Teóricos de estructura y función

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(1)

Unidad 3: Estructura celular bacteriana.

Microscopía óptica y electrónica. Estructura de células procariotas.

Citoplasma. Nucleoide. Membrana celular. Apéndices de superficie: pili y

flagelos. Polisacáridos de superficie. Cápsula. Pared bacteriana. Estructura

del peptidoglicano o mureína. Diferencias basadas en la estructura de la

pared: bacterias Gram-positivas y Gram-negativas. Membrana externa de

bacterias Gram-negativas. Biosíntesis de la mureína y antibióticos que la

afectan. El ciclo celular bacteriano. División celular. Replicación del ADN.

Consideraciones morfológicas y bioquímicas. Esporas bacterianas.

Composición y función. Mecanismo de la esporulación:

Bacillus subtilis como paradigma de diferenciación celular. Otros ejemplos

de diferenciación celular en bacterias: actinomicetos, rizobios y

cianobacterias.

(2)

Biología de los microorganismos. BROCK, MADIGAN,

MARTINKO, PARKER. 14ra Edición (2014)

The Physiology and Biochemistry of Prokaryotes by

David White, James Drummond and Clay Fuqua ( 2011)

Structural and functional relationship in bacteria. Larry

Barton 2005

(3)

Que es la microbiología……?

"El rol de lo infinitamente pequeño es infinitamente grande" L. Pasteur

(4)

Objeto material de la Microbiología

mikros "pequeño",

bios, "vida"

logía, tratado, estudio, ciencia

La Microbiología es la ciencia que se ocupa del estudio de

los organismos pequeños

El objeto material de estudio viene delimitado por el tamaño

Es necesario el uso de microscopio para visualizarlo

(5)

Son la forma más antigua de vida ( primeros en aparecer

en la evolución

 Constituyen la masa más grande de la materia viva en

la Tierra

 Llevan a cabo los procesos más importantes en los

ciclos biogeoquímicos

Pueden vivir en lugares no aptos para otros organismos

 Otras formas de vida requieren microbios para

sobrevivir

(6)

En la naturaleza……..

Existe una gran diversidad de microorganismos

Solo conocemos un pequeño porcentaje

(7)

Los MO existen en la naturaleza en conjuntos de

poblaciones denominados comunidades microbianas

donde interactúan juntos

El entorno en el que vive una población microbiana es

su hábitat

Los ecosistemas se refieren a todos los organismos vivos

más componentes físicos y químicos de su entorno

Agua

Suelo

Cuerpo humano

Plantas

Ecología microbiana es el estudio de los microbios en su

ambiente natural

(8)

Soybean plant

Rumen

Grass Cellulose Glucose Microbial fermentation Fatty acids

(Nutrition for animal)

CO2 + CH4 (Waste products)

Microorganismos y ciclos de la materia

Los microorganismos han sido los primeros en aparecer en la evolución, y constituyen seguramente la mayor parte de la biomasa de nuestro planeta

(9)

Stomach (pH 2, 104 cells/g) Small intestine (pH 4–5, up to 108cells/g) Large intestine (pH 7, about 1011cells/g)

Microorganismos y cuerpo humano

(10)

El proyecto microbioma humano dice que el cuerpo humano

tiene 100 trillones de formas de vida microscópicas viviendo

en él.

(11)

Skin

Existen en una relación

10:1 en el cuerpo

Proyecto MICROBIOMA

humano estudia el genoma

del conjunto de MO que se

distribuyen en forma normal

en distintas localizaciones del

cuerpo humano

(12)

El microbioma humano es el conjunto de los

microbios y sus genes que pueblan nuestro

cuerpo, o sea el conjunto de genomas de la

microbiota humana; viven asociados al ser

humano y va adquiriendo a nivel funcional

categoría de órgano. Igual que un órgano una

microbiota consume, almacena y redistribuye

energía mediando importantes

transformaciones químicas que benefician al

huésped.

