1. Evitar el estrés:
Evitar el estrés implica prevenir o minimizar el impacto de condiciones estresantes antes de que causen un daño significativo a las células bacterianas. Algunas estrategias comunes para evitar el estrés incluyen:
- Formación de esporas: Ciertas bacterias, como Bacillus y Clostridium, forman endosporas protectoras cuando se enfrentan a condiciones adversas. Estas esporas son muy resistentes a temperaturas extremas, desecación, radiación y productos químicos.
- Formación de biopelículas: Muchas bacterias pueden formar biopelículas, que son comunidades de células adheridas a superficies y encerradas en una matriz de sustancias extracelulares de producción propia. Las biopelículas proporcionan una barrera protectora contra el estrés ambiental, incluida la desecación, la radiación ultravioleta y los compuestos antimicrobianos.
- Bombas de eflujo: Las bacterias utilizan bombas de expulsión para transportar activamente sustancias tóxicas, como antibióticos y metales pesados, fuera de sus células. Estas bombas ayudan a mantener la homeostasis intracelular y previenen la acumulación de compuestos nocivos.
- Producción de antioxidantes: Las especies reactivas de oxígeno (ROS) y otros radicales libres generados en condiciones de estrés pueden causar daño oxidativo a los componentes celulares. Para combatir esto, las bacterias producen enzimas antioxidantes, como la superóxido dismutasa, la catalasa y las peroxidasas, que eliminan y neutralizan estas moléculas dañinas.
- Mecanismos de reparación del ADN: El daño al ADN causado por factores estresantes ambientales, como la radiación ultravioleta y los mutágenos químicos, puede ser perjudicial para la supervivencia bacteriana. Las bacterias poseen sofisticados mecanismos de reparación del ADN, como la reparación por escisión de bases, la reparación de errores de coincidencia y la recombinación homóloga, para reparar el ADN dañado y mantener la integridad genómica.
2. Respuesta al estrés:
Cuando las bacterias se encuentran con condiciones de estrés inevitables, activan varias vías de respuesta al estrés para mitigar el daño y restaurar la homeostasis celular. Estas respuestas a menudo están reguladas por genes y vías de señalización específicos que responden al estrés.
- Respuesta al choque térmico: Las proteínas de choque térmico (HSP) se sintetizan en respuesta a temperaturas elevadas y otras condiciones de estrés. Las HSP actúan como chaperonas moleculares, ayudando a estabilizar las proteínas desplegadas, previenen la agregación de proteínas y facilitan la reparación de las proteínas.
- Respuesta al choque frío: Las proteínas de choque frío (CSP) se producen cuando las bacterias se exponen a bajas temperaturas. Los CSP ayudan a mantener la fluidez de la membrana, estabilizan las estructuras del ARN y regulan la expresión genética para adaptarse a las condiciones de frío.
- Respuesta de tolerancia al ácido: Los ambientes ácidos pueden ser estresantes para las bacterias. Para hacer frente al pH bajo, las bacterias pueden activar la respuesta de tolerancia al ácido (ATR), que implica la producción de proteínas específicas que mejoran el flujo de protones, mantienen el pH citoplasmático y reparan el daño inducido por el ácido.
- Respuesta SOS: La respuesta SOS se desencadena cuando el daño del ADN alcanza niveles críticos. Implica la activación de varios genes, incluidos los genes lexA y recA, que coordinan los procesos de reparación del ADN, los puntos de control del ciclo celular y la mutagénesis para mejorar la supervivencia y promover la diversidad genética.
- Sistemas de Transducción de Señales de Dos Componentes: Las bacterias utilizan sistemas de transducción de señales de dos componentes para detectar y responder a una amplia gama de señales ambientales, incluidos los factores estresantes. Estos sistemas constan de una proteína sensora unida a una membrana que detecta la señal de estrés y transmite la información a un regulador de respuesta citoplasmático, lo que genera las respuestas celulares apropiadas.
En resumen, las bacterias emplean mecanismos tanto de evitación del estrés como de respuesta al estrés para hacer frente a los desafíos ambientales y mantener la homeostasis celular. Estos mecanismos permiten que las bacterias persistan en diversos hábitats y se adapten a condiciones cambiantes, lo que contribuye a su éxito evolutivo y su resiliencia.
