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.
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
Que es la microbiología……?
"El rol de lo infinitamente pequeño es infinitamente grande" L. Pasteur
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
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
En la naturaleza……..
Existe una gran diversidad de microorganismos
Solo conocemos un pequeño porcentaje
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
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
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
El proyecto microbioma humano dice que el cuerpo humano
tiene 100 trillones de formas de vida microscópicas viviendo
en él.
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
•
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.
(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
•
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
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.
•
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.
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.
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)
Aplicación de la microbiología básica
“no existe ciencia aplicada …solo aplicaciones de la ciencia”..L Pasteur
Nombrar dos bacterias o algún otro MO
utilizados comercialmente y
GLUCOSE
Propionic acid + Acetic acid + CO2
2 Lactic acid
2 Ethanol + 2 CO2 2 Acetic acid
Fermentations Fermented foods
Microorganismos y alimentos
"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
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
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
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
•
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
•
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
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
• 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
•
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)
Arqueobacterias
Halofílicas
Termofílicas
Metanógenas
• Mayoría de anaerobias • Membranas sin ac. grasos • Pared sin peptidoglucanos
Eubacteria
Archaea
Tipo celular
Procariota
Procariota
Pared celular
Contiene
peptidoglicano,
componente universal de las bacteriasContienen
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
Estudio de los microorganismos
1. Observación de los microorganismos: microscopia
2. Cultivo e Identificación
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.
Observación de microorganismos
•
Son más pequeñas que las
células eucariotas
•
Pero existen bacterias
–
Gigantes (>0,5 mm)
Epulopiscium fishelsoni
Thiomargarita namibiensis
Microbios enormes
Mas grandes que Celulas eucariotas
Tamaños relativos y poder resolutivo del
microscopio
•
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)
Microorganismo pigmentados en el microscopio de
luz
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
Nucleus
Cytoplasmic
membrane Septum Cell wall
DNA
Tinción de Gram
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%)
-Morfología bacteriana: Formas y arreglos celulares
•
Formas
–
Bacilos
–
Cocos
–
Espirilos
–
Vibrio (coma)
–
Cuadrados
–
Estrellas
–
filamentosas
Espirilos y
espiroquetas
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
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
Multicelularidad en bacterias:
células asociadas de forma permanente
Filamentos de cianobacterias
Actinomicetos
Puentes de unión entre células y los heterocistos . Permiten la comunicación intercelular
Bacteria pluricelular: Se agregan en
forma dendroide en los
nutrientes o el agua.
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
La forma no es trivial….
Las bacterias adoptan formas en las que optimizan su relación S/V. Adaptación al medio ambiente
5.8 10
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
Métodos de estudio de los microorganismos
Microorganismos
Cualquier ambiente
Mezcla de especies
En la naturaleza Para estudiarlosCultivos
controladas y
Condiciones
óptimas
Individuos genéticamente
homogéneos (cultivo puro)
Métodos de aislamiento Identificación
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
Colonia Lactosa negativa
Colonia Lactosa positiva
Hemolisis en agar sangre
Serratia marcescens
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 – rizadoCrecimiento de las colonias
Pseudomonas aeruginosa
Siembra en medio OF Metabolismo oxidativo
Pruebas bioquímicas
para la identificación
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
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
Membrana plasmática
Estructura: Composición química
Función: permeabilidad selectiva
generación de energía
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
hopanoide Proteina integral Proteina preiférica oligosacárido glucolípido
Clases de proteínas
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
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
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
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 isoEfecto 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.
Los lípidos en
arqueas
Dieter de glicerol
.
La estructura de monocapa es
más estable y resistente en
ambientes con temperaturas
elevadas.
Algunas contiene glicolípidos
(metanogenas)
Los lípidos en Bacteria y Archaea tienen
diferentes enlaces químicos
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
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
(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
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
Out
In
R~ 2 3 Transported substance P PATP
ADP + Pi Trasportes activo simple obtiene la energia de la FPM Traslocacion de grupo Sistema PTS Trasporte ABC 1Transporte
activo
En contra de
gradiente de
concentración
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
Mecanismo de transporte ABC (ATP binding cassette)
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 exportaciónde proteínas TAT. Transporta enzimas foldeadas. Motivo conservado twin arg motif,
hidrolizable ( 2 Arg gemelas)
Proteína con secuencia señal
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).
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
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.
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
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
•
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
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
Magnetosomas Clorosomas Carboxisomas Cristales paraespolares Evitan el aumento de presión osmótica
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
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 EnergiaGránulos 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
Vacuolas de Gas
Muy refringentes al microscopio ópticoForman 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
Ribs
GvpA
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
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
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 GTPY localiza en el sitio de la división celular, sirve de plataforma de otras proteínas que Intervienen en la división celular