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Figura 2-1 A: Examen positivo en campo oscuro. Los forma
diferencial por los diferentes números atómicos y masa
treponemas se identifican por su forma característica en
sacacorchos atómica y por los movimientos hacia adelante y
hacia atrás con rotación sobre su eje longitudinal. (Reproducida con
autorización de Charles Stratton/Visuals Unlimited.).
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Figura 2-1 B: Microfotografía con fluorescencia. Bacteria con forma de bastón realzada con un marcador fluorescente. (© Evans Roberts.)
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Figura 2-1 C: Microscopia de barrido electrónico de bacterias de Staphylococcus aureus (32 000×). (Reproducida con autorización de David M. Phillips/Photo
Researchers, Inc.) puede registrarse en película fotográfica. El TEM permite observar partículas con separación de 0.001 µm. Los virus con diámetros de 0.01 a 0.2 µm
pueden observarse con facilidad.
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Figura 2-2 Micrografía electrónica de un corte delgado de un núcleo típico de una célula eucariota que muestra un nucléolo
prominente y agregados grandes de heterocromatina contra la membrana nuclear, que es atravesada por poros
(flechas). Recuadro superior izquierdo: Dos poros nucleares con los diafragmas
correspondientes. Recuadro inferior derecho: La lámina fibrosa se encuentra
presente en la cara interna de la envoltura nuclear. Se observan varias
mitocondrias en el citoplasma. (Reproducida con autorización de
Fawcett DW: Bloom and Fawcett, A Textbook of Histology, 12th. ed. Copyright © 1994. Con autorización de Chapman &
Hall, Nueva York, NY.)
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Figura 2-3 Paramecio que se desplaza con la ayuda de cilios en la superficie celular. (© Manfred Kage.)
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Figura 2-4 Estructura de cilios y flagelos. A: Micrografía electrónica de un corte transversal de un cilio. Obsérvense los dos microtúbulos centrales rodeados por nueve dobletes de microtúbulos (160 000×). (Reproducida con autorización de KG Murti/Visuals Unlimited.) B: Diagrama de la
estructura de cilios y flagelos. (Reproducida con autorización de Willey JM, Sherwood LM, Woolverton CJ [eds]: Prescott, Harley, and Klein’s Microbiology, 7th ed. New York: McGraw-Hill;
2008. © The McGraw-Will Companies, Inc.)
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Figura 2-5 Nucleoides de Bacillus cereus
(2 500×). (Reproducida con
autorización de Robinow C: The
chromatin bodies of bacteria. Bacteriol Rev 1956;20:207.)
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Figura 2-6 Nucleoide. A: Microfotografía electrónica de transmisión resaltada con color de una Escherichia coli con su DNA en rojo. (©
CNRI/SPL/Photo Researchers, Inc.)
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Figura 2-6 Nucleoide. B: Cromosoma liberado de una célula de E. coli que fue lisada con delicadeza. Obsérvese qué tan comprimido debe encontrarse el DNA dentro de
la bacteria. (© Dr. Gopal Murti/SPL/Photo Researchers.)
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Figura 2-7 A: Corte delgado de Synechococcus lividus que
muestra un extenso sistema tilacoide. Los ficobilisomas que
recubren estos tilacoides son claramente visibles como gránulos en la ubicación
t (85 000×). (Reproducida con autorización de Elizabeth Gentt/Visuals Unlimited.)
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Figura 2-7 B: Corte delgado de Synechocystis durante la
división. Muchas estructuras son visibles. (Reproducida con
autorización de Carlsberg Research Communications
42:77-98, 1977, con permiso de Springer Science+Business
Media.)
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Figura 2-8 Cuerpos de inclusión en bacterias. A: Micrografía electrónica de Bacillus megaterium (30 500×) que muestra un cuerpo de inclusión de ácido poli-ß-hidroxibutírico,
PHB; pared celular, CW; nucleoide, N; membrana plasmática, PM; “mesosoma”, M; y ribosomas, R. (Reproducida con autorización de Ralph A. Slepecky/Visuals Unlimited.)
