capsula y pared celular
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2.1 Cápsula2.2 Pared celular
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEONFACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
MICROBIOLOGIA
Dra. Isela Quintero Zapata
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Cápsulas y capas mucosas
• Dependiendo de su composición y grado de hidrataciónpueden ser gruesas o finas, rígidas o flexibles.
célula Capsulacélula Capsula
Acinetobacter , tinción negativa con tinta china y
microscopía de contraste de fases. La tinta china nopenetra en la cápsula.
Rhizobium trifolii , tinción con rojo de rutenio ymicrografía electrónica de transmisión de un cortefino.
La cápsula o capa mucosa, se forma en laparte externa de la pared celular de la mayoríade las bacterias. Está compuesta por azúcares.
Matriz gruesa que no dejapenetrar partículas pequeñas(como la tinta china).
Unidas fuertemente a lapared celular.
Material fácilmente
deformable, deja penetrarpartículas y es más difícil deobservar.
Menos fijas y puedendesprenderse de la superficiecelular.
Capsula Capa mucosa
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Funciones Fijación de microorganismos a
superficies sólidas (selectiva).
Biofilm. Bacterias no patógenas forman unacapa gruesa de células.
Protege de la fagocitosis por los glóbulosblancos, lo que aumenta la virulencia de lasbacterias encapsuladas.
Resistencia de células frente a la desecación
(Retienen agua).
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Microorganismos Enfermedad Capsula*
Bacillus anthracis carbunco * Ácido D-glutámico
Streptococcus pneumoniae neumonía * Polisácaridos
Klebsiella Vías respiratorias * Polisácaridos
S. mutans Caries dental ** polisácaridos
La adherencia permite que las bacterias se desarrollen, rocas en cursos de agua, raícesde plantas, dientes humanos, implantes médicos, sistemas de cañerías, etc.
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Pared celular Responsable de la forma y rigidez de la célula Protege de presión osmótica Evita lisis celular
Pared celular
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Figura 4.18
N-Acetilglucosamina Ácido N-Acetilmurámico
GrupoN-acetilo
Unionespeptídicas
Enlace sensiblea la acción de
lisozima
L-Alanina
Ácido D-Glutámico
Ácido D-diaminopimélico
D-Alanina© 2012 Pearson Education, Inc.
T e t r a p e p t i d o
d e g
l i c a n o
Componentes polisacarídicos de la Pared celular
Enlaces covalentes
Componentes polisacarídicos de la Pared celular
Peptidoglicano
Capa rígida responsable de la resistencia de la paredcelular.
Polisacárido formado por dos derivados de azúcares (N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico) y un pequeñogrupo de aminoácidos que incluye L-alanina, D-alanina, D-glutámico y lisina o en su lugar ácido diaminopimélico(DAP)
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Figura4 9
Esqueleto delglicano
Peptidos
Escherichia col i
(gram-negativa)
Staphylococcu s aureus
(gram-positiva)
Puente intermedio
E n l a c e s
p e p t í d i c o s
Enlaces glicosídicosX
Y
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En entrecruzamiento variaen cuanto al tipo y numerode aminoácidos de unorganismo a otro.
Enlaces glucosídicos proporcionanrigidez a la estructura solamenteen una dirección del espacio, conel entrecruzamiento de lospuentes peptídicos se logra larigidez bidimensional característicade la capa de peptidoglicano.
El número de puentes peptídicosno es igual en todas las especiesde bacterias.
Las paredes mas rígidas son lasque presentan mayor numero depuentes entre cadenas distintas.
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Diversidad de peptidoglicano
Solo se presenta en especies de Bacteria. En eucariotas y Archeas no se ha encontrado N-
acetilmurámico, ni el aminoácido DAP.
No todas las bacterias tienen DAP en su peptidoglicano.
El DAP se encuentra en todas las gramnegativas y en algunas
grampositivas (cocos contienen lisina y otras bacterias otros
aminoácidos).
Se conocen 100 tipos de peptidoglicano (PP).
La porción glicano es constante en cada peptidoglicano
diferente.
GrampositivasStaphylococcusStreptococcusNocardiaMycobacterium
Los Grampositivos tambiénpueden tener diferentesaminoácidos como eslabonesde entrecruzamiento.
