BACTERIAS. Eubacterias Arqueobacterias GLJ

BACTERIAS

Eubacterias

Arqueobacterias

MORFOLOGÍA MICROSCOPICA

FLAGELOS

• Apéndices capilares de 10-20 nm de largo, le confieren

• movilidad a las células.

• Composición química: proteína

Flagelina

• Localización: anclado (s) en la membrana basal:

• según su distribución pueden

ser:

• peritricos • monotricos • lofotricos • polares

• Tinción: con ácido tánico y

fucsina fenicada para microscopía visible, con sales de oro para

FIMBRIAS

• Descripción

Apéndices mas cortos que los flagelos, 5 nm de diámetro, más numerosos.

• Presentes solo en bacterias Gram (-)

• Función:

sirven para adherirse a superficies y para el reconocimiento molecular de ligandos en superficies y tejidos, a través de moléculas de tipo proteico, lectinas (conjugados azúcar-proteína),

adhesinas (proteínas).

• Ejemplo:

• Es un factor de virulencia en el reconocimiento y adhesión de Escherichia coli enterotoxigénica que produce diarrea en humanos y en

PILI

• Descripción

Estructuras generalmente más largas que las fimbrias Composición química: proteína Pilina

• Función:

Adhesión a superficies con reconocimiento molecular específico de residuos de heptosas en el centro del lipopolisacárido (LPS) y de ligandos en la célula receptora para realizar la conjugación exitosa

• Ejemplos:

CÁPSULA

Esta estructura es delgada, observable, con cierta rigidez, sin partículas visibles, homogénea.

Composición química:

Es un polímero constituído principalmente de glicoproteínas, polialcoholes y aminoazúcares, polisacáridos.

Función:

• posiblemente material de reserva, de protección contra la desecación y fagocitosis, o de desecho.

Tinción :

negativa con tinta china, o con colorante de India.

Ejemplos:

Leuconostoc mesenteroides dextranas glucosa

Acetobacter xylimnum celulosa glucosa

Xanthomonas sp xantana xilosa

Bacillus megaterium polipéptido ac. glutámico

Streptococus pneumoniae polis. tipo II glu-ram-ac. glucónico

GLICOCALIX = SLIME LAYER

Es una estructura fácilmente deformable, puede poseer material particulado, y no es fácilmente observable. Presente en casi todas las bacterias.

• Composición química: semejante a la cápsula.

• Función: adhesión y barrera de protección contra

la fagocitosis y la difusión de los antibióticos, biopelículas.

• Tinción: Con rojo de rutecio para microscopía electrónica

• Ejemplos:Staphylococcus aureus,

PARED CELULAR

FUNCIÓN.

• Da la forma y rigidez , soporta una presión

• interna de 2 atm aproximadamente. COMPOSICIÓN QUÍMICA:

• En Gram (+).-90 % de

peptidoglicanos + polisacáridos (ac. teicoicos o ac teicurónicos).

En Gram (-).- 10 % de peptidoglicanos + Complejo Lipopolisacárido (LPS).

• Al peptidoglicano también se le

PEPTIDOGLICANO O

MUREÍNA

Composición química:

N- acetilglucosamina + Ac. N-acetilmurámico unidos por enlaces -1-4 + un

tetrapéptidoglicano:

L-alanina-D-glutámico-L-lisina o ac.Diamino pimélico (DAP)-D-alanina, unidos por enlaces covalentes

Los aminoácidos implicados varían de una especie a otra.

La constitución del esqueleto es

característica de la especie y constituye un parámetro taxonómico

Sitio de acción de la Penicilina y

PARED CELULAR DE GRAM (+)

AC. TEICOICOS.- Son polímeros de poliolfosfato unidos • por enlaces fosfodiéster: glicerolfosfato o ribitolfosfato.

AC. TEICURÓNICOS.- son polisacáridos conteniendo ac. urónicos. • Estos polisacáridos son responsables de :

• La clasificación serológica de Antígeno-tipo específico y grupo específico.

• La asimilación selectiva de cationes • Reserva de fosfatos

• Adhesión de bacteriófagos

PARED CELULAR DE GRAM(+)

OTROS COMPONENTES DE LA POLISACÁRIDOS NEUTROS

• Estos polisacáridos son importantes para la clasificación de estreptococos y lactobacilos, en la división de grupos serológicos.

• ACIDOS LIPOTEICOICOS (LTA)

En Gram (+), es un polímero linear de glicerol fosfato unido por enlaces

fosfodiéster a un lípido. La porción lipídica está enlazada hidrofóbicamente a la membrana y la porción del glicerol fosfato a la pared celular.

Su función más probable es de adhesina. • GLICOLÍPIDOS

Presentes en Micrococcus, Streptococcus, Propionibacterium, Actinomyces. Adhesina.

PARED CELULAR EN ARQUEOBACTERIAS

Está constituída por pseudopeptidoglicano(PPG)

es un polímero de :

-N-acetilglucosamina+ N-acetil talosa minurónico

unidos por enlaces



-1-3-glucosa-ac.

glucurónico-galactosamina-acetato.

