Célula bacteriana flagelo: función y definición

Motilidad bacteriana

¿Qué hiciste la última vez que sentiste hambre? Probablemente te levantaste, entraste en tu cocina y comiste un bocadillo. Los músculos de tus piernas coordinaron el movimiento de tus huesos, impulsándote en la dirección en la que querías viajar. Ahora, imagina que eres microscópicamente pequeño, sin piernas, músculos ni huesos. ¿Cómo te mueves para encontrar comida? Las bacterias son organismos diminutos, típicamente unicelulares que requieren alimentos y nutrientes como cualquier otro organismo vivo. Algunas bacterias no pueden moverse y se las conoce como inmóviles . Estas bacterias deben depender de factores ambientales, como el flujo de agua, para proporcionar los alimentos y los nutrientes que necesitan. Otras bacterias tienen estructuras especializadas que permiten el movimiento dentro del medio ambiente. Estas bacterias se denominan móviles o capaces de moverse.

Flagelos

Los flagelos (singular: flagelo ) son apéndices largos, delgados, en forma de látigo unidos a una célula bacteriana que permiten el movimiento bacteriano. Las células bacterianas tienen típicamente entre 0,1 micrómetros y 50 micrómetros de diámetro, pero promedian alrededor de 2 micrómetros. Los flagelos pueden ser varias veces más largos que la célula, con un promedio de 10 micrómetros de longitud. Algunas bacterias tienen un solo flagelo que sobresale de un extremo de la célula, mientras que otras tienen muchos flagelos que rodean toda la célula.

Estructura y síntesis

¿Qué es exactamente un flagelo? La porción larga y filamentosa del flagelo, conocida como filamento , está compuesta de una proteína llamada flagelina . Estas proteínas forman largas cadenas que le dan al flagelo una forma helicoidal. Cerca de la membrana de la célula bacteriana, el flagelo se ensancha y forma el gancho , que une el filamento largo a la célula en el motor. El motor es una serie de anillos de proteínas que atraviesan la membrana celular, anclando el flagelo a la célula y proporcionando movimiento al flagelo. Cuando una bacteria construye su flagelo, el motor se sintetiza primero en la membrana. Una vez que el motor está completo, el gancho se sintetiza y se empuja a través de los anillos del motor. Comenzando con la punta del filamento, se sintetiza la longitud del flagelo, una pieza a la vez, y se empuja lentamente a través de los anillos hasta que alcanza su tamaño completo.

Función

Notarás que nos referimos a la base del flagelo como motor. Este término describe con precisión cómo funciona el flagelo. Si imagina una batidora eléctrica, como la que usa para hornear, hay un cable que suministra electricidad para hacer girar un motor, que luego traduce ese giro a los batidores de mezcla adjuntos. ¡El flagelo es muy similar! El motor está conectado a la membrana celular, donde puede alimentarse capturando la energía de los gradientes químicos. Esto hace girar el motor del flagelo y el giro se traslada al resto de los flagelos. El flagelo puede girar hasta 1.500 veces por minuto, y el giro del filamento del flagelo da como resultado un movimiento similar a un látigo que impulsa la célula hacia adelante. A pesar de ser tan pequeña, una célula bacteriana alimentada por flagelos puede ser más rápida que un guepardo. En cifras reales, el guepardo puede correr unos 110 kilómetros por hora. Las bacterias solo pueden alcanzar una velocidad de 0,00017 kilómetros por hora. Basándonos en la velocidad pura, la carrera ni siquiera está cerrada, pero ajustemos la enorme diferencia de tamaño. A 110 kilómetros por hora, el guepardo puede moverse alrededor de 25 cuerpos cada 1 segundo. ¡La bacteria, a 0,00017 kilómetros por hora, es capaz de mover 60 longitudes de células por segundo! Eso es bastante impresionante para una sola célula sin músculos ni huesos.

Encontrar comida

Los receptores en la superficie de la bacteria son capaces de detectar nutrientes en el medio ambiente. Cuando la célula está cerca de la fuente de nutrientes, la concentración de nutrientes es alta. Alejarse de la fuente reduce la concentración de nutrientes, produciendo así un gradiente. La bacteria es capaz de detectar este gradiente, orientar su cuerpo hacia la fuente y hacer girar sus flagelos para nadar hacia los nutrientes. El movimiento en respuesta a un gradiente químico se llama quimiotaxis , donde ‘ quimio- ‘ significa ‘químico’ y ‘ -taxis ‘ que significa ‘movimiento’. Si la bacteria nadadora encuentra una disminución en la concentración de nutrientes, se detendrá al desacelerar el flagelo, girará en su lugar para reorientarse y continuará nadando en una dirección diferente. Al intentar múltiples vías, la bacteria puede determinar la dirección del gradiente y orientarse para moverse hacia la fuente de nutrientes. Es importante tener en cuenta que puede ocurrir lo contrario. Si la bacteria detecta una sustancia química potencialmente tóxica, girará y nadará alejándose de la fuente de la toxina, descendiendo por el gradiente de concentración.

Ejemplos de

Escherichia coli ( E. coli ) es un ejemplo clásico de bacterias flageladas. E. coli es una causa común de infecciones del tracto urinario. Los flagelos permiten que las bacterias naden por la uretra hasta la vejiga. Una vez en la vejiga, la E. coli puede colonizar y causar una infección. Bacillus cereus es otro tipo de bacteria flagelada. Esta bacteria es una causa común de intoxicación alimentaria en los restaurantes tipo buffet. La presencia de los flagelos permite que las bacterias formen biopelículas y se extiendan sobre las superficies de vidrio de los platos para servir.

Resumen de la lección

Los flagelos son apéndices largos, delgados, en forma de látigo, unidos a una célula bacteriana que permiten el movimiento bacteriano. Algunas bacterias tienen un solo flagelo, mientras que otras tienen muchos flagelos que rodean toda la célula. Cada flagelo consta de un filamento , compuesto por una proteína llamada flagelina, y un gancho , que une el filamento a la célula en el motor. El motor es una serie de anillos de proteínas que atraviesan la membrana celular, anclando el flagelo a la célula y proporcionando movimiento al flagelo. El motor de un flagelo se alimenta capturando la energía de los gradientes químicos. Este tipo de movimiento se llama quimiotaxis y es la forma en que una bacteria usa su flagelo para encontrar alimento. Los ejemplos comunes de bacterias flageladas incluyen E. coli y bacillus cereus .

Los resultados del aprendizaje

Cuando completen la lección, los estudiantes deben sentirse preparados para:

• Definir flagelo y motilidad bacteriana.
• Identificar las partes de los flagelos.
• Describe la función de los flagelos.
• Explicar la quimiotaxis
• Enumere dos ejemplos de bacterias flageladas.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador