Bacterias (2)
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BACTERIASBACTERIASMORFOLOGÍA Y MORFOLOGÍA Y ESTRUCTURAESTRUCTURA
Juan J . Guillermo AlbitresJuan J . Guillermo Albitres
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MORFOLOGÍA
Formas típicas Cocos Bacilos Espirilos Vibrios Otras formas
Filamentos Anillos casi cerrados Con prolongaciones (prostecas)
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MORFOLOGÍA
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MORFOLOGÍA
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TAMAÑO DE LAS BACTERIAS Por lo general, más pequeño que el de las
células eucarióticas. Pero existen bacterias
Gigantes (>0,5 mm) Enanas (<0,1 um) .Un tamaño “típico”: 0,5 x 3 micrómetros
B. anthracis
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TAMAÑO DE LAS BACTERIAS
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TAMAÑO DE LAS BACTERIAS
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AGRUPACIONES BACTERIANASAgrupaciones bacterianas
- Un solo plano de división De dos célulasDe dos células: - Diplococos - diplobacilos Cadenetas de varias células Cadenetas de varias células - estreptococos, - Estreptobacilos - Dos o más planos de división (en cocos)
Dos planos perpendiculares: tétradas Tres planos ortogonales: sarcinas
(paquetes cúbicos) Muchos planos aleatorios: estafilococos
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AGRUPACIONES BACTERIANAS
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ESTRUCTURAS BACTERIANAS
VITALES Pared Membrana plasmática Citoplasma Material genético
NO VITALES Cápsula Flagelos Pelos Espora
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ESTRUCTURAS BACTERIANAS
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PARED BACTERIANA
Confiere rígidez: aguanta las fuerzas osmóticas del protoplasto (5-15 atm).
Responsable de la forma celular Barrera contra ciertos agentes tóxicos Componente básico: Peptidoglucano o mureína
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PARED BACTERIANAPEPTIDOGLUCANO (PG): Composición
química* La unidad disacarídica que se repite es: - N-acetilglucosamina (NAG)
- N-acetilmurámico (NAM) Las distintas unidades disacarídicas se unen
entre sí mediante enlaces β(1—4): Muy compacto
- Este enlace puede ser roto por la lisozima.* La cadena tetrapeptídica sale desde el grupo
–COOH del lactilo de cada NAM y suele ser: L-ala D-glu m-DAP D-ala
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PARED BACTERIANA
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PARED BACTERIANA
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PARED BACTERIANA
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PARED BACTERIANA
Estructura global del PG de bacterias Gram + Múltiples capas de PG (distintos niveles, hasta 50 en
especies de Bacillus) La mayoría de NAM tienen tetrapéptidos Contiene inmerso - Ácidos teicoicos: polímeros de ribitol-P o glicerol-P.
- Ácidos teicurónicos : copolímeros de urónicos y aminoazúcares
- Ácidos lipoteicoicos: glicerol-teicoicos unidos al plasmalema. Sus extremos quedan expuestos hacia el exterior
Consecuencia: red tridimensional gruesa, con poros pequeños, más compacta que Gram-
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PARED DE BACTERIAS GRAM +
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PARED BACTERIANAPared de las bacterias ácido-alcohol resistentes
(AAR) Pared especial de ciertas Gram-positivas: Nocardia,
Mycobacterium Resisten la decoloración con clorhídrico-etanol (
ácido-alcohol resistentes) Esta propiedad deriva de:
Ácidos micólicos :Forman parte de un esqueleto muy peculiar de la pared celular: PGarabinogalactanoácidos micólicos.
Glucolípidos Ceras
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PARED BACTERIANAPG de bacterias Gram-negativas* Normalmente:
1 o unas pocas capas de PG. Malla floja con grandes “poros”: 50% NAM
carece de tetrapéptidos Estructuralmente más compleja que Gram-
positivas El delgado peptidoglucano está inmerso en
un compartimento llamado espacio periplásmico
Espacio periplásmico (lleno con el gel periplásmico), el cual a su vez limita con la membrana externa
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PARED BACTERIANA
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PARED DE BACTERIAS GRAM -
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PARED BACTERIANA
MEMBRANA EXTERNA DE GRAM (-) Bicapa proteolipídica: -Lámina externa: 60% proteínas,40%
lipopolisacaridos (LPS). -Lámina interna: fosfolípidos,
lipoproteínas...LPS: Región proximal: lípido A (hidrófobo) Región intermedia: oligosacárido medular Región distal: polisacárido hidrófilo
antígeno “O”.
