Definición: ¿Qué son los micoplasmas?
Los micoplasmas son pequeñas bacterias con forma esférica/de pera que pueden existir como saprofitas o parásitos.
Además de ser algunas de las bacterias más pequeñas de la tierra, las especies de micoplasma también carecen de una pared celular alrededor de la membrana celular, lo que las diferencia de otras bacterias (la mayoría de las cuales tienen una pared celular).
Dado que existen como organismos de vida libre o parásitos de animales y plantas, están muy extendidos en la naturaleza y pueden encontrarse en entornos acuáticos y terrestres.
Actualmente, se han identificado y descrito más de 120 especies del género Mycoplasma, siendo Mycoplasma pneumoniae, responsable de las infecciones respiratorias superiores e inferiores, la especie más común del grupo.
* Los micoplasmas se denominaban anteriormente organismos similares a la pleuroneumonía (PPLO).
Ejemplos de otros Micoplasmas incluyen:
- Mycoplasma hominis
- Mycoplasma genitalium
- Mycoplasma mycoides
- Mycoplasma salivarium
- Mycoplasma capricolum
- Mycoplasma arginini
- Mycoplasma canis
Clasificación de los micoplasmas
Dominio: Bacterias – Como miembros del reino Bacterias, los micoplasmas son organismos unicelulares procariotas. Sin embargo, se diferencian de otras bacterias en que carecen de pared celular.
Phylum: Firmicutes – Los micoplasmas se clasifican en el Phylum Firmicutes que consiste en bacterias Gram-positivas. Sin embargo, algunos miembros de esta división aparecen como bacterias Gram negativas después de la tinción debido a las características de su membrana externa.
Ver página sobre bacterias Gram positivas y Gram negativas
Clase: Mollicutes – El nombre Mollicutes se deriva de la palabra latina «Mollis» que significa suave. Los miembros de este grupo, como los Micoplasmas carecen de pared celular y tienden a ser de tamaño muy pequeño.
Orden: Mycoplasmatales – El orden Mycoplasmatales está formado por especies de Mycoplasma y Ureaplasma que contienen un genoma pequeño.
Familia: Mycoplasmataceae – La familia Mycoplasmataceae está formada por los géneros Mycoplasma y Ureaplasma. En esta familia, la mayoría de las especies son de transmisión sexual. Su forma varía de filamentosa a esférica dependiendo de la especie – Sin embargo, se ha demostrado que algunas de las especies cambian de forma bajo ciertas condiciones.
Género: Mycoplasma – Las características del género Mycoplasma se discuten a continuación.
Ecología y distribución
Se han notificado infecciones por Mycoplasma en diferentes regiones de todo el mundo, lo que evidencia que estas bacterias están ampliamente distribuidas por todo el planeta.
Como parásitos, infectan a una variedad de huéspedes que incluyen reptiles, mamíferos, peces y artrópodos. Como tales, pueden encontrarse tanto en entornos terrestres como acuáticos en los que infectan a estos hospedadores.
Aparte de los animales, algunas especies son parásitos de diferentes especies de plantas. Sin embargo, se informa de que la lista de hospedadores que albergan estos organismos aumenta a medida que aumenta el número de especies identificadas.
Las especies y cepas saprofitas, por otra parte, se han aislado de diversos hábitats, como las aguas residuales, el estiércol, el suelo y el humus, entre otros. Sin embargo, para seguir replicándose, estas especies viven en entornos intracelulares y extracelulares donde dependen de los fragmentos de células muertas o vivas.
* Entre los seres humanos infectados, las bacterias pueden residir en la mucosa del tracto respiratorio superior, la cavidad oral o el tracto urogenital.
Morfología y estructura celular de los micoplasmas
En su mayor parte, los micoplasmas tienen forma esférica y su tamaño varía entre 0,3 y 0,8um de diámetro. Esto no sólo los convierte en las bacterias más pequeñas, sino en las células más pequeñas en general. Aunque la mayoría de las especies presentan una forma esférica, algunas pueden tener forma de pera o de frasco con filamentos ramificados de longitudes variables.
A diferencia de muchas otras bacterias que tienen una pared celular, los micoplasmas no la tienen. Por esta razón, la forma general del organismo se mantiene gracias al citoesqueleto de su estructura.
Utilizando un tratamiento con detergente, los investigadores han podido visualizar la red de hilos y varillas de filamentos que componen este citoesqueleto. Basándose en estudios microscópicos, se ha demostrado que las células de Mycoplasma constan de tres orgánulos principales.
Estos incluyen:
- Membrana celular
- Ribosoma
- Una molécula de ADN circular y densamente empaquetada (de doble cadena)
* El genoma de los micoplasmas tiene un tamaño aproximado de 800kb (formado por unos 816.394 pares de bases) con un contenido de G+C que alcanza una media del 40.0mol por ciento.