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Figura 2-8 Cuerpos de inclusión en bacterias. B: Ultraestructura de la
cianobacteria Anacystis nidulans. La bacteria se encuentra en división y se ha
formado en parte un tabique, LI y LII. Pueden observarse varias características estructurales, lo que incluye las capas de la pared celular, LIII y LIV de gránulos de
polifosfato, pp; cuerpo poliédrico, pb; material de cianofisina, c; membrana
plasmática, pm. (Reproducida con autorización del National Research
Council of Canada.)
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Figura 2-8 Cuerpos de inclusión en bacterias. C: Cromatium
vinosum, una bacteria reductora de sulfato con gránulos
intracelulares de azufre en microscopia de campo brillante
(2 000×). (Reproducida con autorización de John Holt (ed.): The Shorter Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology, 8th
ed, John Holt, editor, 1977. Copyright Bergey’s Manual
Trust. Publicado por Williams & Wilkins.)
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Figura 2-9 Corte transversal de una
célula en división de una cianobacteria del
género Microcystis que muestra agrupamiento hexagonal de vesículas
cilíndricas de gas (31 500×). (Micrografía
de HS Pankratz. Reproducida con
autorización de Walsby AE: Gas vesicles.
Microbiol Rev 1994;58:94.)
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Figura 2-10 Citoesqueleto de una célula procariota. Se observa la proteína citoesquelética similar a MreB (MbI) de Bacillus subtilis. La
proteína MbI se fusionó con una proteína fluorescente verde y las células vivas se analizaron en un microscopio de fluorescencia.
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Figura 2-11 Estructura de la membrana plasmática bacteriana. Este diagrama del modelo de mosaico líquido de la estructura de la membrana bacteriana muestra proteínas integrales (verdes y rojas) flotando en una bicapa
lipídica. Las proteínas periféricas (en color amarillo) tienen una asociación laxa con la superficie de la membrana interna. Las esferas pequeñas representan extremos hidrofílicos de fosfolípidos de la membrana y colas
onduladas, que corresponden a las cadenas hidrófobas de ácidos grasos. Pueden encontrarse otros lípidos de membrana como los hopanoides (en color morado). Para mayor claridad, los fosfolípidos se muestran en un
tamaño proporcionalmente mayor del que se encuentra en la membrana real. (Reproducida con autorización de Willey JM, Sherwood LM, Woolverton CJ (eds): Prescott, Harley, and Klein’s Microbiology, 7th ed. Nueva York,
McGraw-Hill; 2008. © The McGraw-Will Companies, Inc.)
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Figura 2-12 Tres tipos de transportadores: A: Transportadores simples, B:
Transportadores en paralelo y C: Cotransporte bidireccional. Los
transportadores simples catalizan el transporte de una sola sustancia en
forma independiente de otras; los transportadores en paralelo catalizan el cotransporte pero sustancias diferentes
(por lo común un soluto y un ión con carga positiva, H+) en la misma dirección y
los transportadores antiparalelos catalizan el transporte de intercambio de
dos solutos similares en direcciones opuestas. Una proteína de transporte
simple puede catalizar sólo uno de estos procesos, dos de estos procesos o incluso
los tres procesos, dependiendo de las condiciones. Los transportadores simples,
en paralelo y antiparalelo, parecen tener similitudes estructurales y evolución
relacionada y, por lo tanto, funcionan por mecanismos similares. (Reproducida con
autorización de Saier MH Jr: Peter Mitchell and his chemiosmotic theories.
ASM News 1997;63:13.)
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Figura 2-13 (Continúa)
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Figura 2-13 (Continuación) Sistemas de secreción de proteínas de bacterias gramnegativas. Se muestran cinco sistemas de secreción de las bacterias gramnegativas.
Las vías dependientes de Sec y Tat suministran proteínas del citoplasma al espacio periplásmico. Los sistemas de tipos II, V y en ocasiones el IV, completan el proceso de secreción por una vía dependiente de Sec. El sistema Tat parece suministrar proteínas sólo a la vía de tipo II. Los sistemas de tipos I y III evitan las vías dependientes de Sec y
Tat, desplazando proteínas directamente del citoplasma a través de la membrana externa y hacia el espacio extracelular. El sistema de tipo IV puede trabajar ya sea con una vía
dependiente de Sec o puede trabajar sola para transportar proteínas al espacio extracelular. Las proteínas translocadas por la vía dependiente de Sec y la vía de tipo III son suministradas a estos sistemas por proteínas chaperonas. ADP, adenosin difosfato; ATP, adenosin trifosfato; EFGY; PulS; SecD, TolC; Yop. (Reproducida con autorización de
Willey JM, Sherwood LM, Woolverton CJ [eds]: Prescott, Harley, and Klein’s Microbiology, 7th ed. New York: McGraw-Hill; 2008. © The McGraw-Will Companies, Inc.)