(13)

(Hooper et al. 2001 Science)

La idea de microbioma surge de experimentos

realizados con ratones estériles

Ratones criados en medio ascépticos :

Disminuída la absorción de nutrientes

Menos desarrollados los intestinos

Deficiencia de vitaminas

Subdesarrollado el Sistema immune

(14)

La palabra microbioma fue introducida en el

año 2001 para definir los genomas colectivos

del microbiota. Esta formado principalmente

por bacterias en su mayoría pertenecientes al

Dominio Bacteria, aunque pueden

encontrarse eucariotas, archeas, protozoos,

hongos y virus. Si bien el tipo de bacterias es

variable entre las personas, el microbioma es

único para cada individuo

(15)
(16)
(17)

ADQUISICION DE LA MICROBIOTA

Al nacimiento los seres humanos consisten solo de

sus propias células somáticas, pero durante los

primeros años de vida, nuestros cuerpos son

colonizados por una variedad de bacterias archaea

hongos y virus que forman una comunidad que se

conoce como microbiota.

El feto humano en condiciones normales esta libre

de microorganismos. La vía del nacimiento,

determina una tendencia en las primeras exposición

a los microorganismos en recién nacidos.

(18)

La colonización microbiana del neonato comienza

con su paso a través del canal del parto, donde se

expone a la flora de la vagina materna y continua

después del nacimiento con la exposición a los

microorganismos del medio ambiente. Después de

un corto tiempo el niño desarrolla su propia flora

microbiana indígena. Por lo que el primer acceso de

los microbios maternos en los recién nacidos por vía

vaginal, esta marcado por la rotura de membranas.

(19)

1. Sintesis y excreción de vitaminas

Vitamina K y Vitamina B12

2. Prevención de la colonización por patógenos

competing for attachment sites or for essential nutrients

3. Antagonismo de otras bacterias

the production of substances which inhibit or kill non-indigenous

species(nonspecific fatty acids, peroxides, bacteriocins).

4. Estímulo de desarrollo de ciertos tejidos

i.e., intestines, certain lymphatic tissues, capillary density

5. Estímulo de la producción de anticuepros.

Low levels of antibodies produced against components of the normal

flora are known to cross react with certain related pathogens, and

thereby prevent infection or invasion.

(20)
(21)

el estudio de la microbiología se basa en…

1. Comprensión de procesos vitales básicos

( microorganismos como modelos )

-Morfología microbiana

-Fisiología microbiana

-Genética microbiana

2. La aplicación de ese conocimiento para el

beneficio de los seres humanos..

( papel de los microorganismos en medicina

industria etc)

(22)

Aplicación de la microbiología básica

“no existe ciencia aplicada …solo aplicaciones de la ciencia”..L Pasteur

(23)

Nombrar dos bacterias o algún otro MO

utilizados comercialmente y

(24)

GLUCOSE

Propionic acid + Acetic acid + CO2

2 Lactic acid

2 Ethanol + 2 CO2 2 Acetic acid

Fermentations Fermented foods

Microorganismos y alimentos

(25)
(26)

"La ciencia encargada del

estudio de los microorganismos

tan pequeños cuya visualización

requiere del microscopio“

abarca una enorme

heterogeneidad de tipos

estructurales, funcionales y

taxonómicos”

"El rol de lo infinitamente pequeño es infinitamente grande" L. Pasteur

Enorme heterogeneidad de tipos estructurales

(27)

2 Tipos

celulares

3 Dominios

5 reinos

Procariota

Archaea

Monera

Ámbito de la

Microbio-logía

Bacteria

Eucariota

Eukarya

Protista

Fungi

Animalia

Plantae

Ubicación de los microorganismos

Clasificación celular-Ubicación de los

(28)

Clasificación celular-Ubicación de los

microorganismos

– Células procariotas (material genético sin membrana)

• En general son morfológicamente simples

• En general carecen de núcleo rodeado de

membrana

Incluye los dominios Bacteria

y

Archaea

– Células eucariotas ( núcleo verdadero)

• En general son morfológicamente más complejos

• Tienen un núcleo rodeado de membrana

• Incluye a los protozoos, algas, hongos, plantas y

animales

(29)

Microorganismos con organización celular

La célula es la unidad estructural y funcional básica de los

organismos vivos.

