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MARACAIBO, ABRIL DE 2011.
Lic. Liliana Gómez Gamboa (Mg.Sc.)
TEMA 2: ESTRUCTURA Y GENÉTICA
BACTERIANA
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE MEDICINA
ESCUELA DE MEDICINA
ASIGNATURA: BACTERIOLOGÍA Y VIROLOGÍA
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Características Generales de la célula bacteriana
• Organización celular más simple.
• Microorganismos típicos: unicelulares, indiferenciados,con una pared celular rígida.
• Organismos procariotas.
• Multiplicación asexual (fisión binaria).
• Nutrición absortiva.
• Capacidad biosintética.
• Tamaño microscópico.
• Gran variedad de tipos morfológicos y fisiológicos.
• Extensamente distribuidos en la naturaleza.
• Generalmente saprófitas.
• Algunas especies pueden causar enfermedades.
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Bacterias: Características Generales para su Estudio
• Características microscópicas
• Examen al fresco o montaje húmedo
• Preparaciones coloreadas
• Coloraciones simples: azul de metileno
• Coloraciones diferenciales: Gram, Ziehl-Neelsen
• Coloraciones especiales: cápsula, flagelos, esporas
• Tamaño
• Forma
• Disposición o Agrupación
CARACTERÍSTICAS
MORFOLOGICAS DE LA
CÉLULA BACTERIANA
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Tamaño
• Unidad de medida: micras (µm)• Varía entre 0,2-2 µm de diámetro y 2-8
µm de longitud• Micrómetro ocular
Epulopiscium fishelsoni
0,5 mm
Thiomargarita namibiensis
750 µm (0.75 mm)
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Forma
Básicamente, las bacterias despliegan tres formas:
• Cocos: células esféricas u ovoides
• Bacilos: células alargadas. Variaciones en cuanto a la longitud, anchura y forma de los
extremos
• Formas incurvadas: bacilos curvos (en forma de coma), espirilos (rígidos y se mueven
por flagelos) y espiroquetas (flexibles y se mueven por filamentos axiales)
Bacterias apendiculadas: presentanextrusiones, como largos tubos otallos
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• Otras formas: cuadradas, estrelladas
Stella Haloarcula
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Bacilos. Variedades Morfológicas
• Ancho, longitud y forma de los extremos
• Bacilos grandes
• Coco-bacilos
• Fusiformes
• Filamentosos
• Curvos
Agrupación
Depende de dos factores:
• Plano (s) en que ocurre la división celular.
• Tendencia de las células hijas a permanecer unidas entre sí.
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Agrupaciones presentes en los cocos
• Diplococos: cocos en pares
• Estreptococos: cocos en
cadenas
• Estafilococos: cocos en racimos
• Tetracocos: cocos en tetradas
• Sarcinas: cocos en disposición
cúbica
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Disposiciones presentes en los Bacilos
• Bacilos aislados
• En cadena
• En pares
• En empalizada o en paquetes
de cigarrillos (debido a un giro
de 180°)
• Dos bacilos en ángulo ( en
forma de letra V ó L)
• Varios bacilos formando “letras
chinas”
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Ultra-Estructura de la Célula Bacteriana
Cápsula
Pared celular
Membrana celular
Plásmido
Citoplasma
Cromosoma
Pared celular
Inclusiones citoplasmáticas
Cápsula
Membrana celular
Fimbrias
Flagelos
Ribosomas
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Envoltura Celular Eubacterias
• Denominada también Cubierta celular
• Conjunto de capas integrales que rodean a la célula
• Tiene a su cargo diversos procesos celulares que se llevan a cabo en los organelos
internos de las células eucariotas
• Sitio primario de las funciones que protegen a las bacterias contra amenazas
químicas y biológicas
• Conjuntamente con los apéndices, la cubierta hace posible que las bacterias
colonicen superficies
Cápsula
Pared celular
Membrana citoplasmática
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Pared Celular. Características
• Estructura compleja y semirígida responsable de laconfiguración de la célula.
• Rodea a la frágil membrana plasmática (citoplasmática)subyacente y protege a esta membrana y al interior de lacélulas de los cambios adversos del medio externo.
• Presente en la mayoría de los procariotas• Difícil de observar por microscopía óptica
• Grosor variable: 10 a 25 nm.
• Representa 10 – 40% del peso seco celular
• Constituyente básico: peptidoglucano o mureína que puede ser una
estructura solitaria o estar combinada con otras sustancias.