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PARED BACTERIANAMEMBRANA EXTERNA DE GRAM (-)Lípido A (endotoxina):-Resistencia a detergentes y solventes.-Activa sistema inmune.-Induce fiebre, hipotensión, necrosis de tejidos.
Antígeno “O”: condiciona virulencia
Lipoproteína de Braun: inmersa en espacio periplásmico une lipoproteínas de plasmalema con la de membrana externa.
Porinas: canales que atraviezan m. externa. En enterobacterias protege contra sales biliares. Existen canales específicos para ciertos nutrientes, vitamina B12, etc.
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PARED BACTERIANA PAPEL DE LA MEMBRANA EXTERNA DE
BACTERIAS GRAM (-): Permite paso de moléculas relativamente pequeñas. Protección frente a antibacterianos:
-Antibióticos-
-Colorantes.
-Enzimas (Ej. Lisozima)
-Acidos biliares. Fijación de proteínas del complemento. Adsorción de ciertos fagos. Adhesividad, humedad, carga eléctrica..
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PARED BACTERIANA PERIPLASMA DE BACTERIAS GRAM (-) Compartimiento acuosos lleno de gel
periplasmico con: - RNasas y fosfatasas. - Proteínas de transporte de ciertos
nutrientes. - Proteínas de unión a señales químicas. Función osmorreguladora
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PARED BACTERIANA
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PROTOPLASTOS, ESFEROPLASTOS Y FORMAS L
PROTOPLASTOS: Células bacterianas desprovistas totalmente de pared celular.
ESFEROPLASTOS: Células bacterianas que poseen restos de P.C.
Ambos casos obtenidos en laboratorio se pueden revertir a la forma normal eliminando el tratamiento (retirando la lisozima,o la penicilina.
FORMAS L: Células bacterianas carentes total o casi totalmente de P.C. con formas pleomórficas, producidas de forma espontánea en medios hipertónicos.
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PLASMALEMA BACTERIANO Bicapa proteolipídica que delimita
protoplasto. Su proporción proteínas: lípidos es alta
(80:20), mayor que en eucariotas, pero sin esteroles.
Muchas bacterias poseen hopanoides (triterpenoides pentacíclicos), que confieren rigidez.
En bacterias Gram +, además glucolípidos y glucofosfolípidos.
Proteínas hasta el 80% del peso seco: Integrales y periféricas.
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PLASMALEMA BACTERIANO
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PLASMALEMA BACTERIANO
Funciones de la membrana citoplásmica Barrera osmótica Límite entre el protoplasto y el medio Permite el paso selectivo de moléculas Interviene en procesos bioenergéticos (respiración,
fotosíntesis) Participa en biosíntesis de componentes de envueltas
(pared, membrana externa y cápsulas) Secreción de proteínas y otras macromoléculas
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ESTRUCTURAS MEMBRANOSAS INTRACITOPLASMÁTICAS
MESOSOMAS -Invaginaciones de la membrana
citoplasmática. -Son más frecuentes en bacterias Gram +. -Permite el anclaje del cromosoma
bacteriano. -Secreción de ciertas exoenzimas (ej.
Penicilinasas en Bacillus).
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CITOPLASMA Masa de materia viva delimitada por plasmalema. Sistema coloidal cuya fase dispersante es el agua y la
dispersa por macromoléculas y partículas supramoleculares.
Contiene: - nucleoide
- plásmidos (no en todas las cepas)
- ribosomas
- inclusiones (no en todas las cepas) - orgánulos (no en todas las cepas)
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CITOPLASMA
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CITOPLASMA
NUCLEOIDE Constituido normalmente por un cromosoma circular
cerrado covalentemente (c.c.c.) Opcional: Borrelia y Streptomyces un cromosoma lineal.
