Esferoplasto

Qué es un esferoplasto

El nombre combina σφαῖρα (sphaîra, "esfera") con πλαστός (plastós, "moldeado", "formado"), y describe con bastante exactitud lo que ocurre: la célula queda moldeada en una esfera por las fuerzas osmóticas del medio, una vez retirada la estructura que le daba su forma original. En los bacilos gramnegativos, por ejemplo, la pérdida del peptidoglicano elimina la rigidez cilíndrica del bacilo y la célula se redondea.

La diferencia con el protoplasto es un matiz de grado. El protoplasto ha perdido la totalidad de su pared celular; el esferoplasto conserva restos, habitualmente la membrana externa de las bacterias gramnegativas. En la práctica, la distinción depende del organismo de partida: cuando se trata la pared de una bacteria gramnegativa con lisozima o con un antibiótico betalactámico (como la penicilina), se obtiene un esferoplasto porque la membrana externa, que no contiene peptidoglicano, permanece intacta. Si se parte de una bacteria grampositiva o de una célula vegetal y se elimina toda la pared, el resultado es un protoplasto.

Obtención de esferoplastos en el laboratorio

Hay dos procedimientos habituales. El primero emplea enzimas líticas, sobre todo lisozima, que hidroliza los enlaces glucosídicos del peptidoglicano. En las bacterias gramnegativas, la membrana externa impide el acceso de la lisozima al peptidoglicano, de modo que antes hay que permeabilizarla con un quelante como el EDTA o mediante un choque térmico breve.

El segundo procedimiento recurre a antibióticos que bloquean la síntesis de nuevo peptidoglicano mientras la célula crece y se divide. La penicilina y otros betalactámicos son los más utilizados con este fin. A medida que la bacteria intenta dividirse sin poder sintetizar pared nueva, la estructura existente se debilita hasta que la célula colapsa en una esfera. En ambos casos, el proceso se lleva a cabo en un medio isotónico u osmóticamente estabilizado (con sacarosa, por ejemplo), porque sin esa protección el gradiente de presión osmótica entre el interior y el exterior de la célula provocaría la lisis inmediata.

Utilidad en investigación

Los esferoplastos gigantes de Escherichia coli se han convertido en una herramienta habitual para el estudio de canales iónicos bacterianos mediante la técnica de patch clamp, originalmente diseñada para células nerviosas. Desde 1987, cuando se aplicó por primera vez este método a canales mecanosensitivos bacterianos (MscL, MscS y MscM), el modelo se ha ido extendiendo al análisis de canales heterólogos expresados en E. coli, de forma comparable a como se usa el oocito de Xenopus en electrofisiología eucariota.

También se emplean esferoplastos de levadura (Saccharomyces cerevisiae, tratada con zimoliasa) para introducir ADN exógeno mediante electroporación o fusión celular, una técnica que ha facilitado estudios de genética funcional en organismos modelo.

Diferenciación con el protoplasto y las formas L

El protoplasto carece por completo de pared celular; el esferoplasto retiene la membrana externa (en gramnegativos) o restos de pared. Las formas L constituyen un caso aparte: variantes bacterianas estables capaces de replicarse sin pared celular en condiciones de laboratorio, ya sea tras exposición prolongada a antibióticos o de forma espontánea. El esferoplasto es una preparación transitoria y frágil; las formas L, en cambio, persisten durante generaciones sucesivas.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra esferoplasto?

Del griego σφαῖρα (sphaîra, "esfera") y πλαστός (plastós, "moldeado"). El nombre alude a la forma esférica que adopta la célula al perder la rigidez de su pared.

¿Es lo mismo un esferoplasto que un protoplasto?

No. El protoplasto ha perdido la totalidad de la pared celular; el esferoplasto conserva parte de ella, típicamente la membrana externa de las bacterias gramnegativas. En la práctica, la distinción depende del tipo de microorganismo y del método empleado para eliminar la pared.

¿Los esferoplastos sobreviven fuera del laboratorio?

Difícilmente. Son extremadamente frágiles y se destruyen en cuanto se transfieren a un medio hipotónico, porque sin el armazón del peptidoglicano no pueden resistir la entrada de agua por ósmosis. Su existencia depende de condiciones osmóticas controladas.

Referencias

1. Universidad de Granada, Departamento de Microbiología. Síntesis del peptidoglucano y formas bacterianas sin pared.
2. Wikipedia en español. Esferoplasto.
3. CienciayDatos.org. Diferencia entre protoplasto y esferoplasto.
4. WikiBrief en español. Esferoplasto (Spheroplast).