Membrana celular
A través de los primeros estudios de microscopía electrónica, se descubrió que los micoplasmas carecían tanto de pared celular como de membranas intracitoplasmáticas. Sin embargo, estos estudios también mostraron que la célula está rodeada por la membrana plasmática. Esta membrana se ha aislado mediante lisis osmótica, lo que ha permitido a los investigadores estudiar las características asociadas (propiedades químicas, antigénicas y enzimáticas).
Para la mayoría de las especies, la membrana celular está compuesta por entre un 60 y un 70 por ciento de proteínas y un 20 o 30 por ciento de lípidos. En los huéspedes infectados, se ha demostrado que los micoplasmas adquieren grandes cantidades de esteroles del huésped y los incorporan a su membrana plasmática. Los esteroles se utilizan entonces para una serie de funciones que incluyen la regulación de la fluidez de la membrana con los cambios de temperatura, etc.
Citoesqueleto
Con la ausencia de la pared celular en los micoplasmas, se ha sugerido que el citoesqueleto/estructuras similares al citoesqueleto modulan la forma de la célula.
En Mycoplasma pneumoniae, el citoesqueleto, también denominado cáscara de Tritón, consta de una varilla gruesa así como de una red de filamentos que produce una estructura en forma de cesta. En este caso, la varilla relativamente gruesa, formada por haces de filamentos estriados, proporciona soporte al orgánulo de fijación y la estructura en forma de cesta proporciona soporte estructural a la célula en su conjunto.
El citoesqueleto también está formado por una serie de proteínas que incluyen:
– Adhesina P1 – Permite al organismo unirse a la célula del huésped y a otras superficies
– Proteínas que proporcionan soporte a la adhesina P1
– HMW1 y HMW2 -. Implicadas en la formación de orgánulos de adhesión
– Proteínas que se localizan en el extremo proximal de la EDC
– HMW3, P65, y P30 – También se localizan en los orgánulos de fijación
Motilidad
La movilidad en los micoplasmas es posible gracias a unas proteínas diminutas (de menos de 50nm de longitud) parecidas a patas que se localizan en la membrana celular. En particular, estas proteínas se originan en una proyección anterior similar a la nariz. Gracias a estas proteínas, de las que se sospecha que es la proteína Gli349, el organismo también es capaz de adherirse, desprenderse y volver a adherirse a diversas superficies en las que se ha demostrado que se mueven a velocidades de entre 2 y 4,5 micrómetros por segundo.
La energía necesaria para el movimiento se obtiene de la hidrólisis del ATP. Aquí, sin embargo, cabe destacar que al deslizarse, los micoplasmas sólo son capaces de moverse hacia delante y nunca en sentido inverso.
Aparte de las proteínas parecidas a las patas, la protuberancia parecida a la nariz también consta de varias estructuras citoesqueléticas. Estas estructuras conforman el entramado hexagonal que se encuentra en la punta de la protuberancia, donde forma un casquete hemisférico que mide unos 235 nm de ancho y 155 nm de largo.
Este casquete hemisférico está unido a su vez a una serie de proteínas flexibles que se encuentran en el citoplasma. Estas proteínas, que son flexibles con una apariencia similar a la de los tentáculos, están unidas a partículas (de 20nm de tamaño) que se ha sugerido que unen las proteínas similares a las patas a los tentáculos.
Nutrición
La mayoría de los micoplasmas existen como parásitos o como comensales. Como tales, necesitan un huésped para sobrevivir. Sin embargo, a diferencia de otras bacterias, los micoplasmas son capaces de fermentar los materiales disponibles para producir ATP. Esto, entonces, los hace independientes dado que son capaces de generar su propia fuente de energía.
Aunque dependen de sus huéspedes para varias funciones metabólicas (porque han perdido el uso de la cadena de transporte de electrones), la respiración se logra a través de la fermentación (anaeróbicamente) sin el uso del ETC.
Actualmente, se conocen siete especies de Mycoplasma como patógenos humanos.
Estos incluyen:
- M. penetrans
- M. pneumoniae
- M. urealytium
- M. hominis
- M. genitalium
- M. pirum
- M. fermentación
Como parásitos, especies como M. pneumoniae tienen que adherirse primero a la célula del huésped. Este proceso implica el uso de proteínas auxiliares de adhesión, así como una red de sistemas de adhesión. Tras el contacto con la célula diana (esto incluye una variedad de células como los glóbulos rojos, las células HeLa, los fibroblastos e incluso los macrófagos) se ha demostrado que las proteínas precursoras o P1 se desplazan rápidamente a la región apical, donde participan en la producción de las proteínas P1 que intervienen en la adhesión.
Aparte de estas proteínas, los micoplasmas también utilizan una serie de otras proteínas que incluyen la proteína relacionada con el factor de adhesión P30 y los polipéptidos HMW 1-5, entre otros.
Después de la adhesión, los microtúbulos del parásito se extienden y penetran en la célula del huésped. Esto permite al organismo obtener diversos materiales, como colesterol, glucosa y aminoácidos, entre otros. En el proceso, esto provoca daños en las células.