• Su composición y estructura química permite clasificar las bacterias en
cuatro grupos: Gram positivas, Gram negativas, Gram variables y no
reactivas a la coloración.
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Pared Celular: Funciones
• Mantiene la forma celular
• Previene la lisis osmótica
• Esencial para el desarrollo y división bacteriana
• Contiene componentes que contribuyen a su
patogenicidad (virulencia de algunas especies de
bacterias)
• Puede proteger a la célula frente a sustancias tóxicas
• Es el sitio de acción de ciertos antibióticos
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Estructura del Peptidoglucano
N-Acetil-glucosamina (NAG)
Ácido N-Acetil-murámico (NAM)
Cadena peptídica lateral
Puentes peptídicos cruzados
Cadena tetrapeptídica lateral
Puente peptídico cruzado
Esqueletocarbonado
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Entrecruzamiento del Peptidoglucano
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Pared Celular Gram Positiva
• Varias capas de peptidoglucano (90%)• Contiene ácidos teicoicos• Posee carga negativa• Hidrofílica• Barrera para moléculas con carga positiva
Ácido Lipoteicoico
Peptidoglucano
Membrana celular
Ácidos TeicoicosProteínas asociadas a la Pared
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Pared Celular. Gram Positiva. Ácidos Teicoicos: Características
Griego teichos (pared)
• Polisacáridos presentesexclusivamente en la paredcelular Gram positiva
• Contienen glicerolfosfato oresiduos de fosfato de ribitol,unidos por ésteres de fosfatoy, generalmente, se les unenotros azúcares y D-alanina
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Pared Celular. Gram Positiva. Ácidos Teicoicos:
Funciones
• Aportan la carga negativa neta de la superficie celular
• Regulan el movimiento de cationes
• Previenen la lisis celular
• Especificidad Antigénica. Identificación bacteriana
• Pueden ser: Ácidos teicoicos propiamente dichos
Ácidos lipoteicoicos
Ácidos teicurónicos
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Pared Celular Gram Negativa• Membrana externa: Lipoproteína (Braun), Lipopolisacárido(LPS),
Fosfolípidos, Espacio periplásmico .
• Capa delgada de peptidoglucano (10%)
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Pared Celular Gram Negativa Membrana Externa.
Funciones
• Carga fuertemente negativa
• Evade la fagocitosis y la acción del complemento
• Provee una barrera para ciertos antibióticos, enzimas, detergentes,
metales pesados, sales biliares y colorantes
• Permite el paso de nutrientes (porinas)
• Porta receptores para fagos
• Propiedades patogénicas
Pared Celular Gram Negativa Lipoproteína de Braun
• Proteína más importante de la membrana externa
• Conocida también como lipoproteína de mureína
• Proteína pequeña (Peso molecular ~ 7.200)
• Sirve para anclar la membrana externa a la capa de peptidoglucano
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Pared Celular Gram Negativa Lipopolisacárido (LPS)
• Núcleo polisacárido o centro (KDO)• Polisacárido O: Antígeno somático.
Identificación de especies • Lípido A: Endotoxina
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Lipopolisacárido (LPS)
Efecto sobre mamíferos
• Pirogénico
• Modificación en el recuento de células sanguíneas
• Coagulación intravascular diseminada (CID)
• Factor de necrosis tumoral
• Disminuye la presión arterial
• Colapso vascular
• Shock
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Espacio Periplásmico
• Delimitado por la membrana externa y la interna (m. celular)
• Mide entre 12-15 nm
• Consistencia gelatinosa
• Contiene:
Capa de peptidoglicano
Proteínas que intervienen en el transporte de nutrientes necesarios para la célula
• Enzimas hidrolíticas: fosfatasas
proteasas
endonucleasas
• Proteínas de unión: azúcares
aminoácidos
iones inorgánicos
vitaminas
• Quimiorreceptores
• Enzimas detoxificantes (β-lactamasas)
• Proteínas de protección osmótica (solutos compatibles): sintetizadas en medios
hiperosmóticos para balancear el stress osmótico.
