano, estos materiales obtenidos
de cultivos de microorganismos están siendo utilizados como materia
prima en fabricación de envases por la característica (a
diferencia del polietileno) de ser biodegradables.
Las levaduras y otros hongos almacenan lípidos en forma de
grasas neutras, que en algunos casos (Candida, Rhodoturola)
pueden constituir hasta un 80% del peso seco.
Las micobacterias pueden contener hasta un 40%
de ceras.
Polifosfatos
Se encuentran en forma de "gránulos" constituidos en su mayor
parte por polifosfatos lineales tipo sal de Graham,
las primeras observaciones se realizaron en Spirillum volutans,
de allí el nombre de gránulos de volutina, que también
se conocen como gránulos metacromáticos
por el cambio de color en la tinción con colorantes como el azul
de metileno. Estos polifosfatos permiten a la célula dividirse en
ausencia de fosfato en el medio.
Azufre
Muchas bacterias que oxidan sulfuro a sulfato almacenan
azufre liquido en forma de esferas refringentes. El azufre pasa lentamente
a la forma ortorrómbica.
Algunas bacterias (Thiobacillus) utilizan como fuente energética
los compuestos reducidos del azufre llevándolos
a sulfatos.
Algunas bacterias que como el Sulfolobus acidocaldarius, crecen
en ambientes extremos como las fuentes termales ácidas ( crece a
pH entre 2-3 y a temperaturas de 70 a 75 C), son capaces de oxidar el azufre
elemental a ácido sulfúrico.
S-- + 2 O2-----> SO4 --
S + H2O + 1 1/2 O2------ > SO4 --
+ 2 H+
S2O3-- + H2O + 2O2 --------> 2
SO4-- + 2 H+
Las bacteria rojas, fotosintéticas y anaeróbicas (Chromatium)
utilizan SH2 como dador de hidrogeno.
También se deposita azufre como producto de desintoxicación del
SH2 del medio en las cianobacterias.
En las profundidades marinas, en los limites entre las placas tectónicas
donde aflora agua a 350 ºC, minerales y abundante SH2; en los lugares
donde el afloramiento entra en contacto con el agua fría del mar
pueden crecer bacterias oxidadoras de S o SH2 que sirven de base alimentaria
a moluscos, helmintos y cangrejos. Un tubícola Riftia pachyptila
tiene un órgano adaptado para que vivan en forma simbiótica
las bacterias oxidados del SH2. La sangre suministra SH2 y oxigeno
al órgano y las bacterias los productos de síntesis necesarios
para el tubícola.
Cristales parasporales
En Bacillus thurigensis y especies relacionadas se encuentran
cuerpos de inclusión cristalinos junto a las esporas. Estos cristales
parasporales están construidos por una protoxina, que al disolverse
en el jugo digestivo de insectos sensibles ( oruga de mariposa) libera
una toxina que mata a la oruga. Por ello se los usa en la lucha biológica
contra estos parásitos.
Recientemente (en el siglo pasado...) se obtuvo algodón transgénico
por inserción del gen productor de la toxina
(aislado de Bacillus thurigensis) en el genoma del algodón, de esta manera se pretende reducir la cantidad
de insecticidas necesarios para el cultivo.
La utilización de técnicas de recombinación genética en
plantas destinadas al consumo humano abrió un debate mundial. Estamos ante una
opinión pública altamente sensibilizada, gente preocupada por el impacto de ellas
sobre la salud humana y el medio ambiente pero, hay que hacer notar que,
sus argumentos son utilizados para hacer "el caldo gordo" de grupos
que los utilizan para mantener UNA AGRICULTURA SUBSIDIADA.
Vacuolas de gas
Se las observa en muchas bacterias acuáticas a quienes dan la
capacidad de modificar su peso especifico y por ello flotar en una capa
determinada de agua, en la que encuentran condiciones optimas de crecimiento.
En cianobacterias estan compuestas de grupos de cilindros de 75 nm de diámetro
por 1 um de longitud. (Microbiological Reviews, Gas Vesicles, Anthony E.
Walsby, Mar. 1994, p 94-144) no puede ser llenada por inflado, por lo tanto
el espacio para el gas debe ser formado a medida que se forma la pared de
la vacuola (que tiene unos 2 nm de espesor y es de naturaleza proteica)
y se llena rápidamente de gas por difusión.
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Traducción, redacción y diagramación a cargo de : Dr.
Jorge Raisman