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DESARROLLO Y REPRODUCCIÓN DE LA CÉLULA BACTERIANA

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DESARROLLO Y REPRODUCCIÓN DE LA CÉLULA BACTERIANA

4.1. Tipos de división celular 4.1.1. Fisión binaría

La fisión binaria es una forma de reproducción asexual que se lleva a cabo en arqueobacterias, bacterias, levaduras de fisión, algas unicelulares y protozoos.

(3)

DESARROLLO Y REPRODUCCIÓN DE LA CÉLULA BACTERIANA

4.1.1. Gemación

(4)

DESARROLLO Y REPRODUCCIÓN DE LA CÉLULA BACTERIANA

4.2. Curva de crecimiento

Lag

Log

Estacionaria

(5)
(6)

EFECTO DE LA TEMPERATURA EN EL TIEMPO DE PROLIFERACIÓN

Las reacciones enzimáticas se producen a una velocidad máxima

ÓPTIMO

MÁXIMO MÍNIMO

Las reacciones enzimáticas ocurren ritmo cada vez más rápido

El transporte es tan

lento que los procesos no pueden ocurrir

Desnaturalización de las proteínas: el colapso de la membrana

citoplasmática: lisis térmica

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(8)

Sicrófilos - rango: < 0-20°C, óptimo < 15oC

– organismos marinos, algas: Chlamydomonas nivalis (nieve rosada), bacterias: Pseudomonas, Flavobacterium

– membrana contiene alto % de ácidos grasos insaturados

Sicrótrofos o Sicrófilos facultativos

- rango: 0-35°C, óptimo 20-30oC

Pseudomonas - crecen en el refrigerador

Mesófilos - rango: 15-45° C, óptimo: 30-40°C

– la mayoría de los microorganismos (del suelo, aguas, patógenos)

Termófilos - rango: 40-70°C, óptimo de 55-65oC

– membrana contiene alto % de ácidos grasos saturados – enzimas estables al calor

Bacillus stearothermophilus, organismos de compostaje

Hipertermófilos - rango: 80-113°C, óptimo > 90oC

(9)
(10)

CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS SEGÚN SUS REQUERIMIENTOS DE OXÍGENO

• Aerobios

– Obligados: requieren oxígeno (21% o más) Ej. Bacillus, hongos, etc.

– Microaerofílicos: lo requieren pero a niveles menores que el atmosférico (5-10%) Ej. Azospirillum

• Anaerobios

– Facultativos: no requieren oxígeno, pero el desarrollo es mejor con oxígeno. Ej. Levaduras, E. coli

– Aerotolerantes: no son sensibles al oxígeno (crecen en ausencia o presencia de oxígeno). Ej. Enterococcus

faecalis, Sreptococcus spp.

– Obligados: no toleran el oxígeno, muere en su presencia

(11)

SISTEMAS DE

ANAEROBIOSIS

Las jarras para anaerobiosis se emplean principalmente para cultivos en placas.

La atmósfera anaerobia en el interior de estas jarras se

puede conseguir según varios procedimientos

A) TÉCNICA DE

EVACUACION/REEMPLAZO. B) TÉCNICA QUE EMPLEA UN

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ACTIVIDAD ACUOSA

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TOLERANCIA OSMÓTICA

• Tolerancia Osmótica • 5.5.1. Definición

• 5.5.2. Clasificación de las bacterias según su tolerancia osmótica

• Halófilas

• Halófilas moderadas • No halófilas

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EJEMPLOS DE FERMENTACIÓNES BACTERIANAS COMUNES Y ALGUNOS MICROORGANISMOS QUE LAS REALIZAN

TIPO REACCIÓN GLOBAL MICROORGANISMOS

Fermentación Alcohólica

Hexosas → 2 Etanol + 2CO2 Levaduras Zymomonas

Fermentación Homoláctica

Hexosa → 2 lactato- Streptococcus algunos Lactobacillus

Fermentación Heteroláctica

Hexosa → lactato- + Etanol + CO

2 Leuconostoc algunos Lactobacillus

Ácido propiónico Lactato → Propionato + Acetato- + CO2

Propionibacterium

Clostridium propionicum

Fermentación ácido-mixta

Hexosas → 2,3-Butanodiol +

Succinato 2- + Lactato- + Acetato- + Formiato- + H

2 + CO2

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Nutrientes

1- Fuente de energía

luz

química

2- Macronutrientes

H

K

O

Mg

C

Na

N

95%

Ca

S

Fe

P

3- Micronutrientes (elementos traza)

Co, Zn, Mo, Cu, Mn, Ni, Se, W

4- Factores de crecimiento

Vitaminas

Purinas y pirimidinas

(17)