Es la entidad más pequeña que exhibe las característcas de

(30)
(31)

Membrana nuclear presente, tiene núcleo

verdadero y nucloide

Dotación diploide, múltiples cromosomas lineales

asociados a histonas

Citoplasma rico en orgánulos, citoesqueleto y

corrientes citoplasmáticas

Organelas rodeadas de membrana

Ribosomas grandes (80S)

Membrana celular con esteroles y carbohidratos

Pared celular ausente y si tiene es simple como

quitina o celulosa

Flagelos complejos formados por micortubulos

Glicocalix presente raramente en células sin pared

División celular: mitosis

Recombinación sexual :meiosis

(32)

Ausencia de membrana nuclear y contiene

usualmente un solo cromosoma (algunos tienen 2

cromosomas otros tienen cromosoma lineal

DNA no asociado con histonas tiene otras proteinas

asociadas

No tiene organelas envueltas de membrana, pero

tiene cierto grado de organización

Citoplasma pobre en orgánulos, citoesqueleto de

fibras parecidas a la actina indispensable para la

forma y la división celular

Ribosomas pequeños (70S)

Membrana celular sin esteroles

Pared celular presente conteniendo un polisacárido

complejo en la mayoría de las bacterias

Flagelo simple compuestos de pocas proteínas

Glicocalix presente como cápsula o slime layer

Se dividen por fisión binaria. Durante este proceso se

copia el DNA y la célula se divide en dos.

Rbiió l tfi d DNA

(33)

Cilios y flagelos

Flagelos

Órganos de

locomoción

Presente

Ausente

Sistema de

Endomebranas

Presentes

Ausentes

Nucléolos

De celulosa

PG o pared arqueas

Pared celular

80S (60S + 40S)

70S (50S + 30S) /80s arqueas

Ribosoma

en células vegetales

(con ribosomas 70S)

Cloroplasto

Presentes

(con ribosomas 70S)

Ausente. Los procesos

bioquímicos equivalentes

tienen lugar en la

membrana citoplasmática

Mitocondria

Mitosis o Meiosis

Fisión binaria

División celular

Múltiples

Único

Cromosomas

con histonas

Desnudo y circular

ADN

Presente

Ausente

Membrana nuclear

Eucariotas

Procariotas

Característica

(34)

• Grupo amplio, con varias ramas evolutivas.

• Gran capacidad adaptativa.

• Son la mayor parte de las bacterias conocidas

Algunos ej. de

eubacterias

Bacterias purpureas y verdes

Cianobacterias

Enterobacterias

Bacterias nitrificantes

Bacterias fijadoras de nitrógeno

Espiroquetas

Bacterias del ácido láctico

Micoplasmas

(35)

Historia evolutiva independiente.

Muchas diferencias bioquímicas y

genéticas, conforma un dominio separado

engloba a los organismos más antiguos del Planeta y son considerados fósiles vivientes. Las condiciones de crecimiento semejan a las existentes en los primeros tiempos de la historia de la tierra

)

•Célula procariota

•Morfología (bacilos, cocos y hélices)

•Pared bacteriana sin peptidoglicano.

•Membrana citoplasmática lípidos diferentes con enlaces éter

• ARNt y ARNr y

enzimas son diferentes al de las eubacterias

• Distintas rutas metabólicas.