Por ejemplo:

Halococcus y Methanosarcina

contienen además abundantes residuos de

sulfatos

Si comparamos con la Pared celular de Gram positivas:

¿ Por qué las Arquebacterias son resistentes a la lizozima y a la

PARED CELULAR EN ARQUEOBACTERIAS

En la mayoría de las Arqueobacterias existe la capa

S

, formando parte de la pared celular.

• Su función probable

es como una barrera selectiva

de permeabilidad para partículas de bajo peso

molecular.

• EJEMPLOS

• Methanobacterium

pseudomureína

• Methanococcus

glicoproteína

PARED CELULAR DE GRAM NEGATIVAS

(MEMBRANA EXTERNA)

LIPOPOLISACÁRIDO(LPS)

Es un complejo polimérico de polisacárido y lípido.

Está compuesto de tres regiones:

Lípido A

Está compuesto de un esqueleto de dos residuos de glucosaminas, con enlace  1,6 y esterificado vía grupos hidroxilos a ácidos grasos.

Región central de polisacáridos

Se une al Lípido A a través del 3-desoxi-D-manosa-octulosonato (KDO)-heptosa- etanolamina-fosfato + hexosas.

Oligosacárido= Antígeno O= Antígeno somático (Endotoxina)

¿Porque formamos anticuerpos contra las bacterias y que importancia tiene determinar la composición

del Lipopolisacárido (LPS) en las bacterias patógenas?

PARED CELULAR DE GRAM (-)

(Membrana interna)

• FOSFOLIPIDOS.-Subyacente a la capa de LPS, se encuentra una capa de fosfolípidos.

• LIPOPROTEÍNAS.- También denominada mureín lipoproteína, une a la capa de fosfolípidos con los péptidoglicanos.

• PORINAS.- Son proteínas que forman pequeños canales específicos, que permiten la difusión de solutos neutros y cargados con pesos moleculares menores a 600D.

• OTRAS PROTEÍNAS.- Facilitan el transporte de moléculas mayores a 600D, a través de la membrana externa.

• FUNCIÓN: Proporciona el reconocimiento antigénico específico y es una barrera semipermeable para compuestos hidrofóbicos Y para solutos de diferentes pesos moleculares.

PERIPLASMA

• FUNCIÓN.

Aquí se llevan a cabo reacciones de

óxido-reducción(citocromos), regulación osmótica, transporte de

solutos, secreción de proteínas y actividades hidrolíticas

(fosfatasas, amilasas, beta lactamasas).

• Es un compartimento que poseen las bacterias Gram (-), entre

la membrana externa y la membrana citoplásmica, constituída

principalmente por proteínas, oligosacáridos, sales y

DIFERENCIAS ENTRE LA PARED CELULAR DE

GRAM POSITIVAS Y NEGATIVAS

MEMBRANA CITOPLÁSMICA

• COMPOSICIÓN QUÍMICA:

• Es una bicapa fosfolipídica y proteínas establecida en una

estructura de mosaico fluído.

• Las proteínas pueden ser integrales o periféricas.

• Es hidrofílica en la parte externa por la presencia de

glicerolfosfato e hidrofóbica en la parte media por la

presencia de los ácidos grasos.

• Su estabilidad química es a través de iones de Mg y Ca.

• Los hopanoides como el diplopleno, forman parte

FUNCIONES DE LA MEMBRANA

CITOPLÁSMICA

• Transporte: de solutos, de electrones.

• Producción de gradiente de protones

• Movilidad (Motor flagelar)

• Síntesis de ATP (ATPasa)

• Biosíntesis de lípidos

• Biosíntesis de polímeros para la pared celular

• Secreción de proteínas

• Señalización intracelular

OTROS ORGANELOS

• VESÍCULAS DE GAS

• Presentes en bacterias de hábitats marinos: • Halobacterium

• Trichodesmium

• Cianobacterias

• CARBOXISOMAS

• Se localizan principalmente en autótrofos, almacenan ribulosa bifosfato carboxilasa que se utiliza en el ciclo de Calvin para la incorporación del CO2

• Atmosférico • .

• CLOROSOMAS

• Estas estructuras estan rodeadas por una membrana de galactolípidos, y contienen los pigmentos captadores de la energía luminosa, se han

encontrado en

• bacterias verdes fotosintéticas del azufre- Chlorobium •

OTROS ORGANELOS

• Función .- fuente de energía y carbono

• RIBOSOMAS

• Contienen tres tipos de RNA: 23 S, 16S y 5S.

• y proteínas.Poseen una constante de sedimentación de 70S.

• Función .- Síntesis de proteínas.

• MESOSOMAS

• Son invaginaciones membranales, e incrementan el área funcional de la membrana citoplásmica.

• FUNCIONES:

ALGUNAS

CARACTERÍSTICAS

GENÉTICAS

GENOMA BACTERIANO

Es una molécula de doble hélice de DNA

de aproximadamente 100 000 pb.

