Endospora

Las endósporas son células especializadas, no reproductivas, producidas por unas pocas bacterias de la división Firmicute. Su función primaria es asegurar la supervivencia en tiempos de tensión ambiental. Son extraordinariamente resistentes a la radiación (ultravioleta, X y gamma), a la desecación, a la lisozima, al calor, a los desinfectantes químicos y a trituración mecánica. Las endosporas se encuentran comúnmente en el suelo y el agua donde sobreviven durante largos periodos de tiempo.

Estructura

En contraste con las esporas que muchos eucariontes producen para propósitos reproductivos, las bacterias solo producen endosporas en ambientes desfavorables. La espora posee una cubierta fina conocida como exosporio, que cubre la capa de espora. La capa de la espora es impermeable a muchas moléculas tóxicas y puede también contener las enzimas implicadas en la germinación. La corteza se encuentra debajo de la capa de la espora y consiste en peptidoglicano. La pared de la base se encuentra debajo de la corteza y rodea al protoplasto o base de la endospora. La base tiene estructuras normales de la célula como ADN y ribosomas, pero tiene un metabolismo inactivo.

Hasta el 15% de la endospora consiste en calcio en la base, que se piensa se utiliza para estabilizar el ADN. El ácido dipicolínico podría ser responsable de la resistencia acuática de la espora y el calcio puede ayudar a la resistencia a la sal y a los agentes oxidantes. Sin embargo los agentes mutágenos se encuentran aislados, sugiriendo que existen otros mecanismos que contribuyen a la resistencia térmica.

Resumiendo: la estructura básica de una endoespora consta de:

-Núcleo: parte central que contiene dipicolinato de Ca para resistencia.

-Membrana de la endoespora.

-Corteza/Córtex: formada por peptidoglicano.

-Capa Cortical/Cutícula: la cual contiene proteínas con enlace disulfuro, que permite resistir a elevadas temperaturas.

-Exosporio/Exosporium: estructura más externa, formada por glicoproteínas.

Localización

La posición de la endospora diferencia entre especies bacterianas y es útil en la identificación. Los tipos principales dentro de la célula son: terminales, subterminales y endosporas centralmente puestos. Las endosporas terminales se encuentran en los polos de la célula, las endosporas centralmente puestos están normalmente en el centro. Las endosporas subterminales se encuentran en los extremos, lo suficientemente lejos de los polos pero no lo bastante cercanos al centro para ser considerados central.

Los ejemplos de las bacterias con endosporas terminales incluyen Clostridium tetani, el patógeno que causa el tétanos. Ejemplos de bacterias con endosporas centrales incluyen Bacillus cereus, mientras que Bacillus subtilis presenta endosporas subterminales.

Las endosporas son difíciles de observar al microscopio debido a la impermabilidad 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 descolorida. Debido a esto surgió la técnica conocida como Tinción de Möller, que permite que se muestre la endospora en color rojo, mientras que el resto de la célula permanece en color azul. Otra técnica de tinción para el estudio de la endospora, es la Tinción de Schaeffer-Fulton con la que vemos la endospora verde y el soma bacteriano de color rojo.

Formación y destrucción

Cuando una bacteria percibe condiciones ambientales desfavorables, comienza el proceso de esporulación, el cual llega a durar cerca de 10 horas. Se repliega el ADN y una pared de la membrana conocida como tabique se comienza a formar. La membrana de plasma de la célula rodea esta pared formando una doble membrana alrededor del ADN y la estructura se convierte ahora en lo que se conoce como forespora. El calcio se incorpora a la forespora. La corteza se forma después entre las dos capas y la bacteria agrega una capa más a la forespora. La esporulación es completa ahora, y la endospora es lanzada cuando se degrada la célula vegetativa.

La endospora es resistente a la mayoría de agentes que matarían normalmente a las células vegetativas. Los productos de limpieza de la casa generalmente no producen ningún efecto, ni la mayoría de alcoholes, compuestos de amonio o de los detergentes, sin embargo el óxido de etileno es eficaz contra las endosporas.

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 grandes de tiempo así como la exposición prolongada a la radiación, (radiografías o rayos gamma por ejemplo), matarán a la mayoría de endosporas.

Reactivación

La reactivación de la endospora ocurre cuando las condiciones son más favorables e implica la activación y germinación. Aunque una endospora este en condiciones favorables, no germinara hasta que ocurra la activación. La activación se acciona con calor. La germinación implica una reactivación del metabolismo que rompe la hibernación.

Importancia

Como un modelo simplificado para la diferenciación célular, los detalles de la endospora se han estudiado extensivamente, especialmente el bacilo subtilis. Estos estudios han contribuido al estudio de los genes, transcripción y unidades del factor sigma de la polimerasa del ARN.

De forma siniestra, las endósporas de Bacillus anthracis fueron utilizadas en los ataques 2001 del ántrax. El polvo encontrado en las cartas estaba contaminado con endosporas del ántrax. La ingestión, inhalación o contaminación de la piel con estas endosporas, etiquetados incorrectamente como "esporas", produjeron gran cantidad de muertes.

Bacterias productoras de esporas

Los ejemplos de bacterias que poseen este mecanismo incluyen los géneros:

Enlaces externos

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