• Habitan en ambientes extremos

1.Metanógenos (Methanobacterium)

2.Halófilos extremos (Halobacterium y Halococcus)

3.Termófilos extremos (Thermoplasma acidhophilus)

(36)

Arqueobacterias

Halofílicas

Termofílicas

Metanógenas

• Mayoría de anaerobias • Membranas sin ac. grasos • Pared sin peptidoglucanos

(37)

Eubacteria

Archaea

Tipo celular

Procariota

Procariota

Pared celular

Contiene

peptidoglicano,

componente universal de las bacterias

Contienen

pseudomureina

(ausente en eubacterias)

Lípidos de

membrana

AG unidos por

unión éster al

glicerol

Isoprenoides

ramificados unidos por

unión éter al glicerol

tRNAiniciador

Formilmetionina

Metionina

Genoma

Único circular

Único circular

Histonas

No contiene

Contiene histonas

Intrones en el

tRNA

no

si

(38)

Estudio de los microorganismos

1. Observación de los microorganismos: microscopia

2. Cultivo e Identificación

(39)

Observación de los microorganismos

Concepto estudiado: El conocimiento de la

microbiología floreció cuando se fueron

perfeccionando las técnicas para observar los

microorganismos, los avances fueron mano a

mano.

(40)

Observación de microorganismos

Son más pequeñas que las

células eucariotas

Pero existen bacterias

Gigantes (>0,5 mm)

(41)

Epulopiscium fishelsoni

Thiomargarita namibiensis

Microbios enormes

Mas grandes que Celulas eucariotas

(42)

Tamaños relativos y poder resolutivo del

microscopio

(43)

Las células son pequeñas, incoloras y

translúcidas.

Microscopio óptico resolución 0.2um

Se utilizan tinciones para observar bacterias en

el microscopio de luz para mejorar el contraste

Ejemplo: tinción Gram

Las células responden a los colorantes de

acuerdo a la complejidad y composición de

su pared celular.

Hay bacterias Gram +, Gram – o Gram

variable (menos común)

(44)

Microorganismo pigmentados en el microscopio de

luz

(45)

Microscopio de campo oscuro.

Microscopio de contraste de fases.

Microscopio de luz ultravioleta.

Microscopio de fluorescencia.

Microscopio de polarización.

Contraste diferencial

Técnicas utilizadas para incrementar el rango de

resolución

(46)

Nucleus

(47)

Cytoplasmic

membrane Septum Cell wall

DNA

(48)

Tinción de Gram

(49)

Envoltura rígida que proporciona protección frente a choques osmóticos.

COMPOSICIÓN QUÍMICA:

Peptidoglicano o mureína, formado por N-acetilglucosamina, ácido N-acetilmurámico y un tetrapéptido. Exclusivo de Bacteria.

TIPOS DE PARED:

GRAM POSITIVAS (retienen

el cristal violeta)

GRAM NEGATIVAS(no retienen

el cristal violeta)

PEPTIDOGLICANO (90%)

Membrana

plasmática Membrana plasmática

Ácido teicoico Ácido lipoteicoico Porina LPS Lípido A FUNCIÓN:

Tinción basada en la estructura de la pared

PEPTIDOGLICANO (10%)

(50)
(51)

-Morfología bacteriana: Formas y arreglos celulares

Formas

Bacilos

Cocos

Espirilos

Vibrio (coma)

Cuadrados

Estrellas

filamentosas

(52)

Espirilos y

espiroquetas

(53)

Cuadrados y estrellas

género Stella

(Archaea Halófilas), género Haloarcula

Las formas con prostecas, prolongaciones, las morfologías en disco o en lámina parecen estar especializadas en facilitar la flotación, otras son adaptaciones a distintos nichos ecológicos

(54)

Agrupaciones bacterianas:

relación con la división celular

Arreglos:

individuales

Pares

Tétadras

Octadas

Cadenas

Paquetes

En algunas especies luego de la

división las hijas pueden permanecer Unidas entre si

(55)
(56)

Multicelularidad en bacterias:

células asociadas de forma permanente

Filamentos de cianobacterias

Actinomicetos

Puentes de unión entre células y los heterocistos . Permiten la comunicación intercelular

(57)

Bacteria pluricelular: Se agregan en

forma dendroide en los

nutrientes o el agua.

(58)

Tamaño pequeño: consecuencias biológicas

Tamaño pequeño

La relación S/V es

muy alta

Mayor superficie de

contacto directo con

el medio

Gran tasa de entrada

de nutrientes

Gran tasa de salida

de productos de

desecho

Altas tasas de

(59)

La forma no es trivial….

