Citologa bacterianaMorfologa Estructura-Composicin QumicaReproduccin bacterianaNutricin bacterianaBLGA. JULIA MERCEDES TICONA MICHILOT

Los Reinos donde se agrupan todos los seres vivientes son cinco ( Whittaker, 1969).De acuerdo a su organizacin estructrural y a su modo de nutricin ( se nutren por absorcin), las bacterias pertenecen al Reino MONERA.En este Reino se encuentran tambin las Cyanobacterias, anteriormente consideradas como algas Cianophytas o verde-azules

BACTERIAS PATGENAS: Son las que causan enfermedades BACTERIAS BENEFICIOSAS: Se usan en la industria alimenticia, para fabricar yogurt, leche cultivada, encurtidos, queso etc. En Farmacia, producen antibiticosEn Ingeniera Gentica ayuda en la produccin de vacunas, hormona del crecimiento, insulina.Tratamiento de aguas residuales, extraccin de metales, descontaminacin de petrleo

CITOLOGIA BACTERIANAProcariotas UnicelularesCarecen de organelos rodeados por membranasPared celular de peptidoglicanoDNA en forma de anillos plsmidosReproduccin por fisin binaria

Bacterias : Tamao Las bacterias son organismos microscpicos. Su tamao varia desde 0.5 micras a 10 o mas.

Estructura Bacteriana1) Cpsula; 2) pared; 3) membrana; 4) mesosomas; 5) ribosomas; 6) flagelo; 7) ADN, cromosoma o genoma; 8) plsmidos.

ELEMENTOS ESTRUCTURALESCpsula: Se presenta en muchas bacterias, sobre todo patgenas. Es una estructura viscosa compuesta por sustancias glucdicas. Tiene funcin protectora de la desecacin, de la fagocitosis o del ataque de anticuerpos.Pared Bacteriana: Formada por pptidoglucanos y otras sustancias. Es una envoltura rgida que soporta las fuertes presiones osmticas a las que est sometida la bacteria. Por la estructura de su pared distinguiremos las bacterias Gram+ y Gram-.

En las Bacterias Gram-positivas, la pared externa de la envoltura celular tiene como base qumica fundamental el peptidoglicano (15 A 50 CAPAS de 1 nm c/u) el que junto al resto de sus componentes(acidos teicoicos, pptidos y polisacridos),forman una malla especial llamada sculo de murena, de vital importancia para conservar la forma y darle rigidez a la clula bacteriana. Una funcin de esta pared es regular el potencial hdrico de la clula. Si no existiera, la clula podra reventar, debido a su gran potencial osmtico.La pared celular en las bacterias grampositivas, constituye del 20 al 40 % del peso seco de la clula.

En las Bacterias Gram-negativas, la pared casi no contiene peptidoglicano; presenta lipolisacaridos, lipoprotenas y protenas: Es una estructura de dos membranas: externa e interna; y entre ellas un espacio periplasmtico. Esta membrana funciona principalmente como una especie de filtro (porinas) y gracias a esta selectividad de sustancias, las bacterias gram negativas son menos susceptibles a los antibiticos.La pared constituye slo el 20 % del peso seco de la clula

FUNCIONES DE LA PARED CELULARRigidez (mantener la forma, evitar la lisis).

Comunicacin con el medio exterior.

Puede estar involucrada en patogenicidad (LPS)

Barrera para algunas molculas.

Espacio periplsmico (enzimas de transporte, hidrolticas, etc.)

ALGUNAS BACTERIAS NO POSEEN PARED CELULAR

El gnero bacteriano Micoplasma(Mycoplasma pneumoniae) , agente causal de una importanteneumona atpicaen los seres humanos. Carece de pared celular y de peptidoglican. Tiene slo una membrana de 7.5 nm de espesor, simple como estructura limitante exterior. Esta membrana funciona tanto como pared y como membrana citoplsmica con la que tiene similitud. Membrana celular mas gruesa pueden tener esteroles y lipoglicanos.