Función

.- Determina las propiedades y

RIBOSOMAS (70S)

• Están constituídos por ácido ribonucleico ribosomal y proteínas formando dos subunidades, de 50S y 30S.

• La subunidad 50 S contiene 34 proteínas y una unidad de rRNA 23S.

• La subunidad 30S, contiene 21 proteínas y un rRNA 16S.

Función:

• Son los sitios en donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas y existen aproximadamente 100 000/ célula bacteriana.

RECOMBINACIÓN GENÉTICA

La recombinación genética puede ser

» Homóloga

» Heteróloga

RECOMBINACIÓN HOMÓLOGA

• Se lleva a cabo intraespecies y consiste en

• RECOMBINACIÓN

HETERÓLOGA:

•ILEGÍTIMA

RECOMBINACIÓN ILEGÍTIMA

 Se refiere a cualquier rearreglo en el DNA que conduce a la unión de segmentos lineales de DNA HETERÓLOGO.

 ejemplos:

 inversiones intramoleculares

 integración del fago lambda en el cromosoma de E. coli.

RECOMBINACIÓN SITIO ESPECÍFICA

• Esta recombinación se lleva a cabo principalmente por

reconocimiento de una secuencia específica sobre la

doble cadena de DNA DEL HUÉSPED a través de:

• Transposones

• Virus como el fago Mu

• Secuencias de inserción

LA TRANSPOSICIÓN

• Es el proceso por el cual los genes de una secuencia autónoma por medio de una transposasa se corta y liga la secuencia en el

cromosoma de la célula huésped.

• Un transposón está constituído por secuencias de inserción, genes

de resistencia a antibióticos principalmente y una transposasa .

• Puede ser conservativa, en donde la secuencia se corta de un sitio y se liga en otra posición.

• O replicativa, cuando la secuencia se copia en otra posición y se

conserva la secuencia original en el primer sitio. • Ejemplos: Tn 5, Ty

LAS SECUENCIAS DE

INSERCIÓN (IS)

• son secuencias que poseen

repetidos invertidos

en

ambos extremos de aproximadamente 40 pb c/u,

poseen

una transposasa

en la parte central , con una

¿ COMO SE PUEDE INTRODUCIR EL

DNA A UNA CÉLULA HUÉSPED ?

 Transformación  Electroporación  Transducción: generalizada o especializada  Conjugación  Vectores de clonación  Biobalística

TRANSFORMACIÓN EN CÉLULAS

COMPETENTES

• Unión del DNA de doble cadena por una proteína de unión a DNA que solo existe en células competentes.

• Una nucleasa degrada una de las cadenas del DNA, y la otra

cadena se introduce a la célula huésped en donde es atrapada por las proteínas de unión a DNA ss (SSB)

Ejemplos de transformación espontánea:

• Azotobacter sp, Bacillus sp

ELECTROPORACIÓN

• Se producen poros en la membrana de las

células a través de

campos eléctricos

pulsados,

o

por

medio

de

sustancias

químicas; las moléculas de DNA

pueden

TRANSDUCCIÓN

El DNA es inyectado a la célula a través de un fago

Transducción generalizada.-

Una bacteria es infectada

por un fago, y éste empaqueta accidentalmente DNA

bacteriano produciéndose virus defectuosos que al

infectar otra bacteria es incapaz de replicarse, pero si

hay recombinación homóloga entre la célula receptora y

la donadora.

Transducción especializada

Hay replicación autónoma del fago, pero lleva

información genética de la célula huésped, bajo

el control de un promotor del huésped ( fago

lambda).

CONJUGACIÓN

• La información genética es transferida de una célula

donadora a otra receptora a través del

pili

por medio de

elementos genéticos denominados

plásmidos

quienes se

replican independientemente del genoma celular.

VENTAJAS QUE LE CONFIEREN LOS

PLÁSMIDOS A LAS CÉLULAS

Resistencia a antibióticos

• Resistencia a metales

• Producción de enzimas para degradar

compuestos no usuales.

CARACTERÍSTICAS DE LOS

PLÁSMIDOS

• Miden entre 1-1000 kpb

• La mayoría son ds DNA

• Están presentes en 1-3 copias o hasta 100 copias

• Requieren no ser compatibles

• Pueden ser o no conjugativos

• Pueden transferir grandes segmentos de DNA de una

célula a otra

EJEMPLOS:

• CONJUGATIVOS:

• “F” en Escherichia coli

• “pfdm” y “K” en Pseudomonas

• “Pi” en Vibrio cholerae

• “scp” en Streptomyces

• PLÁSMIDOS R

• “amp” en Staphylococcus sp.

FUNCIONES

FISIOLÓGICAS

• Fijación de N2 ...

Rhizobium sp.

• Producción de hemolisina, coagulasa,

fibrinolisina

...Staphylococcus sp

Degradación de hidrocarburos...

Pseudomonas sp.

BIOBALÍSTICA

El adn o arn que se va a introducir a la célula se introduce en un microproyectil, que se dispara a gran velocidad para romper las barreras de la célula blanco.