Las bacterias adoptan formas en las que optimizan su relación S/V. Adaptación al medio ambiente

5.8 10

(60)

Cultivo de microorganismos e identificación

Se requiere de un medio para obtener la proliferación

artificial microorganismos.

Debe tener nutrientes adecuados.

Condiciones de crecimiento óptimas: T, pH, O2

(aerobio, anaerobio) técnicas asépticas, obtención de

cultivo puro, pruebas bioquímicas

La proporción de microorganismos estudiados es

baja, la mayoría son no cultivables

(61)

Métodos de estudio de los microorganismos

Microorganismos

Cualquier ambiente

Mezcla de especies

En la naturaleza Para estudiarlos

Cultivos

controladas y

Condiciones

óptimas

Individuos genéticamente

homogéneos (cultivo puro)

Métodos de aislamiento Identificación

(62)

Medios de cultivo de los microorganismos

Medios de cultivo

Composición

Complejos (no definidos) Sintéticos (comp. definida)

Estado físico Líquidos Sólidos Utilidad Medios de enriquecimiento Medios de aislamiento Medios de diferenciación

(63)

Colonia Lactosa negativa

Colonia Lactosa positiva

(64)

Hemolisis en agar sangre

(65)

Serratia marcescens

(66)

Morfología y crecimiento de la colonia

Forma – Puntiforme – Circular y ovalada – Filamentosa – Irregular – Rizoide – fusiforme • Elevación – Plana – Elevada – Convexa – Pulvinada – Umbonada – Montañosa – crateriforme • Márgen – Entero – Ondulado – Lobulado – Erosionado – Filamentoso – rizado

(67)

Crecimiento de las colonias

(68)

Pseudomonas aeruginosa

Siembra en medio OF Metabolismo oxidativo

Pruebas bioquímicas

para la identificación

(69)

Que vimos hasta ahora??

Objeto de estudio de la microbiología

Comparamos la célula procariota con la eucariota

Comparamos eubacteria con archea

Cómo estudiar los microorganismos

--Observación de microorganismos-Coloraciones

Morfología de las bacterias y su relación con el medio

y los nutrientes

-Medios de cultivo

-Tipificación con pruebas bioquímicas

(70)

Pared celular

Citoplasma (viscoso y desprovisto de

orgánulos excepto ribosomas y mesosomas)

Pili (largos, huecos y rígidos, paso de

plásmidos)

Flagelos (1 o 2 que permiten la

locomoción: axonema+corspúsculo basal+codo o gancho) Cápsula o glucocáliz ej. neumococos patógenos Membrana plasmática Mesosomas (plegamientos de la

membrana que contienen enzimas para la respiración, división celular, pigmentos fotos.)

Nucleoide (molécula

circular de ADN)

Ribosomas Fimbria (cortos, huecosy

numerosos Plásmidos

Elementos

estructurales

de las

bacterias

(71)

Membrana plasmática

 Estructura: Composición química

 Función: permeabilidad selectiva

generación de energía

(72)

Membrana citoplasmática

Compuesta por fosfolípidos y proteínas en un mosaico fluido. Constituye una fina bicapa

lipídica de unos 8 nm de espesor similar a eucariotas pero con distinto tipos de

lípidos: mantiene la integridad celular y es altamente selectiva. La membrana delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula

La membrana plasmática en procariotas

(73)

hopanoide Proteina integral Proteina preiférica oligosacárido glucolípido

Clases de proteínas

(74)

ESTRUCTURA

Proteína

Fosfolípidos

Fosfolípidos

•No tiene colesterol. Muchas bacterias

contienen hopanoides

• Los lípidos mas comunes son

PE,PG y CL (PC algunas)

• Algunas bacterias tienen isopreno

en lugar de ácidos grasos.

•En algunas las cadenas hidrofóbicas

de cada lado se unen covalentemente

entre sí formando una monocapa.