Fuente de carbono

- CO2

- Compuestos orgánicos

Carbohidratos, azúcares, proteínas, aminoácidos, lípidos, ácidos grasos, glicerol

Fuente de nitrógeno

- Inorgánica - Orgánica

NH4, NO3-, N2

Proteínas, peptonas, aa, bases púricas y

pirimídicas, urea Fuente de fósforo - Inorgánica - Orgánica Fosfatos

Esteres del ácido fosfórico

Fuente de azufre

- Inorgánica - Orgánica

Sulfuros y sulfatos

Aminoácidos sulfurados, vitaminas

(18)

Tipos nutricionales Fuente de energía

Fuente de C

Ejemplos

Fotoautótrofos Luz CO2

Cianobacterias, bacterias púrpuras y verdes Fotoheterótrofos Luz Compuestos orgánicos Algunas bacterias púrpuras y verdes Quimioautótrofos o litótrofos Compuestos inorgánicos ej.: H2, NH3, NO2-, H2S

(19)
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GENÉTICA

(21)

ELEMENTOS GENÉTICOS

CROMOSOMA BACTERIANO: MOLÉCULAS DE

ADN INDIVIDUAL, HAPLOIDE (GENÓFORO)

MOLÉCULA DE ADN CIRCULAR CERRADA (A VECES LINEAL)

(22)

TAMAÑO Y PM DEL ADN

NUCLEÓTIDO: 4000 daltons

NÚMERO DE BASES POR MOLÉCULA

1000 BASES = 1 KILOBASE (Kb)

(23)

Genoma Bacteriano

• No presenta membrana nuclear

• Presenta un origen de replicación

• ADN circular de doble cadena, que presenta

en forma de loops.

• Es un elemento dinámico

• Presenta secuencias especificas como:

dam,

chi y rep

(24)

GENOMA BACTERIANO

• Puede estudiarse el nucleoide utilizando métodos especiales de tinción como Feulgen o por hidrólisis selectiva de RNA por HCL o RNAsa coloreando con un colorante básico.

• La región de NUCLEOIDE aparece como una masa

compacta, de localización central con franjas paralelas, menos densas que el citoplasma

• Grupos de proteínas que interactúan con el DNA como son: HU, H, IHF, H1, HLP1 y P

SECUENCIAS DE NUCLEOTIDOS PRESENTES EN EL NUCLEOIDE

Nombre Secuencia Ubicación Numero Función

DAM GATC/CTAG Ori 8 o mas Regulación de la replicación

CHI GCTGGTGG/CGACCACC Todo el genoma 1 cada 5-10 kb recombinación en su Estimula la

vecindad

REP 30 a 38pb Todo el genoma en forma de elementos. Cada elemento REP contiene 2 a 4 secuencias

rep

100 a 200 copias Sitio de unión

(25)

PLÁSMIDOS Y EPISOMAS

PLÁSMIDOS: MOLÉCULAS DE ADN CIRCULAR INDEPENDIENTES DEL ADN CROMOSÓMICO

• Transportan genes que no son indispensables para la célula que lo contiene

• Pueden clasificarse en base a tamaño en grandes (60 a 120Kb, F y R) y pequeños (1.5 a 15 Kb, R)

EPISOMAS: PLÁSMIDOS QUE PUEDEN

(26)

FLUJO DE GENES

• Transferencia vertical • Transferencia horizontal

– Movimiento Intermolecular de genes

• Transposición • Integrones.

– Movimiento Intercelular de genes

(27)
(28)

PLÁSMIDOS

FERTILIDAD: CONJUGACIÓN

RESISTENCIA: A ANTIMICROBIANOS (R). FACTOR DE TRANSFERENCIA

PRODUCCIÓN DE BACTERIOCINAS: EJ. ColEI (NO TRANSMISIBLES)

(29)
(30)

PLÁSMIDOS

PRESENTES EN GRAM POSITIVAS Y NEGATIVAS

NÚMERO DE COPIAS VARIABLE

(31)

INFORMACIÓN GENÉTICA

SECUENCIA DE BASES DE ADN SE

CORRESPONDE CON SECUENCIAS DE AMINOÁCIDOS

CODÓN: CONJUNTO DE TRES NUCLEÓTICOS QUE CODIFICA PARA UN AMINOÁCIDO

(32)

INFORMACIÓN GENÉTICA

CISTRÓN: SEGMENTO DE ADN QUE CODIFICA PARA UN SOLO POLIPÉPTIDO

CADENA CON SENTIDO: INFORMACIÓN PARA LA TRANSCRIPCIÓN (3’)

TRANSCRIPCIÓN: DE ADN EN ARNm

(33)