Mesosomas: INVAGINACIONES - Repliegues de la membrana con importantes funciones pues contienen importantes sustancias responsables de procesos metablicos como el transporte de electrones, la fotosntesis o la replicacin del ADN.Ribososmas: Similares a los de la clula eucariota aunque de menor tamao. Intervienen en la sntesis de protenas.Cromosoma bacteriano: Est formado por una sola molcula de ADN de doble hlice, circular y no asociado a histonas.Plsmidos: Molculas de ADN extracromosmico tambin circular.Membrana plasmtica: Similar en estructura y composicin a la de las clulas eucariotas. Presenta unos repliegues internos llamados mesosomas.

Estructura:Bicapa fosfolipdica con protenas embebidas; puede contener tambin hopanoides de estructura similar al colesterol.

LA MEMBRANA CELULARFunciones de Membrana CitoplasmticaBarrera de Permeabilidadslo molculas pequeas, sin carga, hidrofbicas, pueden atravesar la membrana por difusin.Ancla de Protenas transporte, generacin de energa.

APENDICESFLAGELOSFIMBRIASPILIS

FLAGELOSSon apndices largos que presentan algunas bacterias. Los flagelos nacen en la membrana citoplsmica y le sirven a la bacteria para moverse (desplazamiento). Estn formados por polmeros lineales de flagelina, una protena similar a la miosina del msculo.

Las bacterias pueden tener un solo flagelo (monotricas), tener un mechn de flagelos en un extremo (lofotricas) , mechones de flagelos en ambos extremos (anfitricas), o tener flagelos en todo su entorno o permetro (peritricas).TIPOS DE FLAGELOS

Rotacin de anillos en el cuerpo basal estara dirigido por gradiente de H+ - no ATP.

Rotacin antihoraria produce movimiento hacia adelante:corridas.

Rotacin horaria causa cese del movimiento hacia adelante: vueltas

Corridas/ Vueltas controladas por quimioatrayentes y repelentes

Mecanismo de accin flagelar

Presentan una estructura similar a la de los flagelos, pero no confieren movilidad. Son considerablemente mas cortas que los flagelos y mucho mas numerosas y son de naturaleza proteica.

Funcion: fijacin a las superficies, como ejemplo la fijacin a tejidos animales en el caso de bacterias patgenas, o bien la formacin de peliculas o biofilm sobre superficies liquidas

FIMBRIA

Los pelos o pili:

Son estructuralmente similares a las fimbrias pero por lo general mas largos, y solamente existen unos pocos sobre la superficie de las celulas

Funcin:

Participan en el proceso de la conjugacin y de fijacin de algunas bacterias patgenas a los tejidos humanos:

LOS PELOS O PILI

Tipos de inclusiones y sustancias de reservaMagnetosomas

Son partculas cristalinas intracelulares del mineral de hierro magnetita.

Los magnetosomas convierte a las clulas que los poseen en un dipolo magnetico permanente sometido a la influencia de cualquier campo magntico.

Las bacterias que producen estas inclusiones poseen magnetotaxis, proceso mediante el que se orientan y se desplazan siguiendo un campo magntico

Vesculas de gasNumerosas procarotas que flotan en los lagos y en el mar poseen vesculas de gas que son las responsables de la flotabilidad de estas clulas.Las vesculas de gas representan una forma de movlidad que permite que las clulas floten dentro del agua a diferentes alturas, en funcin de los factores microambientalesCianobacterias que se acumulan masivamente en los lagosTIPOS DE INCLUSIONES Y SUSTANCIAS DE RESERVA

Estructura de las vesculas de gasSon estructuras fusiformes, huecas pero rigidas de longitud y dimetro variable (300 a ms de 1.000 nm), se localizan en el citoplasma en nmero variable desde unas cuantas a varios centenares.Las membranas de las vesculas de gas es permeable a los gases, y la composicin y presin del gas que se contiene en ellas es la misma que la del gas en el medio en el que se encuentra el organismo

ENDOSPORASResistencia al calor, radiacin, desecacin.Producidas principalmente por los gneros Bacillus y ClostridiumPermite la supervivencia en ambientes desfavorablesLuego de la activacin por stress, la disponibilidad de nutrientes comienza la germinacin y el crecimientoLa localizacin de la espora en la clula puede ser usada para la identificacin.Activacin de unos 200 genes.Germinacin: activacin+germinacin+crecimiento.