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Comparación Pared Celular Gram Positiva y Gram Negativa
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Comparación Pared Celular Gram Positiva y Gram Negativa
• La PCGN es químicamente más compleja que la PCGP
• La PCGP contiene más aminoácidos que la PCGN
• Los ácidos teicoicos son exclusivos de las PCGP
• El contenido de lípidos de la PCGN es superior al de las PCGP
• El LPS, membrana externa y espacio periplásmico son
exclusivos de la PCGN
• En las PCGN, el peptidoglucano constituye una fracción
mucho más pequeña del total de la pared, en comparación a
la PCGP
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Paredes Celulares Atípicas
• Micoplasmas: bacterias atípicas desprovistas de paredcelular, presentan pleomorfismo.
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Paredes Celulares Atípicas
Arqueobacterias metanógenas
Pseudomureína (NAG-Ac N-acetil-talosaminurónico, unidos por enlaces tipo 1,3)
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Paredes Celulares Atípicas
Otras Arqueobacterias: polisacáridos, glicoproteínas
o proteínas (Methanosarcina)
Polisacáridos presentes: glucosa, ácido glucurónico,
galactosamina, acetato
Residuos de sulfato (Halococcus)
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Paredes Celulares Atípicas (Arqueobacterias)
Estructura Química de la Pared Celular en Halococcus
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Paredes Celulares Atípicas
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Micobacterias (BAR)
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Paredes Celulares Atípicas Micobacterias
Pared celular con peptidoglucano y gran cantidad de
ácidos micólicos (60%)
NaG es sustituido por N-glucolil-murámico
Peptidoglucano unido al arabinogalactano (polímero de
arabinosa y galactosa) por enlaces glicolípidos
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Paredes Celulares Atípicas Micobacterias
Ac. Micólicos unidos a la fracción murámico por medio de enlaces
fosfo-diester
Dimicolatos de trehalosa (factor cordón)
Sulfolípidos y micósidos
Lipo-arabino-manano (LAM): anclado a la membrana celular.
Equivalente al LPS Gram negativo
Cepas virulentas: LAM unido a residuos de manosa (Ara-LAM)
Proteínas inmunorreactivas: utilizadas con fines diagnósticos (PPD)
Glicolípidos
Virulencia
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Bacterias con Paredes Celulares Deficientes
Eliminación de la pared celular:
Hidrólisis enzimática (lisozima)
Bloqueo de síntesis de peptidoglucano (antibióticos)
• Medio osmóticamente protegido:
Protoplastos (Gram positivas)
Esferoplastos (Gram negativas)
Formas L (capacidad de crecer y dividirse)
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Protoplastos y Esferoplastos
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Membrana Celular: Características
• Barrera crítica
• Mide aproximadamente 7- 8 nm. de espesor
• Membrana unitaria típica
• Compuesta por:
60-70% proteínas
20-30% lípidos
Hidratos de carbono (pequeñas cantidades)
• Estructura dinámica
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Membrana Celular: Características
• Generalmente, no contiene esteroles (Hopanoides)
• Estructura: modelo mosaico fluido
• Representa aproximadamente el 30% o más del peso seco celular
• Se tiñe con colorantes básicos
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Membrana Celular: Estructura
Porina
Proteínaintegral
Fosf
olíp
idos
Proteínaperiférica
Citoplasma
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Membrana Celular: Funciones
• Permeabilidad selectiva y transporte
de solutos
• Transporte de electrones y
fosforilación oxidativa
• Genera la fuerza protón motriz (FPM)
para el movimiento celular
• Excreción de exo-enzimas hidrolíticas
Barrera permeable: previene la salida y funciona comouna “puerta” para el transporte de nutrientes alinterior y exterior celular
Anclaje de proteínas: sitio de unión de proteínasinvolucradas en el transporte, bioenergética yquimiotaxis celular
Conservación de energía: sitio de generación y uso de la fuerza protón motriz
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Membrana Celular: Funciones
• Degradación de nutrientes y producción de energía
• Porta enzimas y moléculas transportadoras que intervienen en la
biosíntesis de ADN, polímeros de la pared celular y lípidos de
membrana
• Porta receptores de membrana y otras proteínas de los sistemas
quimiotácticos y transducción sensorial
• Contiene los cromatóforos o tilacoides en las bacterias
fotosíntéticas
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Invaginaciones de la Membrana Celular