Diferentes microorganismos pueden
tener diferentes aa en el tetrapéptido
Peptidoglicano grampositiva
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Los gramnegativos NO TIENEN aminoácidos como eslabones deentrecruzamiento COMO LOS DE LAS Grampositivas. Se unenpor enlaces peptídicos directos
Entrecruzamientos degrampositivas
GramnegativasNeisseriaSalmonellaShigellaVibrio
Diferentes microorganismos pueden
tener diferentes aminoácidos en el
tetrapéptido
Peptidoglicano gramnegativo
Pared celular grampositiva
El peptidoglicano representa hasta el 90% del material de la
pared celular. Algunas bacterias solo tienen una capa de
peptidoglicano rodeando a la célula. Muchas tiene varias
laminas (25) apiladas.
Muchas bacterias presentan
embebidas en su Pared celular
polisacáridos ácidos:
ácidos teicoicos.
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Figure 4.20
Proteína asociadaa la pared
Ácido teicoico Peptidoglicano
Ácido lipoteicoico
Membrana citoplasmática
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Ácidos teicoicos
Estructura del ácido ribitolteicoico deBacillus subtilis.
El ácido teicoico es un polímero deunidades repetitivas de ribitol.
Diagrama global de la pared celular grampositiva
Esteres fosfato
Ácidos teicoicos
Polímeros de la pared, de la membrana o de la cápsula, quecontienen unidades de glicerolfosfato o de ribitolfosfato.
Se unen covalentemente a residuos de ácido murámico delpeptidoglicano.
Son responsables de la carga negativa de la superficie celular.
Intervienen en la unión de Ca2+ y Mg 2+.
Algunos están unidos a los lípidos de la membrana: Acidolipoteicoico.
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Lisozima y protoplastos
Enlace-1,4
Figura 4.21
Formación de protoplastos
Solución hipotónica
Solución isotónica
Solución diluida, se rompe la paredcelular y se libera el protoplasto, que esinmediatamente lisado.
Solución isotónica (soluto sacarosa), elagua no penetra en el protoplasto ypermanece estable sin lisarse.
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Lisozima y protoplastos
El peptidoglicano puede ser destruido por la acción de algunos
agentes.
Lisozima. Debilita la pared celular, permite la entrada de agua a la
célula, se hincha y al final causa lisis celular.
Se encuentra en algunas secreciones animales (lágrimas,saliva, moco y otros fluidos corporales).
Representa una importante línea de defensa contra lainfección por bacterias.
Lisozima y protoplastos
Lisozima (condiciones isotónicas). Suspensión celular con un soluto que no penetra en la célula
(sacarosa).
La lisozima digiere el peptidoglicano, pero el agua no entraen la célula, por lo tanto no hay lisis.
Se forma el protoplasto.
Si los protoplastos se pasan a un medio con agua se lisan deinmediato.
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Protoplasto y esferoplato
Protoplasto Bacteria que ha perdido su pared celular. (total)
Esferoplasto Restos de la pared celular unidos a membrana. (parcial)
Lesión de la Pared celular: Antibióticos
La mayoría de gramnegativas son menos susceptibles a la penicilina quelas grampositivas, la membrana externa forma una barrera que impide elingreso del antibiótico y otros compuestos , y porque contiene menorcantidad de puentes transversales peptídicos.
Las gramnegativas son muy suceptibles a -lactámicos porque penetrana través de la membrana externa.
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Células sin paredes celulares
En la naturaleza, la mayoría de los procariotes NO pueden sobrevivir sin pared celular.
Micoplasmas, constituyen un grupo de bacterias patógenas quecausan enfermedades infecciosas en el hombre y otros animales.Además del grupo Thermoplasma (especies de Archaea).
http://es.slideshare.net/martanohemyangeldetorres/presentacin-mycoplasma
Thermoplasma
Membranas gruesas Esteroles (fuerza y rigidez)
Membrana externa de bacterias gramnegativas
El peptidoglicano solo representa cerca del 10% del material
de la pared celular (E. coli ). La membrana externa representa
la mayor parte de la pared celular.