Estructura de las EndosporasLa estructura de la PC de la espora vara respecto a la clula vegetativa: posee mltiples capas.Exosporio+cutcula.Crtex (corteza): peptidoglicano laxo.Ncleo o protoplasto: pared celular el resto de clula.cido dipicolnico (ncleo)Iones calcio: + ac. Dipicolnico=10%.Ncleo muy deshidratado (10-30%).pH una unidad ms baja.

MORFOLOGIA BACTERIANAcocosbacilosespirilos

Las bacterias: formaForma: Algunos gneros taxonmicos adoptan la forma esfrica y se llaman cocos. Otras bacterias tiene formas cilindroides o de bastones y se denominan bacilos Algunas otras tienen formas dobladas en hlices: (espiroquetas, leptospiras): espirilos

MORFOLOGIA BACTERIANA

bacilos en empalizada(Haemophilus)bacilos formandocaracteres chinos(Corynebacterium)difteria

BACILOS Y COCOS GRAM POSITIVOS FORMADORES DE ENDOSPORAS

BACILOSBacillus:B. Thuringiensis Clostridium: C. tetani

COCOSSporosarcina: S. ureae y S. halophila

*Mabel S.C.*MENINGITIS Neisseria meningitidis Las bacterias bloquean un vaso sanguneo y causa un mbolo infeccioso GANGRENAClostridium perfringensinfecciones bacterianas en los tejidosEfectos por toxinas bacterianasCLERA Vibrio choleraeTUBERCULOSIS Mycobacterium tuberculosis

Reproduccin Bacteriana

Reproduccin asexualGeneralmente las bacterias se multiplican por biparticin o divisin binaria, tras la replicacin del ADN, que est dirigida por la ADN polimerasa de los mesosomas, la pared bacteriana crece hasta formar un tabique transversal que separa las dos nuevas bacterias. (Simple divisin)

TRANSFORMACINConsiste en el intercambio gentico producido cuando una bacteria es capaz de captar fragmentos de ADN de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio donde vive. Slo algunas bacterias pueden ser transformadas. Las que pueden serlo se dice que son competentes.

Conjugacin IEs un mecanismo mediante el cual unabacteria donadora(bacteria F+ por tener un plsmido llamado plsmido F) transmite a travs de las fimbrias o pili el plsmido F o tambin un fragmento de su ADN a otrabacteria receptora(a la que llamaremos F- por no tener el plsmido F). La bacteria F- se convertir as en F+ al tener el plsmido F e incluso podr adquirir genes de la bacteria F+ que hayan pasado junto con el plsmido F.

Conjugacin IIEn este caso existen dos bacterias HFR y F-. La bacteria HRF presenta un gen que confiere una caracterstica determinada, pero ubicado en el ADN cromosomal. La bacteria HFR traspasa su gen (trozo de ADN) a la bacteria F-, sin embargo, a diferencia de la Conjugacin I, la bacteria F- slo queda con variabilidad gentica, no cambiando su fenotipo.

TransduccinEn este caso la transferencia de material gentico de una bacteria a otra, se realiza a travs de un virus bacterifago que por azar lleva un trozo de ADN bacteriano y se comporta como un vector intermediario entre las dos bacterias.El virus, al infectar a otra bacteria, le puede transmitir parte del genoma de la bacteria anteriormente infectada.

Crecimiento BacterianoRezago o letargo: las bacterias se estn adaptando a las condiciones ambientales para iniciar su crecimiento, lo que requiere de la sntesis de nuevas enzimas y protenas especficas.Exponencial: las bacterias se dividen ilimitadamente, porque las condiciones ambientales son ptimas y no existe ningn tipo de limitacin para su desarrollo.Estacionaria: el crecimiento experimenta una reduccin por el agotamiento de los nutrientes y por la acumulacin de desechos metablicos producidos por las propias bacterias, que les resultan letales. Finalmente el aumento del nmero de individuos se detiene por completo, alcanzando la fase estacionaria mxima, y luego comienza a disminuir.Declinacin o muerte: la mortalidad de la poblacin aumenta sostenidamente, lo que determina su extincin.