• Uniones de Bayer
• Mesosomas
• Cromatóforos
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Uniones de Bayer
• Sitios de adherencia entre la membrana interna y externa
(bacterias Gram negativas)
• Fisiológicamente activas:
• Parte externa: sitios de adsorción de bacteriófagos y lisis mediada
por el Complemento
• Parte interna: zonas de crecimiento que sirven para la
translocación de proteínas secretoras, membrana celular, LPS y
polisacáridos capsulares; sitio de emergencia para pilis sexuales y
flagelos
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Uniones de Bayer
![Page 44: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/44.jpg)
Mesosomas
• Invaginaciones de la membrana celular
• Estructuras esféricas (microscopía electrónica)
• Se observan con mayor frecuencia en bacterias Gram negativas
• Pueden ser:
De tabique (septales): formación de paredes transversales durante la división celular
Laterales: secreción de proteínas extracelulares
• ¿Artefactos? producidos por la deshidratación del espécimen para microscopía
electrónica
• Se han observado en preparaciones por criofactura, por lo que podrían estar
presentes en células vivas
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Mesosomas
Mesosomas laterales
Mesosoma de Tabique
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Cromatóforos
• Presentes en las bacterias purpúreas
• Albergan el aparato fotosintético
• Adoptan formas variadas dependiendo de la especie
• Vesículas huecas
• Repliegues concéntricos (láminas paralelas)
• Túbulos aislados o en haces
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Cromatóforos
Rhodobacter capsulatus conteniendo abundantes membranas vesiculares fotosintéticas
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Membrana Celular : Arqueobacterias
• Carece de ácidos grasos
• Compuestas por unidades repetitivas de moléculas
hidrocarbonadas (isopreno)
• Lípidos con enlaces éter responsables de la unión del glicerol y
las cadenas laterales hidrofóbicas
• Unión covalente de las cadenas laterales de fentanil de cada
molécula de glicerol (monocapa)
• Más estable y resistente a la disgregación
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Membrana Celular : Arqueobacterias
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Membrana Celular : Arqueobacterias
Monocapa rígida compuesta de proteínas integrales tetraéteres C40
Bicapa de diéteres C20 y proteínas integrales
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Citoplasma
•Matriz interna de la célula bacteriana
•Delimitado por la membrana celular (citoplasmática)
•Consistencia acuosa, semi-transparente y elástica
•Está dividido en dos regiones:
Área nuclear:
Contiene el cromosoma bacteriano
Rica en ADN
Área citoplasmática:
Rica en ribosomas
Aspecto granular
![Page 52: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/52.jpg)
Citoplasma
• Carece de organelos limitados por membranas unitarias
• Carece de cito-esqueleto y corriente citoplasmática
• Constitución:
80% agua
Proteínas (enzimas)
Carbohidratos
Lípidos
Iones inorgánicos
Otros compuestos de bajo peso molecular
![Page 53: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/53.jpg)
Citoplasma
• Sitio celular donde ocurren numerosas reacciones delmetabolismo, crecimiento y replicación celular
![Page 54: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/54.jpg)
Cromosoma
• Denominado también nucleoide, cuerpo nuclear,
componente nuclear, cuerpo de cromatina
• Carece de membrana nuclear que lo delimite
• Constituido por una sola molécula de ADN de doble
cadena circular
• Compuesto: 60% ADN, algo de ARN y pequeña cantidad
de proteínas similares a las histonas
• Representa sólo un 2-3% del peso seco celular
• Ocupa el 10% o más del volumen celular
• Contiene la información genética de la especie
![Page 55: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/55.jpg)
Cromosoma
Cromosoma
(Fibrillas de ADN)
![Page 56: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/56.jpg)
Plásmidos
• Junto con el cromosoma, constituyen el genóforo
bacteriano
• Elementos genéticos extra-cromosómicos
• ADN doble cadena circular
• Capacidad de replicación autónoma
• Generalmente, contienen 5-100 genes no
indispensables
• Pueden transmitirse de una célula a otra
![Page 57: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/57.jpg)
Plásmidos
Plásmidos
![Page 58: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/58.jpg)
Plásmidos
Confieren :
• Resistencia a antibióticos
• Tolerancia a metales pesados
• Producción de toxinas
• Síntesis de enzimas
• Producción de bacteriocinas
• Factores de penetración a tejidos(invasividad)
• Adherencia