Vibrio, Brucella, Leptospira; 2 cromos. circul.
Sinorhizobium meliloti: 3 cromosomas circul.
Agrobacterium tumefasciens: 1 lineal,1 circ. Haploidía ,pero pueden existir varias copias del
cromosoma cuando la bacteria crece rápido.
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CITOPLASMA NUCLEOIDE Los cromosomas aislados constan de:
60% de ADN 30% de ARN 10% de proteínas
E. Coli posee un cromosoma con 4700 pares de kilobases (Kb),que desplegado mide 1 mm. Este superenrrollamiento se debe: ADN girasa
ADN topoisomerasa- IAparte de interacciones con proteínas estructurales
pero nunca histonas.
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CITOPLASMA
PLASMIDOS Elementos genéticos extracromosómicos
autoreplicativos. Son de ADN cadena doble y c.c.c. Algunos se integran al cromosoma bacteriano:
Episomas. Tamaño desde 2 Kb hasta 1000 Kb. P. Conjugativo (autotransmisibles): Se transfieren cepas
de la misma especie. P. Promiscuo: se transfieren entre especies muy diferentes.
P. no conjugativo: no se transfieren por conjugación.
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CITOPLASMA
Funciones de los Plásmidos: Resistencia a antibióticos (plásmidos R) Resistencia a metales pesados (ej., a Hg) Virulencia (toxinas, invasión de tejidos, etc.) Producción de bacteriocinas Producción de sideróforos Utilización de fuentes alternativas de C Plásmidos de Agrobacterium: inducción de tumores en plantas
(Ti de A. tumefaciens) Plásmidos de Rhizobium: simbiosis con leguminosas y fijación de
nitrógeno
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CITOPLASMA
Elementos genéticos transponibles Entidades genéticas no autorreplicantes, que forman
parte del genoma, y capaces de moverse entre distintas partes del mismo (de plásmido a cromosoma, o viceversa)
Aportan plasticidad genética a los genomas Tipos:
Secuencias de inserción (IS) Transposones (Tn) Transposones conjugativos.
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CITOPLASMA
RIBOSOMAS E. coli : 63 % ARN y 37 % Proteínas. Coeficiente de sedimentación: 70S Subunidad pequeña: decodifica información del
ARNm, contiene sitios de unión para ARNt cargados. Subunidad grande: formación del enlace peptídico
entre Aminoácidos. Para la configuración del polipéptido formado se
requiere de “proteínas celadoras” “chaperonas”.
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CITOPLASMAINCLUSIONES DE RESERVA
* Acúmulos de sust. orgánicas e inorgánicas con envoltura proteica.I. orgánicas: polisacáridos, hidrocarburos, B-hidroxibutirico,
cianoficina.I. inorgánicas: glóbulos de azufre, gránulos de polifosfato (g.
metacromáticos).
ORGÁNULOS CITOPLASMÁTICOS Carboxisomas: contiene enzima ribulosa-bifosfato-carboxilasa. Vacuola de gas Clorosomas: con pigmentos verdes Magnetosomas: sensores de campo magnético.
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CÁPSULA Cápsulas: Estructuras rígidas e integrales. Capa mucilaginosa: son flexibles y periféricas Glucocálix: capas superficiales de bacterias. Constituida por polisacáridos o polipéptidos (Bacillus). Constituyen el antígeno capsular K. Su estructura es a base de una matriz muy hidratada
(99% de agua). Con tinción negativa (nigrosina, tinta china): aparecen
transparentes sobre fondo oscuro.
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CÁPSULA
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PROPIEDADES CONFERIDAS POR LA CÁPSULA Adhesión a sustratos Protección contra la desecación Protección contra agentes antibacterianos Protección frente a la predación y a la fagocitosis. EN SUSTRATOS INERTES formación de microcolonias
-Formación de placa dental y caries
-Corrosión de cañerías
-Formación de biopelículas en catéteres y prótesis.
EN SUSTRATOS VIVOS actúan como adhesinas
-Efectos benéficos: colonización de flora autóctona intestinal.