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Figura 2-14 Pared celular aislada de una bacteria grampositiva. Pared de
peptidoglucano de Bacillus megaterium,
una bacteria grampositiva. Las esferas
de látex tienen un diámetro de 0.25 μm.
(Reproducida con autorización de Willey
JM, Sherwood LM, Woolverton CJ [eds]: Prescott, Harley, and
Klein’s Microbiology, 7th ed. Nueva York:
McGraw-Hill; 2008. © The McGraw-Will Companies, Inc.)
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Figura 2-15 Pared celular de bacterias grampositivas y gramnegativas. La envoltura de la bacteria grampositiva corresponde a Bacillus licheniiformis (izquierda) y la micrografía de la bacteria gramnegativa corresponde a Aquaspirillum serpens (derecha). PM, membrana plasmática; M; peptidoglucano o capa de
mureína; OM, membrana externa; P, espacio periplásmico; W, pared de peptidoglucano de la bacteria grampositiva. (Reproducida con autorización de T. J. Beveridge/Biological Photo Service.)
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Figura 2-16 A: Segmento de peptidoglucano de Staphylococcus aureus. El esqueleto del polímero consiste de subunidades alternadas de N-acetilglucosamina y de ácido N-acetilmurámico conectados por enlaces β1→ 4. Los residuos de ácido murámico se unen a péptidos cortos y la composición de estos varía de un género bacteriano a
otro. En algunos géneros bacterianos, los residuos de L-lisina se sustituyen con ácido diaminopimélico, un aminoácido que se encuentra en estado natural sólo en las paredes de células procariotas. Los D-aminoácidos son
constituyentes característicos de las paredes de células procariotas. Las cadenas peptídicas de peptidoglucano forman enlaces cruzados entre estructuras de polisacáridos en paralelo, como se muestra en la figura B.
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Figura 2-16 B: Representación esquemática de un entramado de peptidoglucanos que se forma por medio de enlaces cruzados. Los puentes compuestos por cadenas peptídicas de pentaglicina conectan los residuos carboxilo-α de los residuos terminales de d-alanina en una cadena con un
grupo ε-amino de residuos de L-lisina de la siguiente cadena. La naturaleza de los enlaces cruzados varía entre los diferentes géneros bacterianos.
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Figura 2-17 A: Estructura del ácido teicoico. Segmento de ácido teicoico constituido por fosfato, glicerol y una cadena lateral, R. R puede representar a d-alanina, glucosa u otras moléculas.
B: Ácidos teicoico y lipoteicoico de una envoltura de una bacteria grampositiva. (Reproducida con autorización de Willey JM, Sherwood LM, Woolverton CJ [eds]: Prescott, Harley, and Klein’s
Microbiology, 7th ed. New York: McGraw-Hill; 2008.)
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Figura 2-18 (Continúa)
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Figura 2-18 (Continuación) Representación molecular de la envoltura de una bacteria gramnegativa. Los óvalos y rectángulos representan residuos de carbohidratos; los círculos ilustran el extremo polar de los grupos de los glicerofosfolípidos (fosfatidiletanolamina y fosfatidilglicerol). Las regiones centrales que se muestran corresponden a Escherichia coli K-12, una cepa que en condiciones normales no contiene un antígeno O repetido a menos
que se transforme con un plásmido apropiado. MDO, oligosacáridos derivados de la membrana. (Reproducida con autorización de Raetz CRH: Bacterial endotoxins: Extraordinary lipids that activate eucaryotic signal
transduction. J Bacteriol 1993;175:5745.)
