Guía de receptores Navegación bacteriana

3D image of blue and purple bacteria against dark blue background

Estrategia biológica

Escherichia coli

Equipo de AskNature

Detectar sustancias químicas (olor, sabor, etc.) del medio ambiente

Los productos químicos son importantes para la señalización y la comunicación entre los sistemas vivos, ya sea intencionalmente (como cuando dos sistemas vivos intentan encontrarse) o no intencionalmente (como cuando una planta emite una señal química que un herbívoro puede usar para encontrar un sabroso bocado). También son importantes para otros usos, como navegar o encontrar fuentes de minerales. Pero las señales químicas suelen ser relativamente débiles y se dispersan cuando se mueven a través del agua o los gases. Por lo tanto, detectarlos requiere habilidades especializadas, incluida una forma de determinar de dónde provienen. Un ejemplo bien conocido de detección de sustancias químicas se puede ver en las hormigas que siguen un rastro de feromonas establecido por otros en su colonia para localizar una fuente de alimento abundante y de calidad.

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Las bacterias

Dominio Bacterias ("pequeño bastón"): L. acidophilus, Staphylococcus

Desde el interior de nuestros propios cuerpos hasta las partes más profundas del océano, las bacterias se han adaptado a casi todos los entornos posibles. Todas las bacterias son unicelulares, microscópicas y carecen de un núcleo delimitado por una membrana y de orgánulos, y se presentan en tres formas básicas: esféricas (cocos), bastones (bacilos) y espirales (espirillas). Algunas cepas pueden ser mortales, como Staphylococcus aureus (MRSA), mientras que otras, como Lactobacillus acidophilus, que se encuentran en nuestro microbioma intestinal, nos mantienen saludables. Las cianobacterias, también conocidas como algas verdeazuladas, causaron el Gran Evento de Oxidación hace 2.4 millones de años, produciendo la primera atmósfera oxigenada de la Tierra.

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Las membranas externas de las células de Escherichia coli dirigen la célula hacia el alimento utilizando grupos de proteínas receptoras del "sabor" que envían señales a las proteínas motoras de los flagelos.

Nuestros sentidos actúan en asociación con nuestros cerebros complejos para permitirnos identificar las fuentes de alimentos e ir tras ellas. Pero, ¿cómo se hacen simples, unicelulares Escherichia coli (E. coli) las bacterias identifican la presencia y la posición de las fuentes de alimento? Lo hacen con química. Los grupos de proteínas en la membrana externa de la bacteria pueden detectar concentraciones muy pequeñas de nutrientes en el entorno acuoso de la célula. Una vez que se detectan los compuestos de nutrientes, las moléculas receptoras liberan otras proteínas en el interior de la célula bacteriana que experimentan reacciones simples y eventualmente encuentran su camino hacia el motor molecular que impulsa la cola giratoria o flagelo de la célula. Mientras que la rotación normal de la cola mueve a la bacteria a lo largo de un camino recto, el efecto de estas señales químicas cambia la rotación del flagelo y hace que la bacteria gire en la dirección de la fuente de nutrientes. La bacteria sigue el gradiente de concentración: la concentración de moléculas de nutrientes que aumenta con la proximidad a su fuente.

Las proteínas receptoras unidas a la membrana detectan la presencia de nutrientes (A), desencadenando la liberación de una molécula señalizadora (B), que reacciona con las proteínas asociadas al flagelo de la bacteria (C), provocando un cambio en su dirección de rotación (D), que impulsa al organismo hacia concentraciones crecientes de nutrientes. Artista: Emily Harrington Todos los derechos reservados.

Imagen: Mundo microbio /

Más información sobre cómo E. coli Las bacterias traducen las señales sensoriales en movimiento en el iBiología video conferencia titulada, “Maravillas del comportamiento bacteriano: maquinaria molecular."