LA CELULA PROCARIOTA. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN

50 

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Texto completo

(1)

LA CELULA PROCARIOTA.

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN 

(2)

CLASIFICACIÓN de las

células microbianas

(por su estructura celular)

1.- 

PROCARIOTAS

     - Bacterias

     - Cianofíceas

     - Arqueobacterias

2.- EUCARIOTAS

     - Algas

     - Hongos filamentosos y 

       levaduras

     - Protistas

(3)

www.profesorenlinea.cl

Bacterias

urbinavinos.blogspot.com

Hongos y levaduras

Protistas

Cianofíceas

PROCARIOTAS

EUCARIOTAS

(4)

ESTRUCTURA DE LA

CÉLULA PROCARIOTA

Estructuras fundamentales y constantes Membrana citoplasmática Citoplasma Ribosomas

Nucleoide o ADN cromosomal Pared Elementos facultativos Cápsula o glicocálix Flagelos Fimbrias Pelos Endospora Plásmidos

(5)

Tamaño: 

En el orden de los micrones 

Equivalencia

:

1 μm = 10-3 mm

Límites: 0,15 μm a 750 μm

Relación S/V

Morfología

:

cocos 

bacilos

espirilos

espiroquetas

con apéndices 

filamentosos

pleomorfismo

TAMAÑO Y MORFOLOGÍA DE LOS

PROCARIOTAS

http://biologia- test.blogspot.com.ar/2014/07/celula-procariotica.html

(6)

Helicobacter

Pseudomonas

(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)

Estructuras

constantes

(13)

ADN BACTERIANO

•Plásmidos:

-estructuras más

pequeñas y

circulares de ADN

-extracromosomal

-copias múltiples

-genes de resistencia a

antibióticos

-genes que codifican

para toxinas

-replicación

independiente de la

división celular.

•Un cromosoma empaquetado: ”nucleoide”

Tamaño del genoma: 0.5 to 6 Mb

(14)

RIBOSOMAS

Función

:

Síntesis de proteínas

Estructura:

60% RNA ribosomal 

 40% proteínas

2 subunidades: 

-grande  50 S (Svedberg) 

-pequeña 30 S

En total: 70 S

-

unidad

pequeña 30 S: 

 

ARNr 16S + 21 proteínas

-unidad grande 50 S:

ARNr 5S y 23S + 31 proteínas

 

(15)

MEMBRANA CITOPLASMÁTICA

Estructura

•Bicapa fosfolipídica con proteínas embebidas. Espesor: 6 a 8 nm

•La estructura se estabiliza mediante puentes de hidrógeno, interacciones  hidrofóbicas y con Mg 2+ y Ca2+  que interaccionan los fosfolípidos. 

Funciones

•Barrera de permeabilidad  altamente selectiva (6 a 8nm)

(16)

Observación en microscopio electrónico:

las células deben tratarse con ácido ósmico o con cualquier otro 

compuesto denso a los electrones capaz de combinarse con los 

componentes hidrofílicos de la membrana. 

Las membranas se visualizan 

como dos líneas claras separadas 

por una zona más oscura. 

(17)

Proteínas de membrana plasmática (MP)

-

proteínas periplásmicas:

 -se encuentran en la cara externa de la MP

 - funciones:  unión de sustratos y el procesamiento de 

macromoléculas para ser transportadas al interior de la célula:

proteínas integrales de membrana:

  

-se comportan como proteínas unidas a membrana

 -funciones: distintos procesos celulares, ppalm. transporte. 

-proteínas periféricas de membrana

(no están embebidas en la MP):

 Algunas son lipoproteínas, llamadas proteínas de membrana con

anclaje lipídico. 

(18)

Esteroles y hopanoides:

agentes reforzantes de las membranas plasmáticas

En procariotas

:

Hopanoides 

En eucariotas

Colesterol: típico esterol 

(19)

• Funciones de esteroles y hopanoides

-

aumentan la resistencia

de la membrana plasmática debido a su  

estructura planar rígida.

 

• favorecen la estabilización de las membranas, pero 

las hace menos

flexibles

.

• mayor rigidez de la membrana. 

Esto es muy importante en los organismos eucariotas que

carecen de pared celular. Por su mayor tamaño,  sus membranas están 

sometidas a tensiones físicas muy importantes.

(20)

Diferencias de membranas plasmáticas entre

Bacteria, Eukarya y Archae

Bacteria o Eukarya Archaea  ISOPRENO

 CH3–CH2–CH2–COOH

(21)
(22)

Principales funciones de la

membrana citoplasmática

(23)

FUNCIONES de la membrana citoplasmática

-

barrera de permeabilidad

 

• El agua puede atravesar 

libremente la membrana 

por ser pequeña y 

carecer de carga. 

