Multiplicación bacteriana

Qué es la multiplicación bacteriana

"Multiplicación" procede del latín multiplicare, formado sobre multiplex, múltiple. "Bacteria" tiene raíz griega, bakterion, diminutivo de baktron, bastón: el naturalista alemán Christian Gottfried Ehrenberg empleó el término en 1838 para describir microorganismos de forma alargada, aunque hoy la palabra designa bacterias de cualquier morfología. Unidas, ambas voces describen el fenómeno con precisión: el incremento numérico de esos organismos.

En sentido estricto, multiplicación y crecimiento no son sinónimos exactos. La multiplicación describe el mecanismo reproductivo, célula a célula; el crecimiento bacteriano observa el resultado poblacional de ese mecanismo repetido miles de veces. La bacteria individual no crece indefinidamente de tamaño: se divide.

El mecanismo: las fases de la fisión binaria

Todo empieza con la duplicación del cromosoma bacteriano, una molécula de ADN circular. La replicación arranca en un punto fijo llamado origen (oriC) y avanza en dos direcciones simultáneas hasta encontrarse en el extremo opuesto, de modo que cada hebra original sirve de molde para una hebra nueva. Este mecanismo semiconservativo produce dos copias completas del cromosoma en un tiempo notablemente corto para el volumen de información que maneja.

Mientras el ADN se replica, la célula se alarga y las dos copias del cromosoma se van separando hacia los polos opuestos. En el punto medio se ensambla un anillo formado por la proteína FtsZ, precursora evolutiva de la tubulina, que actúa como andamio para reclutar el resto de la maquinaria de división (el llamado divisoma). Esta estructura dirige la síntesis de nueva membrana y nueva pared celular hacia el interior, formando un tabique que termina por separar la célula original en dos.

El resultado son dos células hijas de tamaño equivalente y, salvo mutación espontánea, genéticamente idénticas entre sí y a la célula de origen. No hay huso mitótico ni condensación cromosómica visible; la bacteria carece de núcleo, y el reparto del material genético depende de esa asociación física, transitoria, entre el ADN recién replicado y la membrana celular.

La curva de crecimiento de una población

Cuando se inocula un medio de cultivo fresco, la población bacteriana no empieza a dividirse de inmediato. Atraviesa primero una fase de latencia, en la que las células sintetizan las enzimas necesarias para metabolizar los nuevos nutrientes, sin apenas incremento numérico. A esta le sigue la fase exponencial, en la que la división ocurre a ritmo constante y la población se duplica en cada intervalo de tiempo, llamado tiempo de generación.

Ese tiempo de generación varía enormemente entre especies. Escherichia coli puede duplicarse cada veinte minutos en condiciones óptimas de laboratorio. Mycobacterium tuberculosis necesita entre quince y veinte horas para lo mismo, una diferencia de más de cincuenta veces que explica por qué unas infecciones bacterianas evolucionan en horas y otras en semanas.

Cuando los nutrientes empiezan a agotarse y los productos de desecho se acumulan, la población entra en fase estacionaria: el número de células que se dividen se iguala al de las que mueren, y el recuento total se estabiliza. Si las condiciones no mejoran, sobreviene la fase de muerte, con un descenso progresivo del número de células viables.

Lo que no es multiplicación bacteriana

Conviene distinguir la fisión binaria de otros procesos bacterianos con los que a veces se confunde. La conjugación transfiere material genético de una célula a otra mediante contacto directo, pero no aumenta el número de bacterias: sigue habiendo dos células al terminar el proceso, igual que al empezar.

Tampoco lo es la formación de endosporas, una estrategia de supervivencia que algunas especies grampositivas activan ante condiciones adversas. La espora resultante no es una célula hija adicional, sino una forma de resistencia de la misma célula, que germina y vuelve a dar una única bacteria vegetativa cuando el ambiente mejora. La población no crece durante ese proceso; sencillamente sobrevive.

Frente a la división celular de organismos eucariotas, con su huso mitótico y sus cromosomas condensados y visibles al microscopio óptico, la fisión binaria resulta comparativamente simple. Esa simplicidad, sin embargo, no le resta eficacia: es el mecanismo reproductivo más extendido del planeta.

Preguntas frecuentes

¿De dónde vienen los términos "multiplicación" y "bacteria"?

"Multiplicación" procede del latín multiplicare. "Bacteria" viene del griego bakterion, diminutivo de baktron (bastón), acuñado por Ehrenberg en 1838 para describir la forma alargada de los primeros microorganismos observados con este nombre.

¿Es la fisión binaria lo mismo que la mitosis?

No. Ambas producen dos células hijas idénticas a partir de una progenitora, pero la mitosis ocurre en células con núcleo, mediante un huso mitótico que separa cromosomas condensados. La fisión binaria carece de esa maquinaria porque la bacteria no tiene núcleo.

¿Cuánto tarda una bacteria en dividirse?

Depende de la especie y de las condiciones ambientales. Escherichia coli puede hacerlo cada veinte minutos en el laboratorio. Mycobacterium tuberculosis necesita entre quince y veinte horas. Otras bacterias de crecimiento lento, como algunas del suelo o del entorno marino, pueden tardar días en completar una sola división.

¿La conjugación bacteriana multiplica la población?

Tampoco. Intercambia material genético, a menudo genes de resistencia a antibióticos incluidos en plásmidos, entre dos células que ya existían. Al finalizar el proceso sigue habiendo dos bacterias, no tres ni cuatro.

Referencias

1. NCBI Bookshelf. Baron S (ed). Medical Microbiology, 4th ed. Structure
2. NCBI Bookshelf. Baron S (ed). Medical Microbiology, 4th ed. Genetics
3. Levin PA, Angert ER. Cell Size Control in Bacteria. Current Biology, 2012
4. LibreTexts Microbiology (Liu et al). Binary Fission and Generation Time