•Las únicas que contiene colesterol

son los Mycoplasmas que lo toman

del huesped

BICAPA LIPÍDICA

MONOCAPA LIPÍDICA

La membrana plasmática en procariotas

(75)

Los lípidos en eubacterias

-Fosfolípidos están

compuestos por 2 ácidos

grasos esterificados por

unión ESTER en los dos

grupos OH de glicerol

-El tercer OH esta unido

a un grupo fosfato

sustituido por una

molécula polar

Bicapa impermeable a H y

OH

(76)

Fluidez

La fluidez es una de las características más importantes

de las membranas que aseguran el buen funcionamiento

de la célula.

Puede variar con:

Composición de ácidos grasos

Temperatura

(77)

Efecto de la estructura sobre la fluidez de membrana

Disminuye la fluidez Disminuye la fluidez Aumenta la fluidez Disminuye la fluidez comparado con el anteiso Aumenta la fluidez comparado con el iso

(78)
(79)

Efecto de la temperatura sobre la fluidez

A T. fisiológicas los lípidos se encuentran en un estado fluido-líquido.

A bajas temperaturas sufren un cambio de fase, una transición de un estado

desordenado a uno mas ordenado, una transición de una fase liq. cristalino a gel.

Este cambio inducido por la temperatura, se conoce como transición de fase.

(80)

Los lípidos en

arqueas

Dieter de glicerol

(81)
(82)

.

La estructura de monocapa es

más estable y resistente en

ambientes con temperaturas

elevadas.

Algunas contiene glicolípidos

(metanogenas)

(83)

Los lípidos en Bacteria y Archaea tienen

diferentes enlaces químicos

(84)

Compuestos que rigidizan la membrana: Esteroles y Hopanoides

Esteroles y hopanoides son molecular rígidas y planares

Los esteroles están presentes en eucariotas y algunos procariotas como

Mycoplasmas QUE NO TIENEN PARED

Los procariotas lo toman del medio, confiere rigidez

Hopanoides están presentes en las membranas de muchas bacterias

No están presentes en Archaea

(85)

Barrera de permeabilidad

( mantiene constante el medio interno).Las

moléculas polares y cargadas son

transportadas, solo pasan las neutras y las

hidrofóbicas de Pm bajo

Anclaje de proteínas

Conservación de la energía

Generación de la fuerza PM

Participa en biosíntesis y secreción de

proteínas y componentes de pared

Interacción con otras células

Anclaje de cromosoma y algunos

plásmidos

(86)
(87)
(88)

(a) Simple diffusion through the lipid bilayer

(b) Facilitated diffusion through a nonspecific transporter (c) Facilitated diffusion through a specific transporter

(d) Osmosis through the lipid bilayer (left) and an aquaporin

(89)

Transporter saturated

Transport

Simple diffusion

Difusion facilitada y difusión simple

Ambos requieren

gradiente de

concentración a

ambos lados de

la membrana

DF. Poco común

en bacteria

(90)

Out

In

R~ 2 3 Transported substance P P

ATP

ADP + Pi Trasportes activo simple obtiene la energia de la FPM Traslocacion de grupo Sistema PTS Trasporte ABC 1

Transporte

activo

En contra de

gradiente de

concentración

(91)

Nonspecific components Specific components Cytoplasmic membrane Out Glucose Direction of glucose transport Glucose 6_P P In Direction of P transfer P Pyruvate PE P Enz I HPr EnzII a Enz IIb Enz IIc P

Traslocación de grupo

Sistema de fosfotransferasa en E. coli

(92)

Mecanismo de transporte ABC (ATP binding cassette)

(93)

Secreción de proteínas

Proteína con secuencia hidrofóbica reconocida por SRP y y no reconocida por la proteasa Sec Proteína sin secuencia señal Proteína no secretada Partícula de reconocimiento de la señal SRP SecB SecA Sistema de exportación

de proteínas TAT. Transporta enzimas foldeadas. Motivo conservado twin arg motif,

hidrolizable ( 2 Arg gemelas)

Proteína con secuencia señal

(94)
(95)

Cromatóforos: contiene bacterioclorofila y

carotenoides. En las bacterias púrpura

como Rhodospirillum rubrum, las proteínas

colectoras de luz se encuentran de forma

intrínseca en las membranas de los

cromatóforos.

