Pared celular bacteriana
La pared celular es un componente indispensable para muchos seres vivos. Este tipo de estructuras extracelulares se encuentran presentes en plantas, hongos y bacterias. Aunque existen paredes en grupos tan diversos, su origen es evolutivamente diferente y por lo tanto son estructuras celulares muy diferentes. Para comparar con la pared celular bacteriana, puedes leer sobre la pared celular de vegetales función, estructura y composición y sobre la de los hongos aquí.
En bacterias encontramos dos tipos de paredes o envolturas celulares, que dividen a las bacterias en dos grupos dependiendo, de si la tinción de GRAM es positiva o negativa, sí entra o no dentro de las células. Puedes leer más sobre la tinción de GRAM aquí.
La envoltura celular bacteriana tiene como función principal evitar que la bacteria, pierda iones y otras moléculas a favor de gradiente de concentración con el exterior, menos concentrado.
La pared bacteriana se sitúa a continuación de la membrana celular. El componente principal y diferenciador de la pared bacteriana es el peptidoglucano, un heteropolímero de N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico (ambos son monosacáridos).
Esquema de la pared bacteriana de un GRAM positiva, con una gran capa de peptidoglucano.
Las bacterias GRAM positivas tienen una envoltura de peptidoglicano muy gruesa, que retiene el tinte de GRAM. Otro compuesto importante de sus paredes celulares son los ácidos teicoicos, polímeros de glicerol unidos por enlace fosfodiéster. El ácido teicoico puede unirse a su vez con lípidos y con monosacáridos del peptidoglucano. Entre los lípidos de unidos al ácido teicoico y los lípidos de la membrana se establecen enlaces covalentes, que son fundamentales en el anclaje de la pared celular a la membrana.
Por el contrario las bacterias GRAM negativas presentan una pared más delgada, con menos peptidoglucano, y por lo tanto no retienen el tinte. Además, las GRAM negativas cuentan con una segunda membrana de fosfolípidos, parecida a la membrana interior, por encima de la capa de peptidoglucano. Esta segunda membrana es muy impermeable a la mayoría de compuestos, debido a su carga fuertemente negativa.
Además de este compuesto la pared bacteriana también puede incluir una capa externa de glicoproteínas, llamada capa S o superficial. Esta capa forma cristales monomoleculares que envuelven a las bacterias. La capa está formada por proteínas y puede ser hasta el 15% del contenido proteico de la bacteria. Las proteínas específicas de la pared celular pueden variar incluso entre especies cercanas. La estructura cristalina de la capa S depende del número de subunidades que intervengan. Puede ser oblicua si intervienen solo 2 subunidades proteicas, p1 p2, cuadrada si interviene p4, o, si intervienen p3 y p6 la estructura de la capa S está formada por cristales hexagonales.
En GRAM negativas la capa S se une a los lípidos de la membrana exterior con enlaces iónicos. Mientas que en las GRAM positivas se une al peptidoglucano por interacciones electrostáticas.
Pero no todas las bacterias tienen una pared celular que responde a estas dos categorías, la gran diversidad de las bacterias se percibe también en este punto. Por ejemplo las Micobacterias, no presentan la membrana fosfolipídica de las GRAM negativas, pero contiene un 55% de lípidos, además está formada por un complejo macromolecular de ácidos micólicos (exclusivos de este grupo y usados como carácter taxonómico), arabinogalactano y peptidoglucano.