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Figura 2-19 A: Plegamiento general de un monómero de
porina (porina OmpF de Escherichia coli). El gran hueco en la estructura cilíndrica β se
forma por la disposición antiparalela de tiras 16 β. Las
tiras se conectan por asas cortas o patrones regulares en el borde periplásmico (porción inferior de la figura) y grandes asas irregulares en el exterior de la célula (porción superior
de la figura). El asa interna conecta las tiras β 5 y 6 y se
extiende hacia el interior del cilindro, lo que se resalta en
color oscuro. Se marcaron las cadenas terminales. La
superficie mas cercana al observador participa en las
subunidades de contacto.
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Figura 2-19 B. Representación esquemática del trímero
OmpF. Se observa desde el espacio extracelular sobre su
eje de simetría trirradiado. (Reproducida con autorización
de Schirmer T: General and specific porins from bacterial
outer membranes. J Struct Biol 1998;121:101.)
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Figura 2-20 (Continúa)
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Figura 2-20 (Continuación) Estructura de los lipopolisacáridos. A: Lipopolisacárido de Salmonella. Este esquema ligeramente simplificado ilustra una forma de
lipopolisacárido (Abe, abecuosa; Gal, galactosa; GlcN, glucosamina; Hep, heptulosa; KDO, 2-ceto-3 desoxioctonato; Man, manosa; NAG, N-acetilglucosamina; P, fosfato;
Rha, l-ramnosa). El lípido A se encuentra sepultado en la membrana externa. B: Modelo molecular de lipopolisacárido de Escherichia coli. El lípido A y los
polisacáridos centrales tienen una disposición recta; el lado O de la cadena se encuentra doblado en ángulo en este modelo. (Reproducida con autorización de
Willey JM, Sherwood LM, Woolverton CJ [eds]: Prescott, Harley, & Klein’s Microbiology, 7th edition, McGraw-Hill; 2008. © The McGraw-Will Companies, Inc.)
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Figura 2-21 Incorporación de una nueva pared celular en bacterias de forma diferente. Las bacterias con forma de bacilo, como Bacillus subtilis o Escherichia coli tienen dos modos de síntesis de la pared celular: se introduce nuevo
peptidoglucano en forma helicoidal (A), lo que da origen a la elongación de la pared lateral y se introduce en un anillo que se cierra alrededor del sitio de la futura división, lo que da origen a la formación del tabique de división (B).
Streptococcus pneumoniae tiene forma oval y se elonga al insertar nuevo material en la pared celular de forma que se originan anillos ecuatoriales (A), que corresponden con la proliferación de la pared celular que rodea a la célula. El
anillo inicial se duplica y los dos anillos resultantes se separan en forma progresiva, marcando el sitio de división futura de las células hijas. El tabique de división se sintetiza en la porción media de la célula (B). Las células redondas, como
Staphylococcus aureus, no parecen tener un modo de elongación de la síntesis de la pared celular. En este caso se introduce nuevo peptidoglucano sólo en el tabique de división (B). (Reproducida con autorización de Scheffers DJ y Pinho MG: Bacterial cell wall synthesis: new insights from localization studies: Microbiol Mol Biol Rev 2005;69:585.)
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Figura 2-22 Mycoplasma
pneumoniae. La forma de estas
células varía, puesto que carecen de una
pared celular. (Cortesía del Dr.
Edwin S. Boatman.)
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FIGURA 2-23 Cápsulas
bacterianas. A: Tinción de la
cápsula de Bacillus
anthracis con la técnica de M’Faydean, cultivados a
35°C en sangre de caballo sin
sibilina.
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FIGURA 2-23 Cápsulas bacterianas. B: Demostración de la presencia de cápsula en B. anthracis por tinción negativa con tinta china. Este método es útil para mejorar la visualización de bacterias
encapsuladas en muestras clínicas como sangre, medios de hemocultivo o líquido cefalorraquídeo. (CDC, cortesía de Larry Stauffer, Oregon State Public Health Laboratory.)
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Figura 2-24 Flagelos bacterianos. A: Vibrio metchnikovii, una bacteria monótrica (7 500×). (Reproducida con autorización de van Iterson W: Biochim Biophys Acta 1947;1:527).
B: Micrografía electrónica de Spirillum serpens, que muestra flagelos lofotricos (9 000×). (Reproducida con autorización de van Iterson W: Biochim Biophys Acta 1947;1:527).
