¿Endosporas bacterianas?

En términos bacterianos, las endosporas son estructuras que protegen a las bacterias de factores externos que podrían dañar la célula. Aunque las endosporas no son visibles a simple vista, son capaces de sobrevivir a temperaturas y condiciones extremas. Aprende más sobre las endosporas bacterianas y cómo ayudan a las bacterias a sobrevivir en condiciones ambientales adversas.

Las endosporas son células diferenciadas (formadas dentro de una célula bacteriana)

extraordinariamente resistentes al calor y difíciles de destruir con productos químicos incluso con aquellos extremadamente agresivos.

Las endosporas bacterianas son diferentes en estructura y formación a las esporas producidas por los hongos. Las esporas fúngicas representan un medio de procreación, las endosporas bacterianas actúan como mecanismo de protección de las células bacterianas individuales. Una vez formadas, las endosporas presentan una resiliencia asombrosa.

Las esporas se encuentran habitualmente en el suelo y se puede decir que cualquier muestra de suelo seguramente contiene endosporas.

La célula metabólicamente activa se conoce como célula vegetativa mientras que cuando forma su espora se encuentra en estado latente.

La estructura de la endospora es mucho más compleja ya que posee varias capas.

La más externa es el exosporium, es una cubierta fina y delicada de naturaleza proteica. Por debajo se encuentra la cúticula formada por proteínas específicas. Por debajo de esta se encuentra el cortex (corteza), que es una capa compuesta por peptidoglicano con uniones laxas y hacia el interior del cortex está el núcleo que contiene la pared celular, membrana celular, el citoplasma, nucleoide, etc.

Una de las sustancias químicas que es característica de las endosporas y que no se encuentran en las células vegetativas es el ácido dipicolínico que se localiza en el núcleo de la espora. Las esporas son ricas en iones de calcio que en su mayoría se combinan con el ácido dipicolínico formando complejos calcio- ácido dipicolínico (llamados dipicolinatos de calcio). Los complejos de dipicolinato cálcico reducen la disponibilidad de agua dentro de las endosporas, favoreciendo su deshidratación.

El citoplasma de una endospora madura difiere mucho del de una célula vegetativa de la cual se ha originado.

La deshidratación incrementa ampliamente la termoresistencia de la endospora y al mismo tiempo le confiere resistencia a algunas sustancias químicas como el peróxido de hidrógeno (agua oxigenada).

Además, el citoplasma contiene gran cantidad de proteínas pequeñas que se forman durante el proceso de esporulación (formación de la espora) y que le otorgan a la espora resistencia al calor seco, radiación ultravioleta y a la desecación. Sin embargo, otras de las funciones de estas pequeñas proteínas es servir como fuente de C y energía para el desarrollo de una célula a partir de la endospora, un proceso que se denomina germinación. Para que ocurra la germinación de una endospora, primero debe ocurrir la activación de la misma. La activación se acciona por calor y luego se produce la germinación la cual implica una reactivación del metabolismo que rompe la hibernación. Generalmente, un agente ambiental es el que actúa como disparador de la germinación. Por ejemplo, temperaturas de 60-70°C durante unos pocos minutos en presencia de nutrientes adecuados puede producir el cese del estado de latencia. La espora absorbe agua, se hincha y su cutícula se rompe. La nueva célula vegetativa empuja hacia fuera de la cutícula y empieza a dividirse.

Una endospora es capaz de permanecer en estado latente durante muchos años, sin embargo, una vez iniciada la conversión a una célula vegetativa es un proceso relativamente rápido.

No todas las bacterias tienen capacidad de formar endosporas.

Los dos géneros de bacterias más conocidos que producen esporas son:

 Bacillus y Clostridium ambos Gram positivos

y de amplia distribución en el suelo. Hasta la actualidad no se ha encontrado ninguna arquea formadora de endosporas.

Los factores que intervienen en la formación de las endosporas son complejos, pero se conoce que la falta de alimento es un factor clave para iniciar el proceso de esporulación.

Formación de la endospora

El primer paso para laformación de una endospora consiste en que la célula vegetativa madre gasta toda la energía en dividirse y formar las capas externas. El citoplasma queda reducido a un gel de proteínas con escasa cantidad de agua. Aunque son resistentes al calor y a la radiación extremos, las endosporas pueden ser destruidas mediante estos tratamientos. Así, la exposición al calor extremo por periodos largos de tiempo, así como la exposición prolongada a la radiación, (rayos gamma por ejemplo), matan a las endosporas.

Las endosporas son difíciles de observar al microscopio debido a la impermeabilidad de su pared que evita la entrada de los colorantes empleados en las tinciones ordinarias. Mientras que el resto de la bacteria puede teñirse, la endospora permanece no coloreada. Debido a esto surgieron varias técnicas de tinción para poder teñir selectivamente las endosporas.

Esporulación

Durante el proceso de esporulación, la posición de la espora dentro de la célula vegetativa varía según la especie de bacteria. En algunas, la endospora es central y en otras es terminal (en los extremos). A veces la espora tiene mayor diámetro que la célula madre por lo que se observa como hinchada

1. Duplicación del material genético (ADN) y división celular asimétrica.
2. Formación del septo de la endospora (se va aislando el ADN recién
3. replicado junto a una pequeña porción de citoplasma).
4. Formación de la pre-espora (el septo de la endospora rodea la porción
5. aislada).
6. Síntesis del exosporio, formación de una capa de peptidoglicano entre las
7. membranas (cortex) y deshidratación.
8. Incorporacióndecalcioyproduccióndeácidodipicolínico.
9. La espora se recubre de una cubierta (cutícula).
10. Maduración de la endospora.
11. Liberación de la endospora y lisis de la célula vegetativa a lmedio.