Estructuras membranosas

Mesosomas: Invaginaciones de la

membrana en sitios donde se inicia

la división celular; tabiques

transversales en crecimiento

(incluyendo los que delimitan el

compartimento de la endospora);

zonas cercanas a los nucleoides

(cuerpos nucleares).

(96)

ME def

Methylomonas methanica

estructuras intracitoplasmáticas que

funcionan en oxidacin del metano.

Fotótrofos

Metanótrofos

Tilacoides: Son sacos membranosos aplastados

presentes en las cianobacterias, que pueden

estar o no en continuidad con la membrana citoplásmica; en su cara externa se disponen

filas de ficobilisomas. El conjunto de

membrana tilacoidal + ficobilisomas (compljo de ficobiliprot) es el responsable de la

fotosíntesis oxigénica en este grupo de procariotas. Tienen todo el aparato fotosintético

(97)

Citoplasma bacteriano

El citoplasma bacteriano es un sistema coloidal compuesto por agua y diversas sustancias en solución (citosol) y la fase dispersa son macromoléculas y conjuntos supramoleculares. Esta delimitado por la membrana citoplásmica.

En su interior se albergan:

cuerpos nucleares (nucleoide)

plásmidos

ribosomas;

inclusiones (no en todas)

orgánulos (no en todas)

citoesquelto

La viscosidad es mayor que la del citoplasma eucariótico, estando desprovisto de corrientes citoplásmicas.

(98)

Nucloide

Contiene el ADN genómico, proteína y ARN

No está envuelto por membrana La mayoría de las bacterias tiene un solo cromosoma circular, algunas tienen cromosoma lineal o mas de un cromosoma

Estructura superenrrollada

Presenta proteínas estructurales pero no histonas

Se encuentra anclado a al membrana posiblemente por el mesosoma a nivel del origen de replicación ( oric) Puede contener plásmidos que

No son esenciales para la vida de la bacteria

(99)

Ribosoma procariota

Sitio de síntesis de proteínas

la transcripción y la traducción están estrechamente acopladas en procariotas

Dan la apariencia granulosa al citoplasma

El ribosoma está compuesto de un 63% de ARN y un 37% de proteínas.

El ribosoma eubacteriano posee un coeficiente de sedimentación de 70S, frente al de 80S

(100)

El citoplasma

procariótico es

dinámico, estructurado

y complejo

El DNA esta

recubierto de proteínas

estructurales tipo

histonas nucloide

RNA polimerasa y

RNA y maquinaria de

replicación

Plásmidos

Citoesqueleto

Organización celular

(101)

Inclusiones citoplasmáticas y orgánulos

Gránulos de almacenamiento -polifosfato, ( fosfato inorganico) Globulos de sulfuro ( S elemental)

Carbonatos de mineral

Gránulos de almacenamiento de carbono - polihidroxibutirato (PHBs, PHA)

-glucógeno  Vesículas de gas – flotación

MagnetosomasClorosomasCarboxisomasCristales paraespolares Evitan el aumento de presión osmótica

(102)

Polihidroxibutirato (PHBs, PHA)

Producidos en varias bacterias y arqueas Polímero lipídico

Se producen cuando hay exceso de C y poco P y N Rodeado de membrana simple

Visibles al microscopio

Es la fuente de E para el inicio de esporulación Puede variar en la cadena hidrocarbonada desde C4-a C18 polihidroxialcanoato( PHA)

Reserva osmóticamente inerte

de carbono y energía

Gránulos y glóbulos

β-carbon

(103)
(104)

Gránulos de glucógeno

Fuente de C y energía, polímero de poliglucosa Se acumula en condiciones de bajo N y alto C No esta rodeado de membrana

