¿Te has preguntado qué hay en el interior de las bacterias?
Hace muchos años, antes de hacerme esta pregunta, compartía la idea de que las bacterias son organismos muy sencillos con funciones importantes para el planeta, pero carentes de alguna complejidad en el interior. Tal fue mi sorpresa, cuando descubrí que estos pequeños organismos en su interior tienen una organización espacial, igual de compleja que cualquier organismo eucarionte. Esta organización permite que las biomoléculas, como lo son las proteínas, exhiban patrones espaciales específicos. En ausencia de una organización interna, las bacterias no podrían funcionar tal como lo hacen.
Para entender cómo le hacen las bacterias para organizar su interior, es necesario que destaquemos las diferencias que existen con otros organismos “más complejos” como los eucariontes. Una diferencia destacable entre las bacterias y los eucariontes es la presencia del citoesqueleto el cual, es un conjunto de proteínas que forman estructuras para intervenir en múltiples procesos, tales como la división celular. El citoesqueleto es una herramienta eucarionte muy valiosa que las bacterias (procariontes) no poseen. Y aunque las bacterias carecen de él, ellas no han dejado de dividirse o de transportar moléculas en su interior, por el contrario han diseñado sistemas análogos para poder llevar a cabo sus funciones celulares. La división celular en bacterias, por ejemplo, no es solo la partición de una célula en dos. La división celular bacteriana, requiere de que:
- la envoltura celular se invagine,
- que el DNA se replique y se reparta,
- que se forme un septo para separar a dos células hijas, y
- que el material de reserva energética se reparta equitativamente.
Este proceso requiere más de 30 proteínas localizadas a mitad de la célula. El conjunto de estas proteínas se denomina divisoma. Cabe destacar, que el divisoma se ensambla en el momento en que la célula ha decidido dividirse. El ensamble en el sitio de la división no ocurre por puro azar y responde a mecanismos de regulación que las bacterias han diseñado para evitar el ensamblaje cuando no es requerido, o que se forme el divisoma en sitios que no son la mitad de la célula. Estos mecanismos de regulación los han inventado las bacterias y responden a múltiples factores ambientales, lo cual les ha permitido el éxito evolutivo que hoy tienen.
Otra diferencia entre los eucariontes y las bacterias es la presencia de compartimentos interiores. Los eucariontes tienen células con compartimentos interiores. Estos compartimientos se denominan organelos y su función es delimitar a través de membranas la localización de las proteínas. A diferencia de los eucariontes, las bacterias no tienen organelos, pero esto no significa que tengan en su interior todas sus proteínas mezcladas. Por el contrario, las bacterias utilizan otros mecanismos para limitar la difusión de las proteínas y llevarlas al sitio en donde se requiere en el momento del ciclo celular en el que se le requiere. A este reto, sumemos que las bacterias carecen de compartimiento o estructuras como el citoesqueleto, dificultando aún más las funciones celulares.
Finalmente, es importante destacar que las bacterias están en todos lados, y aunque son invisibles, controlan nuestra salud, el ambiente y la energía. Además de ser fundamentales a nivel industrial por sus múltiples aplicaciones. Entender cómo es la organización interna en las bacterias, nos ayuda a entender cómo funcionan, y por ende cómo se mueve nuestro mundo a partir de estos pequeños organismos.
¿Quieres saber más?
Mahone, C. R., & Goley, E. D. (2020), “Bacterial cell division at a glance” , J Cell Sci, 133 (7): jcs237057.
Laloux, G., & Jacobs-Wagner, C. (2014), “How do bacteria localize proteins to the cell pole?“, J Cell Sci, 127 (1): 11–19.