REGULACIÓN DE EXPRESIÓN

GÉNICA

ECONOMÍA DE ENERGÍA Y ADAPTACIÓN AL ENTORNO

OPERÓN: AGRUPAMIENTO DE GENES QUE CODIFICAN SÍNTESIS DE DETERMINADAS ENZIMAS

(34)

MUTACIONES

CEPA BACTERIANA (CLON)

GENOTIPO: CARACTERÍSTICAS GENÉ-TICAS (EXPRESADAS O NO)

FENOTIPO: CARACTERÍSTICAS GENÉ-TICAS MEDIBLES U OBSERVABLES

(35)

DEFINICIONES

MUTACIÓN: CAMBIO HEREDABLE EN LA SECUENCIA DE BASES DEL ADN

RECOMBINACIÓN: REUNIÓN DE ELEMENTOS GENÉTICOS DE DOS GENOMAS EN UNA

(36)

MUTACIONES

ESPONTÁNEAS (BAJA FRECUENCIA)

INDUCIDAS (AGENTES MUTÁGENOS)

LETALES

CONDICIONALES

(37)

MUTACIONES ESPONTÁNEAS

ERRORES EN EL MECANISMO DE REPLICACIÓN DEL ADN

SUSTITUCIÓN DE UNA PIRIMIDINA POR OTRA (TRANSICIÓN)

SUSTITUCIÓN DE UNA PIRIMIDINA POR UNA PURINA (TRANSVERSIÓN)

(38)

MUTACIONES INDUCIDAS

AGENTE MUTÁGENO: PRODUCTO CAPAZ DE ORIGINAR DAÑO EN EL ADN

QUÍMICOS: ANÁLOGOS DE BASES

5-BROMOURACILO (ANÁLOGO DE TIMINA), AGENTES DE INTERCALACIÓN (EN

(39)

MUTACIONES

SELECTIVAS: CONFIEREN VENTAJAS A LAS CEPAS (Ej. RESISTENCIA A FÁRMACOS)

NO SELECTIVAS: NO CONFIEREN VENTAJAS (Ej. PIGMENTACIÓN)

NUTRICIONALES: REQUIEREN FACTORES DE CRECIMIENTO (CEPAS AUXOTROFAS Y

(40)

CLASES DE MUTACIONES

MÓVILES VS. INMÓVILES

CAPSULADOS VS. ACAPSULADOS

SENSIBLES VS. RESISTENTES (A FÁRMACOS, VIRUS, etc.)

(41)

AGENTES MUTÁGENOS

RADIACIONES UV Y IONIZANTES

SISTEMA REPARADOR DEL ADN

REPARACIÓN POR RECOMBINACIÓN

(42)

MUTACIONES: BASES

MOLECULARES

MUTACIONES PUNTUALES:

CAMBIO EN UNA BASE

MUTACIONES SILENCIOSAS

MUTACIONES CONTRASENTIDO

MUTACIONES SIN SENTIDO

(43)
(44)

RECOMBINACIÓN

ADN DE DISTINTOS ORÍGENES: BACTERIAS DADORAS Y RECEPTORAS

INCORPORACIÓN AL GENOMA DE BACTERIA RECEPTORA

(45)

RECOMBINACIÓN

TRAMO EXTENSO DE SECUENCIAS DE ALTA SIMILITUD

DETECCIÓN POR CAMBIOS FENOTÍPICOS

(46)

RECOMBINACIÓN HETERÓLOGA

GENERALIZADA: SECUENCIAS NUCLEOTÍDICAS HOMÓLOGAS

(47)

TRANSPOSICIÓN

TRANSPOSONES: ELEMENTOS QUE PUEDEN

MOVERSE DE UNA PARTE A OTRA DEL GENOMA

SIMPLES: SECUENCIAS DE INSERCIÓN PARA INCORPORARSE

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CONJUGACIÓN

• Proceso donde ADN es transferido de una

célula a otra.

• Casi sin excepción, es mediado por plásmidos

– Plásmidos F, R y otros

• Los plásmidos transmicibles pueden ser dos

tipos

– Plásmidos conjugativos y Plásmidos movilizables

• Rango de hospedadores a colonizar

– Bacterias Gram – – Bacterias Gram +

• Transposones conjugativos

(49)

CONJUGACIÓN

Célula F + Célula F -

•Existen dos tipos de de sexo en E. coli: F- y F+.

F+ se adquiere por la presencia del factor F.

•DNA dc, circular, 1 copia por célula. • Aprox. 94x103 bp, codifica genes

Responsables de la síntesis de pili F •Ttransferencia de material genético

masculino en la célula F-

•El plásmido F+ siempre inicia

replicación antes de la transferencia, y posee 2 orígenes de replicación:

Referencias

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