*Mabel S.C.*Las bacterias se reproducen en forma exponencial, cada media horaA-B: PERIODO DE LATENCIA: Las bacterias se adaptan a las nuevas condiciones ambientalesB-C: FASE LOGARITMICA: Las bacterias se multiplican ilimitadamente frente a las buenas condiciones del medioC-E: FASE ESTACIONARIA: Las condiciones ambientales cambian, se acumulan desechos y agotan nutrientesE-D: FASE DECLINATIVA: Muerte de la poblacin bacteriana

Medidas directas del crecimiento bacteriano.Recuento de clulas totales.

- Microscopia -2. Recuento de celulas viables. - Recuento de colonias -

Medidas indirectas del crecimiento bacterianoTurbidez. Es un mtodo muy rpido y til de medir el crecimiento bacteriano.

- fotmetro - - espectrofotmetro -

*Mabel S.C.*MENINGITIS Neisseria meningitidis Las bacterias bloquean un vaso sanguneo y causa un mbolo infeccioso GANGRENAClostridium perfringensinfecciones bacterianas en los tejidosEfectos por toxinas bacterianasCLERA Vibrio choleraeTUBERCULOSIS Mycobacterium tuberculosis

Substancias necesarias para asegurar supervivencia(Agua, Fuentes de Carbono,Compuestos de nitrgeno, Fsforo (fosfatos inorgnicos)Proveen energa y elementos necesarios para sntesis de estructuras celulares.Ingreso por absorcin.Viabilidad: capacidad de reproduccin.

NUTRICIN BACTERIANA

NUTRICIN BACTERIANA

*Mabel S.C.*Fottrofas Necesitande luz QuimitrofasProcesos de oxidorreduccinLitotrofas Sustrato mineralOrgantrfas Sustrato orgnico no causan dao al hospedero. Ej: Flora Bacteriana, rhizobium fija el nitrgenoQuimiorganotrofas Materia Orgnica, sus toxinas causan grandes daos. Son patgenas. Ej: Treponema pallidum- SfilisTransforman los compuestos orgnicos de los restos de seres vivos

Tipo de BacteriaCaractersticaEjemplosAerobia Necesitan oxgenoMycobacterium(estricta)No fermentantuberculosisAnaerobiaMuere con oxgeno,Clostridium(estricta)fermenta y se multiplicaperfringenssi no hay oxgenoFacultativaRespira con oxgeno,Escherichia colifermenta si no hay oxgenoAerotoleranteFermenta con o sin oxgenoStreptococcuspyogenesMicroaeroflicaCrece mejor con poco CampylobacteroxgenojejuniClasificacin de las bacterias por sucomportamiento frente al oxgeno

*Mabel S.C.*Clasificacin segn su forma Cocos EsfricasBacilos BastonesEspirilos Helicoidales Vibriones ComaTipos segn pared celularBacterias segn nutricinFottrofas: Necesitan de luzQuimitrofas: Procesos de oxidorreduccinLitotrofas: Sustrato mineralOrgantrfas: Sustrato orgnicoQuimiorganotrofas: Materia Orgnica (Patgena)Gram + Gram -

Metabolismo Conjunto de reacciones bioqumicas catablicas y anablicas, que transforman las sustancias nutritivas para obtener energa. Anabolismo: reacciones de sntesis.Catabolismo: degradacin de compuestos

orgnicos.Reacciones Endorganicas.Reacciones Exorganicas.

METABOLISMO DE CARBOHIDRATOSLos glcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacridos son biomolculas compuestas por carbono, hidrgeno y, en una menor cantidad, oxgeno; la proporcin de tomos de hidrogeno y tomos de oxigeno es de 2:1 como en el agua.

Nos proveen 4kcal por gramo de energa. Se sintetizan en las plantas verdes, cuyas principales funciones en los seres vivos son el prestar energa inmediata y estructural.

Funcin de los carbohidratos

Glcidos energticosLos mono y disacridos, como la glucosa, actan como combustibles biolgicos, aportando energa inmediata a las clulas .

Glcidos estructuralesAlgunos polisacridos forman estructuras esquelticas muy resistentes, como la celulosa de las paredes de clulas vegetales y la quitina de la cutcula de los artrpodos.

Otras funcionesLa ribosa y la desoxirribosa son constituyentes bsicos de los nucletidos, monmeros del ARN y del ADN.Los oligosacridos del glicocliz tienen un papel fundamental en el reconocimiento celular.

