ESTRUCTURA BACTERIANA M V ANDREA MUOZ DE MRIDA

ESTRUCTURA BACTERIANA M. V ANDREA MUŇOZ DE MÉRIDA ENERO 2009

BACTERIAS l ANTECEDENTES. LA CIENCIA MICROBIOLOGICA. l CÉLULA PROCARIOTA l CÉLULA EUCARIOTA

CARACTERÍSTICAS GENERALES l Los microorganismos tienen una “maquinaria” excelente para crecer y autorreplicarse a expensas de los alimentos. l Su morfología es mas simple que las células de organismos superiores.

l Carecen de núcleo organizado. l Son microorganismos pequeños. l El ritmo con que los nutrientes bacterianos atraviesan la membrana celular es inversamente proporcional al metabolismo y crecimiento bacteriano.

l Las tasas de crecimiento elevado permiten a los procariotas realizar cambios importantes en el ambiente en que se encuentran en un corto tiempo (composición física y química).

EJEMPLOS

ESTRUCTURA CELULAR

ESTRUCTURA CELULAR PARED CELULAR GRAM NEGATIVOS GRAM POSITIVOS l MEMBRANA CITOPLASMATICA l GENOFORO O NUCLEOIDE (ADN) l INCLUSIONES l RIBOSOMAS l FLAGELOS l

MORFOLOGÍA CELULAR MORFOS = FORMA l BACILOS l COCOS l ESPIRILOS l ESPIROQUETAS l CARACTERISTICA IMPORTANTE DE CLASIFICACIÓN BACTERIANA. l

Salmonella enteritidis

MEMBRANA CITOPLASMATICA

MEMBRANA CITOPLASMÁTICA l Rodea completamente a la célula. l Sirve de barrera selectiva. l Mantiene la integridad de la célula, y por tanto la supervivencia bacteriana.

COMPOSICIÓN l l l BICAPA LIPIDICA. FOSFOLIPIDOS (ACIDOS GRASOS/GLICEROL) PROTEÍNAS INTEGRALES/TRANSPORTE PERIPLASMICAS PERIFERICAS DE MEMBRANA SE ESTABILIZA MEDIANTE PUENTES DE HIDROGENO. CALCIO Y MAGNESIO

l Es flexible debido a los fosfolípidos que la componen. l Posee alta movilidad.

PROTEINAS l PERIPLASMICAS Se encuentran en el entorno celular. Efectúan el procesamiento de macromoléculas para la formación de las subunidades que se transportan al interior de la célula.

OTRAS PROTEÍNAS Requieren de una segunda sustancia para transportar a la primera. l SIMPORTADORES, transportan las dos sustancias en la misma dirección. l ANTIPORTADORES, transporta una de las sustancias en un sentido, y la otra en el sentido opuesto.

l PROTEÍNAS PERIFERICAS DE MEMBRANA. Se localizan en el citoplasma celular. Tienen como función la obtención de energía, principalmente. Actúan directamente con las proteínas integrales de la membrana

l Existen proteínas que se encuentran en el interior de la célula y se encuentran asociadas con la cara interna de la membrana citoplasmática. l Proteínas periféricas de membrana (lipoproteínas). Poseen una cola lipídica unida al extremo aminoterminal de la proteína.

MEMBRANA CITOPLASMÁTICA

FUNCIONES Todos los nutrientes y los materiales de desecho deben atravesar la membrana plasmática. l La mayoría de las moléculas que atraviesan la membrana no lo hacen de forma pasiva. l Muchas de las moléculas son TRANSPORTADAS a través de la membrana. l

La característica hidrofóbica de la membrana permite, que esta funcione como una barrera estricta, impidiendo el paso de compuestos polares. l Los aminoácidos y sales inorgánicas (hidrofílicas) no pueden atravesar la membrana, por lo que tienen que ser transportados de forma especifica. l

TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA Se da gracias a las proteínas de TRANSPORTE DE MEMBRANA. l TIPOS: l UNIPORTADORES, transportan las sustancias de un lado a otro. l

TIPOS DE TRANSPORTE l TRANSPORTE ACTIVO: La sustancia transportada puede acumularse en altas concentraciones en el interior de la célula, sin sufrir ninguna modificación química.

l TRANSLOCACION DE GRUPO: Proceso en el que se transporta una sustancia a la vez que se modifica químicamente, generalmente por fosforilación.

TAREA INVESTIGAR EL NOMBRE DE 5 BACTERIAS GRAM NEGATIVO. l INVESTIGAR EL NOMBRE DE 5 BACTERIAS GRAM POSITIVO. l REALIZAR 1 TABLA COLOCANDO NOMBRE, FORMA, TIPO DE AGRUPACION. l

PARED CELULAR

PARED CELULAR BACTERIANA l Da forma y rigidez a la célula. Actúa como soporte debido a la gran presión interna celular. l TIPOS: l GRAM POSITIVA l GRAM NEGATIVA l

GRAM POSITIVO

COMPONENTES PEPTIDOGLICANO O MUREINA l Responsable de la rigidez de la pared. Es un polisacárido compuesto por dos derivados de azúcares: N acetilglucosamina N acetilmurámico. Aminoácidos (L, D alanina, D glutamico y lisina) y ácido diaminopimélico (DAP). l

l Todos los componentes se unen entre sí para formar la estructura que se repite a lo largo de la pared y se denomina tetrapeptido del glicano.

l La estructura básica del peptidoglicano esta constituida por una fina lamina en la que las cadenas de azucares se conectan entre si por puentes de aminoácidos.

l El numero de puentes peptídicos no es el mismo en todas las bacterias y es característico de cada una. Confiriendo mayor rigidez a aquellas paredes con mayor numero de puentes.