Aquaporinas:

proteínas 

que forman canales 

intramembranales por 

donde transcurre el agua.

La mayoría de las sustancias no  son capaces de entrar en la  célula de forma pasiva

, por lo 

que 

los procesos de

transporte son críticos

para el funcionamiento

de las células.

Sustancia Porcentaje de permeabilidad Agua 100 Glicerol Glucosa 0,1 0,001 Triptófano 0,0001 Ion Cloruro (Cl -) Ion Potasio (K+) Ion Sodio (Na+)

0,0000001 0,00000001 0.00000001

(24)

Necesidad de proteínas transportadoras

:

para acumular nutrientes dentro de la célula en contra

de un gradiente de concentración.

Proteínas

transportadoras:

•Saturación •Especificidad

•Regulación por parte de

la célula

Pocas sustancias Lenta

(25)

Sistemas de transporte de membrana

1

. transporte simple

2. 

traslocación de grupo

3. sistema ABC (ATP-binding cassette)

Una proteína transmembrana.

Energía: fuerza motriz de protones Ej.: permeasa Lac de E. coli

Sustancia transportada: lactosa

Serie de proteínas

Energía: fosfoenolpiruvato Ej.: e. coli

Sust.: glucosa, manosa, fructosa

La sustancia se fosforila!!

Tres componentes:

-proteina de unión al sustrato, -un transportador integrado a la membrana

-una proteina que hidroliza ATP

(26)

Estructura de los transportadores transmembranales

12 dominios proteicos alineadas en círculo formando un canal a 

través de la membrana (12 hélices de tipo alfa hélice que se pliegan 

hacia atrás y adelante y que cambian su configuración )

Tipos de procesos de transporte

• Uniportadores

 (unidireccional)

• Simportadores

 (co-transporte con H+)

• Antiportadores

 (en ambos sentidos) 

En transporte de tipo antiporte y  simporte, la molécula co-transportada se indica en amarillo

(27)

Captación de lactosa por

Escherichia coli

Transportador simple:

la permeasa Lac

Captación del disacárido: 

requiere energía de la fuerza 

motriz de protones (FPM) que 

es posteriormente regenerado.

(28)

TRANSLOCACIÓN DE GRUPO:

sistema fosfotransferasa de E. coli

El sistema consta de 5 proteínas: Enzimas (Enz) I,IIa,IIb y IIc, y HPr. La  transferencia secuencial de fosfato tiene lugar desde el fosfoenolpiruvato (alta  energía) a través de las proteínas, hasta la enzima IIc. Esta última es la auténtica  responsable del transporte y fosforilación de glucosa a Glu-6-P. Luego comienza la  glucólisis.

(29)

Sistema de transporte ABC

(ATP-binding cassette)

-

Alta afinidad por sustrato:

hasta10

-6

M

!!

-

Requiere:

Proteína periplasmática de unión  Proteína  transmembrana Proteína que hidroliza ATP

Transporta: 

azúcares, aminoácidos y 

compuestos inorgánicos

Ubicación:

-en el periplasma 

(bacterias Gram negativas).

-en cara externa de MC

(Gram positivas)

(30)

Transporte de proteínas

al exterior celular

• por TRANSLOCASAS, específicas  para el tipo de proteína exportada •Ej.:

1. Sistema Sec de translocación:  consta de 7 proteínas  Funciones: -transporte de enzimas  (exoenzimas) para hidrolizar  nutrientes insolubles  (almidón) - excreción de toxinas proteicas  

2. Sistema de secreción tipo III

(SST3): toxinas proteicas que se 

traslocan directamente de la 

bacteria al hospedador (ej. inyectisoma  de Yersinia enterocolitica. De www.journals.plos.org)

(31)

En resumen

,

   -la membrana puede ser considerada como 

un mosaico fluido en el que existen proteínas 

globulares con orientaciones específicas que 

atraviesan la bicapa lipídica, que a pesar de 

su estricta organización posee alta movilidad. 

Este tipo de organización confiere 

importantes propiedades funcionales a las 

membranas… 

(32)
(33)

PARED CELULAR:

Funciones:

-confiere forma y rigidez 

-

protege a la bacteria de la lisis osmótica.

Estructura:

https://es.123rf.com/photo_32520410_bact erias-diferencia-de-gram-positiva-de-bacterias-gram-negativas.html

(34)

PARED CELULAR DE BACTERIAS GRAM-POSITIVAS

90 % de PG

Ácidos teicoicos: polisacáridos ácidos o polialcoholes cargados negativamente 

(glicerolfosfato o ribitolfosfato), se unen covalentemente a ác. muramico del PG y entre sí  por uniones éster fosfato.

Se unen a Ca++ y Mg++ para su transporte .