TIPOS DE CARBOHIDRATOSMONOSACARIDOSDISACARIDOS U OLIGOSACARIDOSPOLISACARIDOS.

MONOSACARIDOSSon los glcidos o carbohidratos ms simples, estn formados por una sola molcula; no pueden ser hidrolizados a glcidos ms pequeos.Poseen siempre un grupo carbonilo en uno de sus tomos de carbono y grupos hidroxilo en el resto, por lo que pueden considerarse polialcoholes

TRIOSAS: gliceraldehdo y dihidroxiacetona;TETROSAS: eritrulosa, eritrosa y treosaPENTOSAS: ribosa y desoxirribosaHEXOSAS: glucosa, manosa, fructosa y galactosa

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Disacridos Son glcidos formados por dos molculas de monosacridos

Al hidrolizarse producen dos monosacridos libres.

Los dos monosacridos se unen mediante un enlace covalente conocido como enlace glucosdico.

. SacarosaSe conoce como azcar de remolacha, azcar de caa, azcar de mesa o simplemente azcar. Es el compuesto orgnico puro de mayor venta en el mundo.El cuerpo humano es incapaz de utilizar la sacarosa o cualquier otro disacrido en forma directa, debido a que estas molculas resultan muy grandes para pasar a travs de las membranas celulares. Por lo que, el disacrido debe fragmentarse, por hidrlisis, en sus dos unidades de monosacridos.

Lactosa.- Es el azcar de la leche de los mamferos. As, por ejemplo, la leche de vaca contiene del 4 al 5% de lactosa.

Maltosa.- Es el azcar de malta. Grano germinado de cebada que se utiliza en la elaboracin de la cerveza. Se obtiene por hidrlisis de almidn y glucgeno. Posee dos molculas de glucosa unidas por enlace tipo (1-4).

El almidn es un polisacrido de reserva alimenticia predominante en las plantas, y proporciona el 70-80% de las caloras consumidas por los humanos de todo el mundo. Tanto el almidn como los productos de la hidrlisis del almidn (amilosa y amilopectina) constituyen la mayor parte de los carbohidratos digestibles de la dieta habitual.

El glucgeno, denominado a veces almidn animal, tiene estructura y funciones similares a las del almidn vegetal. Es til como reserva de glucosa para muchos tejidos aunque principalmente est concentrado en el hgado y en los msculos.

La celulosa es la sustancia que ms frecuentemente se encuentra en la pared de las clulas vegetales, y fue descubierta en 1838. La celulosa es la biomolcula ms abundante de los seres vivos.

Las principales vas metablicas de los glcidos son:

FOTOSINTESISQUIMISINTESIS:Gluclisis. Oxidacin de la glucosa a piruvato.Fermentacin. La glucosa se oxida a lactato (fermentacin lctica), o etanol y CO2 (fermentacin alcohlica).Gluconeognesis. Sntesis de glucosa a partir de precursores no glucdicos.Glucogenognesis. Sntesis de glucgeno.Vas de las pentosas. Sntesis de pentosas para los nucletidos.

FOTOSNTESISLa fotosntesis es el proceso que convierte la energa lumnica en energa qumica

Compuestos ricos en energa:Adenosina trifosfato ( ATP )Guanosina trifosfato ( GTP )Acetil fosfatocido 1,3-difosfoglicridocido fosfoenolpirvico ( PEP )

NADP: Nicotinamida adenina dinucleotido NADPH: nicotinamida adenina dinucleotido reducido

La gluclisis o glicolisis (del griego glycos, azcar y lysis, ruptura), es la va metablica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energa para la clula. Consiste en 10 reacciones enzimticas consecutivas que convierten a la glucosa en dos molculas de piruvato, el cual es capaz de seguir otras vas metablicas y as continuar entregando energa al organismo.