ACIDO TEICOICO Polisacárido ácido. l Unidos por esteres de fosfato. l Aportan la carga negativa de la pared (útil para el transporte de iones a través de la pared celular) l

GRAM POSITIVA

GRAM NEGATIVAS

COMPONENTES l Además de poseer peptidoglicano, poseen una capa adicional de lipopolisacáridos. l Constituye una segunda bicapa lipídica que contiene polisacáridos y proteínas.

l La estructura del polisacárido consta de dos porciones, el núcleo y el polisacárido O. El núcleo esta compuesto por azucares de siete carbonos, y el polisacárido O esta constituido por azucares de seis carbonos (glucosa, galactosa, ramnosa y manosa).

l La porción lipídica es denominada lípido A. (acido caproico, laúrico, mirístico, palmítico y esteárico)

PORINAS Y ZONA PERIPLASMÁTICA La pared celular que constituye la membrana externa de las bacterias Gram negativas posee unas proteínas denominadas PORINAS, las que actúan como canales de entrada y salida de sustancias hidrofílicas de bajo peso molecular. l Pueden ser especificas o inespecificas. l

l El periplasma es la región entre la membrana plasmática y la zona que contiene el lipopolisacárido.

ENDOTOXINA l La membrana externa de bacterias Gram negativas resulta toxica para los animales y humanos. l Es responsable de síntomas de infección. l Se asocian al Lípido A.

GRAM NEGATIVA

DIFERENCIAS l GRAM POSITIVA Es mas ancha. El 90% esta constituida por peptidoglicano. l GRAM NEGATIVA 10% de la estructura es peptidoglicano. Capa adicional de Lipopolisacáridos 10% acido teicoico. PORINAS ZONA PERIPLASMATICA

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MOVILIDAD FLAGELOS

MOVILIDAD l Muchos procariotas son móviles. l Esta capacidad esta dada por una estructura denominada FLAGELO. l Esta movilidad permite a la célula alcanzar distintas zonas de su microentorno.

FLAGELOS BACTERIANOS l Son apéndices largos y finos que se encuentran fijos a la célula por uno de sus extremos y libres en el otro extremo.

DISPOCICIÓN polar lofotricos anfitricos peritricos

ESTRUCTURA FLAGELAR Forma helicoidal. l FILAMENTO Constituido por una proteína denominada flagelina (forma y longitud). l GANCHO Une el filamento a la parte motora del flagelo. l CUERPO BASAL l

CUERPO BASAL Pequeñas varillas centrales que atraviesan un sistema de anillos. l GRAM NEGATIVAS: 1 anillo: la capa de LIPOPOLISACARIDOS “L” 1 anillo en la capa de PEPTIDOGLICANO “P” Y 1 en la membrana citoplasmatica (S-M) l

l PROTEÍNAS MOT: Proteínas que se encuentran en la membrana plasmática. Gobiernan el motor flagelar, provocando la rotación del filamento.

l PROTEÍNAS FILI: Invierten la rotación del flagelo.

BACTERIA GRAM NEGATIVA

MOVIMIENTO Cada flagelo se mueve por rotación (hélice). l Este movimiento parte del cuerpo basal que funciona como un motor. l

l La energía que se necesita para la rotación del flagelo proviene de la fuerza motriz generada por el gradiente de protones.

El crecimiento del flagelo se da de la punta a la base. l El crecimiento del flagelo se produce continuamente. l La velocidad de crecimiento disminuye a medida que aumenta el tamaño del filamento. l

ESTRUCTURAS DE LA SUPERFICIE

FIMBRIAS Son estructuras opcionales producidas por algunos microorganismos. l NO PARTICIPAN EN LA MOTILIDAD. l Son más cortos que los flagelos y más numerosos. l Son de naturaleza proteica. l Son estructuras que participan en la fijación de los microorganismos a los tejidos del huésped. l

PILI/PELOS Son estructuralmente similares a las fimbrias. l Son más largos y solo existe uno o unos pocos sobre la superficie. l También participan en el mecanismo de patogénesis. l Participan en el proceso de conjugación. l

CAPA “S” PARACRISTALINA. l Capa superficial formada por una disposición bidimensional de proteínas. l Protege a la bacteria de mecanismos de defensa del hospedador. l

CÁPSULA l Material polisacarídico que se extiende alrededor de la célula. l CÁPSIDE, CAPA MUCOSA, GLICOCÁLIZ.

Las capas rígidas están organizadas en una matriz impermeable que excluye ciertos colorantes. l Protege a la célula de la fagocitosis celular. l Participa en el mecanismo de fijación del huésped. l

SUSTANCIAS DE RESERVA Glucógeno. l Polifosfato. (gránulos metacromáticos) l Azufre. l

ENDOSPORAS

Son células diferenciadas resistentes al calor, variaciones ambientales y a los compuestos químicos. l Las bacterias productoras de esporas se encuentran generalmente en el suelo. l Puede permanecer en estado latente durante períodos de tiempo muy largos. l

ESTRUCTURA (DENTRO DE LA CÉLULA) l Posee múltiples capas. l Exosporium (capa más externa) de naturaleza proteica. l Cubiertas de la espora. l Córtex o corteza (peptidoglicano) l

Núcleo o protoplasto Contiene la pared celular, membrana citoplasmática, citoplasma, nucleoide. l Ácido dipicolínico. l Se encuentra parcialmente deshidratado. (10 -30% de agua) Contiene niveles elevados de proteínas específicas del núcleo (SASPs) l