(35)

PARED CELULAR DE BACTERIAS GRAM-NEGATIVAS

(36)

Diferencias en la estructura

del peptidoglicano de

bacterias Gram positivas y

(37)

Estructura del peptidoglicano (PG)

(

sólo en bacterias, no existe en otras células

)

   1. 

Un polímero rígido formado por unidades repetitivas de:

 N-Acetilglucosamina –ácido N-acetilmurámico - ….. - ……- ….

NAG-NAM-NAG-NAM-NAG-NAM-NAG-NAM- ……- ……- ……-

……-   2. 

Puentes tetrapeptídicos de unión del PG: 

Cada puente tiene 4 aminoácidos:

L-Ala – D-Ala – D-glutámico – Lis ó 

ácido diaminopimélico (DAP

)

(38)
(39)

Bacterias Gram positivas

Gram positivos 

(40)

Bacterias Gram negativas

Gram negativos: 

(41)

Preparación 

del frotis

y

coloración

diferencial:

- 2 colorantes  

- 1decolorante

Coloración de Gram

(se basa en la estructura de la pared)

 

https://es.wikipedia.org/wiki/Tinción_de_Gram Resultado final:

Color azul o violeta: Gram positivos

(42)

PROTOPLASTOS

son bacterias que han perdido su pared celular.

Los protoplastos se pueden obtener  por tratamiento con lisozima en  solución isotónica de sacarosa. Lisozima es una enzima que digiere  el PG (ataca las uniones β-1,4 entre  NAG-NAM). En solución isotónica, el agua no  ingresa a la bacteria, entonces no hay  lisis. En agua  En sacarosa 

ESFEROPLASTOS

: son microorganismos que conservan restos de pared.

FORMAS L:

son bacterias sin pared con capacidad de producir 

enfermedad.

(43)

Células naturalmente sin

paredes:

-Mycoplasma: bacterias que tienen formas  extremadamente variables ya que no tienen  pared celular rígida. • Ni la penicilina ni la lisozima afectan a estos  organismos • Pueden sobrevivir sin pared ya que su  membrana citoplasmática es más resistente  por la presencia de esteroles. Habitan en  hábitats osmóticamente protegidos  (como el  cuerpo de los animales y el ser humano). -Thermoplasma (Archaea) no tiene pared,  pero sí membranas especiales. Son  procariotas de vida libre.

(44)

Variaciones extremas de morfología de  

Mycoplasma pneumoniae

(45)

PARED CELULAR DE BACTERIAS GRAM-NEGATIVAS

10%

-

Periplasma

: incluye 

peptidoglicano

 (10%)

-

Membrana externa:

bicapa lipídica

---- región interna: lipoproteínas de anclaje al PG.

(46)

LPS:

3 regiones de adentro hacia afuera 

-

Lípido A

:

tiene propiedades de ENDOTOXINA !! cuando se libera causa graves síntomas en humanos.

-Núcleo de polisacárido

:

cetodoxioctonato (KDO),heptosas, gal, glu y NAG.

-

Polisacárido O-específico:

secuencias de 4 o 5 unidades repetidas de diferentes monosacáridos.

Es el antígeno somático O, diferente para cada especie, usado para identificar bacterias usando anticuerpos específicos antiO. Tiene valor inmunológico !!

i n t e r i o r e x t e r i o r

(47)

Antígeno O: 50-100 unidades de disacáridos. Permite diferenciar una especie en serotipos Core: polisacárido ramificado Lípido A : Endotoxina !!

Acción tóxica en animales y humanos

LPS

(48)

PORINAS

Proteínas transmembranales  de tres  subunidades idénticas de 1 nm de diámetro.  Permiten el transporte de pequeñas  moléculas hidrofílicas de bajo peso molecular. Porinas específicas e inespecíficas. 

ESPACIO PERIPLASMÁTICO:

De 12 a 15 nm entre la membrana  citoplasmática y la superficie interna de la  membrana externa. Consist. gelatinosa. Incluye:  -enzimas hidrolíticas  -proteínas de unión  -quimiorreceptores

(49)

Composición de la pared en Archaea 

1. 

Pseudopeptidoglicano

• El esqueleto del 

pseudopeptidoglicano 

está formado por

unidades alternativas 

de: 

N-acetilglucosamina

(NAG) y ácido

N-acetiltalosaminurónico

(NAT)

.

unidas por enlaces

glicosídicos β-1,3

Funciones: -Confiere la forma celular. -Impide la lisis celular. -Otorga resistencia a lisozima y penicilinas.  

(50)

2. proteínas, polisacáridos o glicoproteínas.

3. capa paracristalina (capa S)

      Está formada por glicoproteína o proteína en simetría hexagonal.

Funciones

:

 

Barrera de permeabilidad externa y protección.

Micrografía electrónica de Capa S.

Brock. Biología de los  microorganismos. 

Figure

Actualización...

Referencias

Actualización...

Related subjects :