En algunos casos, el micoplasma invade la célula donde puede residir en el citoplasma o en el núcleo, lo que también provoca daños celulares. Como parásitos intracelulares o extracelulares, también se ha demostrado que M. pneumoniae causa daños al liberar toxinas como exotoxinas y otras sustancias similares a las exotoxinas.
Adaptaciones
Para Mycoplasma, carecer de pared celular tiene una serie de ventajas que contribuyen a su supervivencia. Por ejemplo, debido a que sólo tienen una membrana plasmática, esto permite a especies parasitarias como M. bovis alterar su forma y así optimizar la eficiencia dentro del huésped.
In vivo, pueden cambiar de forma de esférica a una apariencia filamentosa y de huevo frito. Esto también les permite adaptarse a diferentes entornos. Aunque los micoplasmas son generalmente organismos extracelulares, pueden invadir la célula y residir en el citoplasma o el núcleo.
Además, la ausencia de células permite a los micoplasmas evadir la acción de muchos antibióticos. En su mayor parte, muchos de los antibióticos utilizados contra las células bacterianas las destruyen dirigiéndose a la pared celular. Dado que los micoplasmas no tienen pared celular, estos antibióticos son ineficaces contra ellos.
Por esta razón, parásitos de micoplasma como M. genitalium han mostrado resistencia a antibióticos como los macrólidos. Con el descubrimiento de otras especies de Mycoplasma, es importante trabajar para conseguir antibióticos que se dirijan específicamente a estos parásitos. Véase también: ¿Cómo matan los antibióticos a las bacterias?
Además de la capacidad de estos organismos para cambiar su forma, los patógenos como M. bovis también son capaces de cambiar las proteínas situadas en su superficie. Esto hace que el sistema inmunitario del huésped tenga dificultades para atacar eficazmente a estos parásitos y destruirlos.
Reproducción
La reproducción en los micoplasmas se produce mediante la fisión binaria y la gemación. La fisión binaria se inicia con la replicación del ADN que comienza en el sitio cercano al gen dnaA. Tras la replicación, los cromosomas migran a polos opuestos de la célula antes de que ésta se divida, asegurando así que cada una de las células hijas contenga el material de ADN.
Después de la división celular, cada una de las células hijas contiene el material genético del progenitor, así como el citoplasma y el ribosoma. En los casos en los que se inhibe la replicación, se ha demostrado que las células comienzan a ramificarse.
En algunos casos, las bacterias producen cuerpos elementales que se forman como brotes en la superficie de las células madre. Estos cuerpos elementales, que tienen un diámetro inferior a 180 nm (algunos pueden ser tan grandes como 400 nm de diámetro) se asemejan a partículas de virus que son infecciosas y permiten que el ciclo de vida del patógeno continúe.
Microscopía
Los micoplasmas, que tienen un diámetro de entre 0,3 y 0,8um, son demasiado pequeños para ser detectados por un microscopio de luz. Por esta razón, a menudo se utilizan técnicas de cultivo de micoplasmas para cultivar colonias que luego pueden observarse con un microscopio invertido.
Técnica de cultivo
Para cultivar Mycoplasma, se inoculan de 0,1 a 0,2 ml de la suspensión celular (suspensión celular sin antibióticos) en la superficie de una placa de agar Mycoplasma. A continuación, la placa se incuba durante 28 días a 37 grados C en un entorno enriquecido con un 5 por ciento de dióxido de carbono.
Observación
Cuando se observa la placa bajo un microscopio invertido a bajo aumento (x4 y x10), se pueden ver las colonias de Mycoplasma que presentan una morfología de huevo frito – Parecen un huevo frito con una mancha más oscura en el centro.
Las infecciones y complicaciones asociadas a la patogenicidad de las especies de Mycoplasma incluyen:
Infecciones de transmisión sexual – Mycoplasma genitalium no forma parte de la flora virginal normal. En caso de infección, provoca infecciones del tracto urinario y genital y puede transmitirse sexualmente. En consecuencia, afecta tanto a hombres como a mujeres.
Infertilidad – En los hombres, la patogenicidad de Mycoplasma hominis se ha asociado con la inflamación genital y la esterilidad masculina.
Mortalidad infantil – Dado que los micoplasmas pueden infectar el sistema reproductivo (como patógenos perinatales), la infección puede transmitirse al bebé, lo que puede afectar a su salud.
Algunas de las otras complicaciones incluyen:
- Encefalitis
- Neuritis óptica
- Palias del nervio craneal
- Meningitis aséptica
Volver de Micoplasmas a la página de inicio de MicroscopeMaster
Jun He et al. (2016). Perspectivas de la patogénesis de Mycoplasma pneumoniae.
Lesley Young, Julia Sung, Glyn Stacey & John R Masters. (2010). Detección de Mycoplasma en cultivos celulares.
Shmuel Razin. (1996). Mycoplasmas. Microbiología médica. 4ª edición.
Shmuel Razin y Leonard Hayflick. (2010). Highlights of mycoplasma research-An historical perspective.