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Figura 2-24 Flagelos bacterianos. C: Micrografía electrónica de
Proteus vulgaris, que muestra flagelos perítricos (9 000×).
Obsérvense los gránulos basales. (Reproducida con autorización de
Houwink A, van Iterson W: Electron microscopical
observation on bacterial cytology; a study of flagellation.
Biochim Biophys Acta 1950;5:10.)
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Figura 2-25 A: Estructura general del flagelo de una bacteria gramnegativa, como Escherichia coli o Salmonella typhimurium. El gancho filamentoso en el complejo corporal basal se ha aislado y se describe ampliamente. La
ubicación del aparato de exportación no se muestra. B: Un diagrama del flagelo muestra la subestructura y proteínas a partir de las cuales se construye. La proteína FliF es responsable de la característica del anillo M, del anillo S y de la disposición en collar de las subestructuras que se muestran, que en conjunto se denominan anillo MS. Se desconoce la ubicación de FliE con respecto al anillo MS y con la barra (y el orden de las proteínas FlgB, FlgC y FlgF en la barra
proximal). (Tomada de Macnab RM: Genetics and biogenesis of bacterial flagella. Annu Rev Genet 1992;26:131. Reproducida con autorización de Annual Review of Genetics, Volumen 26, ©1992 por Annual Reviews.)
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Figura 2-26 (Continúa)
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Figura 2-26 (Continuación) Componentes estructurales en el cuerpo basal del flagelo, son los que permiten que la porción interna de la estructura, las barras y el cuerpo basal, así como
el complejo de gancho-filamento unidos presenten rotación. Los anillos externos permanecen estáticos en contacto con la membrana celular interna y externa,
respectivamente, y la pared celular (mureína), fijando el complejo del flagelo a la envoltura bacteriana. La rotación es estimulada por el flujo de protones a través del espacio
periplásmico, fuera de la membrana celular, hacia el citoplasma en respuesta a un campo eléctrico y gradiente de protones a través de la membrana, que en conjunto constituyen la fuerza motriz de protones. Un apagador determina la dirección de la rotación, lo que a su vez determina si la bacteria se desplaza en sentido anterógrado (por rotación en sentido contrario a las manecillas del reloj) o presenta movimiento irregular (por rotación en el
sentido de las manecillas del reloj de los flagelos). (Reproducida con autorización de Saier MH Jr: Peter Mitchell and his chemiosmotic theories. ASM News 1997;63:13.)
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Figura 2-27 Pilosidades. Pilosidades en una célula de Escherichia coli. Las pilosidades cortas (fimbrias) gobiernan la adherencia; la pilosidad sexual participa en la transferencia de DNA. (Cortesía del Dr. Charles Brinton, Jr.)
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Figura 2-28 Células en esporulación del género bacilos. A: Bacilos no identificados provenientes del suelo. B: Bacillus cereus. C: Bacillus megaterium. (Reproducida con
autorización de Robinow CF, Structure. En Gunsalus IC, Stanier RY [eds]. The Bacteria: A Treatise on Structure and Function. Vol 1. Academic Press, 1960.)
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Figura 2-29 Etapas de la formación de endosporas.
(Reproducida con autorización de Merrick
MJ: Streptomyces. En: Parish JH [ed].
Developmental Biology of Procaryotes. Univ
California Press, 1979.)
SECCIÓN I. BASES DE LA MICROBIOLOGÍA Capítulo 2. Estructura celular
McG
raw
-Hill
Inte
ram
eric
ana
Edit
ore
s T
odos lo
s d
ere
chos r
eserv
ados.
Figura 2-30 Tinción de los flagelos de bacterias
del género Pseudomonas.
(Reproducida con autorización de Leifson E: Staining, shape and
arrangement of bacterial flagella. J
Bacteriol 1951;62:377.)
SECCIÓN I. BASES DE LA MICROBIOLOGÍA Capítulo 2. Estructura celular
McG
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ados.
Figura 2-31 Tinción de una endospora. Las endosporas retienen el color verde primario, verde malaquita. La contratinción con safranina tiñe de rojo las demás células. (© Jack M. Bostrack/Visuals Unlimited.)
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