Polifosfatos:

Se denominan también gránulos de volutina o metacromáticos. Efecto de cambio de color cuando se tiñen con los colorantes básicos azul de toluidina o azul de metileno, se colorean de rojo. A microscopio electrónico aparecen muy densos a los electrones. Son fuente de Energia

Gránulos o glóbulos de S

: -en las purpúreas del azufre (que usan el SH2 como donador de electrones para la fotosíntesis);

-bacterias filamentosas no fotosintéticas

como Beggiatoa, Thiomargarita o Thiothrix, es donador de electrones para sus oxidaciones. El SH2 es oxidado a (S0), que se acumula como

glóbulos muy refringentes y rodeados de envuelta proteínica. Estos glóbulos son transitorios, ya que el S0 se reutiliza por oxidación hasta sulfato, cuando en

el medio se agota el sulfuro

(105)

Vacuolas de Gas

Muy refringentes al microscopio óptico

Forman agrupaciones regulares de vesículas de gas

Rodeado de una monocapa de proteína que dan un aspecto de bandas (“costillas”).

Esta envuelta es impermeable al agua, pero permeable a los gases. Están constituidas por dos tipos de proteína: GvpA pequeña rígida y muy hidrófoba resistencia a presiones externas. La proteína minoritaria GvpC tiene como función reforzar las vesículas de gas.

La función de estas vacuolas es mantener un grado de

flotabilidad óptimo para acceder a nutrientes, luz y O2

Las vacuolas de gas son muy frecuentes en eubacterias fototrofas (Cianobacterias y bacterias fotosintéticas

purpúreas y verdes); y en arqueas (Halobacterium, algunas metanógenas) y en bacterias prostecadas Ancalomicrobium,

Prosthecomicrobium). Agrupaciones en forma de bandas

(106)

Ribs

GvpA

(107)

Magnetospirillum magnetotacticum

Magnetosomas dispuestos en cadena

Migración ondulante de las

bacterias bajo la acción de un

campo magnético. Estas bacterias

presentan un movimiento dirigido

según las líneas del campo

magnético, que se

denomina magnetotaxis.

Magnetosomas, sensores del campo magnético algunas bacterias acuáticas

contienen en las inclusiones magnetita (Fe3O4), lo que les permite orientarse en los campos magnéticos. Utilizan su

brújula magnética para elegir los ambientes favorables para su

crecimiento. Lo utilizan para alejarse de ambientes con mucho oxígeno

Magnetosomas

Orgánulos citoplasmáticos

(108)

Vesículas no rodeadas de unidad de membrana situadas debajo de la MC de las bacterias fotosintética, rodadas de cubierta proteica contiene

pigmentos antena para la fotosíntesis en bacteria verdes del S y no del S. Contiene los pigmentos fotosintéticos pero el centro de reacción fotosintético está en la membrana

Orgánulos citoplasmáticos

Clorosomas

Cuerpos con envuelta proteica, presente En bacterias que utilizan CO2 como

fuente de C, es acumulo de la enzima RuBisCo. Presente en foto autótrofas y quimiolitotrofas

Carboxisomas

(109)

Citoesqueleto bacteriano

Existen tres proteínas de citoesqueleto bacteriano muy estudiadas

MreB.

Es una proteína homóloga a actina.

Forma filamentos lineales que polimerizan utilizando ATP o GTP´o sola. Tiene rol estructural en algunas bacterias.

Localiza los sitios de iniciación de síntesis de PG en bacterias

FtsZ

. Homóloga a tubulina. Polimeriza de manera dependiente de GTP

Y localiza en el sitio de la división celular, sirve de plataforma de otras proteínas que Intervienen en la división celular

Cre S.

Homóloga a filamentos intermedios, localiza en las curvaturas de Caulobacter crescens

Estas proteínas no son las únicas recientemente se han identificado

otras proteínas con homología a tubulinas, actina y IF

(110)

Citoesqueleto bacteriano

(111)

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