10%
http://es.slideshare.net/chikibrilliz/estructura-bacteriana-28777043
ME
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Figura 4.23 Pared celular gramnegativa
Polisacárido O
Peptidoglicano
Núcleo del polisacárido
Lípido A Proteína
Porina
EXTERIOR
8 nm
Fosfolípidos
Lipopolisacárido(LPS)
Lipoproteína
INTERIOR
MembranaExterna
Periplasma
MembranaCitoplasmática
ParedCelular
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Figura 4.23 Pared celular gramnegativa
Polisacárido O
Peptidoglicano
Núcleo del polisacárido
Lípido A Proteína
Porina
EXTERIOR
8 nm
Fosfolípidos
Lipopolisacárido(LPS)
Lipoproteína
INTERIOR
MembranaExterna
Periplasma
MembranaCitoplasmática
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Composición química del LPS
Composición química del LPS
Polisacárido O específico Núcleo del Polisacárido Lípido A
Figura 4.22 Estructura del lipopolisacárido de Bacteria gramnegativas.
La composición del Lípido A y de los polisacáridos varia entreespecies, sin embargo los componentes principales son los mismos.
El polisacárido O, es muy variable entre especies. La glucosamina se une a los ácidos grasos del lípido A por el grupo amino. La porción del Lípido A, puede ser tóxica para animales y constituye el
complejo de la endotoxina.
GluNac: N-acetilglucosamina; Gal: galactosa; Glu:glucosa; Hep: heptosa; KDO: cetodesoxioctonato;GlcN: glucosamina; P: fosfato
** Salmonella
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Ácidos grasos
N-acetilglicosamina fosfato (disacárido)Enlaceester
Núcleo del polisacárido
Ácido caproico (C6)Laúrico (C12)
Mirístico (C14)Palmítico (C16)Esteárico (C18)
https://www.google.com.mx/search?q=lipido+a&espv=2&biw=1600&bih=799&source=lnms&tbm=isch&sa=X&sqi=2&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMI6Lffy_WkxwIVQ2g-Ch2c2AJi#imgdii=PER-mQRbsfL2dM%3A%3BPER-mQRbsfL2dM%3A%3BEJj4WEK2q4MA9M%3A&imgrc=PER-mQRbsfL2dM%3A
Endotoxina
Las propiedades tóxicas se asocian con el Lípido A del LPS.
Algunas causan síntomas gastrointestinales: gas, diarrea yvómito.
Bacterias patógenas: Salmonella, Shigella y Escherichia.
Se liberan cuando selisa la bacteria o durante elcrecimiento de la misma.
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Porinas Proteínas que actúan como
canales para la entrada y salida
de sustancias hidrofílicas de bajopeso molecular.
Son transmembranales y constande tres subunidades idénticas.
1nm
Periplasma Espacio situado entre la MC y cara interna de la ME. 15 nm de ancho y de contenido gelatinoso. Contiene diversas clases de proteínas: enzimas
hidrolíticas, proteínas de unión y quimioreceptores.
Membrana externa
Bicapa lipídica, LPS
Propiedad estructural.
Propiedad biológica: tóxica para los animales.
Permeable a pequeñas moléculas.
No es permeable a enzimas o moléculas de mayor
tamaño.
Retiene proteínas situadas fuera de la membrana
citoplasmática.
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Relación entre la PC y tinción de gram
Figura 4.25
Insensible a lisozima
N -Acetilglucosamina
N -Acetiltalosaminurónico
Grupo N-acetilo
Péptidos de enlace
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Pseudomureína
Paredes celulares de Archeas
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Paredes celulares de Archeas
Archea Pared celular
Metanogénicas Pseudomureína N-acetilglucosamina y ácidoN-acetiltalosaminurónico
Methanosarcina
Halococcus
Otros polisacáridos Glucosa, ácido glucuronico,galactosamina y acetato
Además sulfato
Casi en todos los grupos de Archeas
(halófilos extremos, metánogenicose hipertermófilos)
Capa S Proteínas o glicoproteínas
Natrococcus (haloalcalófila) Glicoproteína y esqueleto
de L-glutamato
• Diferente composición de la PC.