-En sistemas patológicos: Como factores de virulencia.
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APÉNDICES FILAMENTOSOS BACTERIANOS
FLAGELOS Apéndices filamentosos largos y flexibles. 5-10 um largo X 20 nm diámetro. Patrón de flagelación
Monotricas: un solo flagelo. Ps. aeruginosaLofotricas: dos o más flagelos en penacho, desde uno
de los polos. Ps fluorescens Anfitricas: dos penachos, uno en cada poloPeritricas: flagelos alrededor del cuerpo celular Inserción lateral. E. coli, S. tyhpi, Proteus vulgaris
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APÉNDICES FILAMENTOSOS BACTERIANOS
PARTES DEL FLAGELO BACTERIANO
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APÉNDICES FILAMENTOSOS BACTERIANOSPARTES DEL FLAGELO BACTERIANO Filamento: helicoidal, constituido por flagelina que constituye
antígeno flagelar (H). Codo o gancho: estructura curvada que une filamento al c. basal. C. basal: inmerso en pared y membrana. - Ancla el flagelo al cuerpo celular. - Está relacionado con la función de motor flagelar - Estructura
En Gram-negativas :Dos parejas de anillos atravesados por un cilindro
En Gram-positivas : Una pareja de anillos atravesada por cilindro
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APÉNDICES FILAMENTOSOS BACTERIANOS
FIMBRIAS O PILI Apéndices filamentoso rectos y rígidos, más cortos y
finos que flagelos ( 3-10 nm) Compuesto por proteína pilina. Implantados a nivel de membrana citoplasmática. Tipos: Fimbrias de adherencia: en toda la superficie ,funciona
como adhesinas. Pelos sexuales: más largos y gruesos de 1 a 10 por
célula. En conjugación. Tipo F y Tipo I.
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ESPORA BACTERIANA Producidas por ciertas bacterias Gram-positivas:
Bacillus, Clostridium, Sporosarcina, Cuando la bacteria detecta bajos niveles de nutrientes (C,
N, P) desencadena el proceso de esporulación . La espora se forma dentro de la célula vegetativa * Esporangio = célula madre + endospora Al final de la esporulación, la célula madre se autolisa, y
la espora queda libre La endospora aguanta larguísimos periodos en ausencia
de nutrientes. Resiste estrés ambientales En condiciones adecuadas, la espora germina y se
transforma en una célula vegetativa
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ESPORA BACTERIANA
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ESPORA BACTERIANA Imagen de esporas teñidas con verde de malaquita
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ESPORA BACTERIANA Tipos de esporas
Según su diámetro relativo al de cél. madre: - Deformantes - No deformantes Según su localización dentro del esporangio: - Terminales - Subterminales - Centrales Típicos esporangios deformantes de Clostridium: - En palillo de tambor o cerilla (plectridios) - En huso (clostridios)
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ESPORA BACTERIANA La endospora a microscopio electrónico
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ESPORA BACTERIANAEstructura de la endospora
Protoplasto o núcleo de la endospora Citoplasma muy deshidratado Sus componentes están inmovilizados en una matriz de
quelatos de ácido dipicolínico (DPA) con iones Ca++ (dipicolinato cálcico: DPC), que llega a representar el 15% del peso
Contiene un cromosoma completo, condensado Pequeña dotación de ribosomas, ARNt, etc ARN polimerasa
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ESPORA BACTERIANAEstructura de la endospora
Pared : a base de un PG similar al de la célula vegetativa Estructura muy delgada.
Corteza o córtex: a microscopio electrónico: gruesa, transparente a electrones, láminas concénctricas . A base de un PG especial, gran resistencia a la lisozima.
Cubiertas: Aspecto muy voluminoso, distinto según especies. A base de 1 o más proteínas de tipo queratina, ricas en cisteína y aa hidrófobos Estructura insoluble e impermeable impide la entrada de numerosos agentes químicos agresivos, incluyendo tóxicos
Exosporio: Estructura membranosa transparente, a modo de saco delgado y flojo A base de proteínas, polisacáridos complejos y lípidos. Muy resistente a enzimas proteolíticas
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