LA GLUCLISIS (GLICLISIS)La degradacin de la glucosa puede tener lugar por gluclisis, una de las rutas ms importantes que utiliza la clula microbiana para producir energa. La gluclisis no requiere presencia de oxgeno y puede tener lugar tanto en clula microbianas aerobias como anaerobias.En ella la fructosa 1,6 difosfato que se forma a partir de la glucosa, se escinde en dos unidades de tres tomos de carbono (dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehdo 3-fosfato), que son oxidadas a su vez a cido pirvico. En el paso de oxidacin del gliceraldehdo 3-fosfato se pierden un par de electrones (dos tomos de hidrgeno). En ausencia de oxgeno, este par de electrones puede utilizarse para reducir el cido pirvico a cido lctico o etanol. En presencia de oxgeno, entran en la cadena de transporte electrnico.Por cada molcula de glucosa metabolizada se consumen dos molculas de ATP y se producen cuatro. El balance, por tanto, es de dos molculas de ATP producidas en la gluclisis. La reaccin general se puede esquematizar de la siguiente forma:C6H12O6 + 2NAD +2ADP+2 P 2 CH3COCOOH+2NADH2+ 2ATPGlucosa Nicotinamida Fosfato cido pirvico adenina inorgnico dinucletido Terminada la gluclisis la reaccin puede seguir en dos vas: La respiracin aerbicao la respiracin anaerbica (fermentacin)

La gluconeognesis Es la produccin de nueva glucosa. Si la molcula no es necesitada inmediatamente se almacena bajo la forma de Glucgeno. Generalmente en personas con requerimientos de glucosa bajos (poca actividad fsica), el glucgeno se encuentra almacenado en el hgado pero este puede ser utilizado y metabolizado por 2 enzimas la enzima desramificante y la glucgeno fosforilasa. El proceso de gluconeognesis se hace de muchas formas posibles, siendo las tres ms importantes.

Nombres en azul indican los sustratos de la va, flechas en rojo las reacciones nicas de esta va, flechas cortadas indican reacciones de la glucolisis, que van en contra de esta va, flechas en negrita indican la direccin de la gluconeognesis.

Ciclo de Krebs o Ciclo del cido tricarboxlico (ATC)La etapa del ciclo de Krebs comienza con el ltimo producto de la gluclisis: el cido pirvico. Como en el paso anterior la molcula de glucosa se escinde en dos de gliceraldehido - 3 - fosfato, al final se producen 2 molculas de cido pirvico. O sea que por cada molcula de glucosa se repite dos veces el ciclo de del cido tricarboxlico.El ciclo del cido tricarboxlico (ATC) es una secuencia de reacciones que genera energa en forma de ATP y de molculas de coenzimas reducidas (Nicotinamida-adenina-dinucletido, Nadh2 Y Flavina adenina dinucletido, FADH2).El ciclo empieza cuando el cido pirvico es parcialmente degradado, al perder una molcula de bixido de carbono y dos hidrgenos y luego se combina con la coenzima A para formar acetil CoA.

Rendimiento total en ATP por molcula de glucosa

CATABOLISMO DE PROTENASLas protenas son demasiado grandes para atravesar las membranasLos microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las protenas exgenas a pptidos. Proteasas PeptidasasProtenas-----Pptidos-------AminocidosLos esqueletos carbonados de los aminocidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacin va acetil CoA, cido cetoglutrico, cido succnico, cido fumrico o cido oxaloactico

ProtenasLa funcin primordial de la protena es: producir tejido corporal y sintetizar enzimas. Las protenas animales y vegetales no se utilizan en la misma forma en que son ingeridas, sino que las enzimas digestivas (proteasas) deben descomponerlas en aminocidos que contienen nitrgeno. Rompiendo los enlaces de pptidos que ligan los aminocidos ingeridos para que stos puedan ser absorbidos por el intestino hasta la sangre y reconvertidos en tejido.

Los aminocidos se subdividen en:Cetognicos: Dan origen a acetil-CoA y acetoacetil CoA Glucognicos: Dan origen a glucosa por medio de oxalacetato y piruvato.Estrictamente acetognicos: Que dan origen acetocetil CoA o acetil CoA (lisina y leusina).

Aminoacidos esencialesValina (Val) Leucina (Leu) Treonina (Thr) Lisina (Lys) Triptfano(Trp) Histidina (His) Fenilalanina (Phe) Isoleucina (Ile) Arginina (Arg) (Requerida en nios y tal vez ancianos) Metionina (Met)

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