![Page 59: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/59.jpg)
Ribosomas
• Partículas pequeñas (70S)*
• Visibles por microscopía electrónica
• Compuestas por ARN y proteínas
• Constituidos por dos subunidades:
30S (pequeña) contiene ARN 16S
50S (grande) contiene ARN 23S y ARN 5S
*S: Unidades Svedberg
![Page 60: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/60.jpg)
Ribosomas
![Page 61: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/61.jpg)
Ribosomas
• El número de ribosomas varía de acuerdo a las
condiciones de crecimiento
• Una célula posee cerca de 10.000 ribosomas
• Sitio donde ocurre la síntesis de proteínas
Matriz citoplasmática: proteínas intracelulares
Membrana celular: proteínas extracelulares
![Page 62: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/62.jpg)
Inclusiones Citoplasmáticas
• Acúmulos de sustancias de reserva
intracitoplasmáticos, insolubles
• Agregados de varios compuestos normalmente
involucrados en almacenar reservas energéticas o
“bloques estructurales” para la célula
• Se desarrollan cuando la célula está en presencia
de exceso de nutrientes
• Frecuentemente observados en condiciones de
laboratorio
![Page 63: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/63.jpg)
Inclusiones Citoplasmáticas
• Gránulos:
– Volutina (polifosfatos): gránulosmetacromáticos
– Lípidos: Ácido poli--hidroxibutírico (PHB), poli--hidroxialcanoatos (PHA),
– Hidrocarburos
– Carbohidratos: glucógeno yalmidón
– Azufre
– Cianoficina (polímero de argininay aspartato)
– Sales minerales (carbonatos)
– FicobilisomasPoli-β-hidroxibutírico
Gránulos de azufre
Gránulosmetacromáticos
![Page 64: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/64.jpg)
Inclusiones Citoplasmáticas• Vesículas
– Gasíferas: Flotabilidad de bacterias acuáticas
– Carboxisomas: Enzimas fijadoras del CO2
– Magnetosomas: Acúmulos de magnetita (Fe3 O4)
Actúan como magnetos
Protegen a la célula de la
acumulación de H2O2 in vivo
– Clorosomas: pigmentos antena de bacterias
fotosintéticas verdes
Magnetosomas Carboxisomas
Vacuolas de gas
![Page 65: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/65.jpg)
Apéndices Bacterianos
• Cápsula (Glicocálix)
• Flagelos
• Pilis o Fimbrias
Cápsula
PilisFlagelos
![Page 66: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/66.jpg)
Cápsula. Glicocálix. Capa Slime
• Capa de polímero viscoso, gelatinoso, que rodea a la
célula (externo a la pared celular)
• Constituido por polisacáridos, polipéptidos o ambos
• Consistencia compacta y fuertemente unido a la pared
celular, el glicocálix se denomina Cápsula
• Red laxa débilmente unida a la pared celular, se
denomina “Capa slime” (Capa de Limo)
![Page 67: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/67.jpg)
Cápsula
Cápsula
![Page 68: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/68.jpg)
Cápsula. Funciones
Antígeno capsular (Ag K)
Contribuye a la virulencia bacteriana
Protege a la célula de la fagocitosis
Participa en la adherencia bacteriana a
superficies
Previene la deshidratación celular
Reservorio de nutrientes
Depósito de productos de desecho
excretados por el metabolismo celular
Cápsula
![Page 69: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/69.jpg)
Flagelos
Apéndices filiformes, helicoidales
Diámetro: 12 a 30 nm.
Composición proteica: flagelina
Altamente antigénicos (Antígeno flagelar o Ag H)
Crecimiento apical
Más comunes en bacilos
![Page 70: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/70.jpg)
Flagelos
Detectables por:
Microscopía de campo oscuro
Microscopía de contraste de fases
Microscopía electrónica
Microscopía óptica (Preparaciones especiales)
Funciones: Motilidad
Quimiotaxis
![Page 71: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/71.jpg)
Flagelos
![Page 72: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/72.jpg)
Estructura del Flagelo
![Page 73: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/73.jpg)
Flagelos: Disposición Celular
MonotricaAnfitrica
Lofotrica Peritrica
![Page 74: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/74.jpg)
Motilidad Bacteriana
Flagelos (principalmente)
Filamento axial (espiroquetas helicoidales)
Deslizamiento sobre superficies sólidas (in vitro):
mixobacterias, cianobacterias y micoplasmas
Los procariotas capaces de moverse, lo hacen por
alguno de estos sistemas:
![Page 75: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/75.jpg)
Movimiento Flagelar
El mecanismo exacto que dirige la rotación del cuerpo
basal no se ha establecido con claridad.
El flujo de protones que pasa por los dos anillos o entre el
cuerpo basal y las proteínas de membrana circundantes
producen la rotación.
Las proteínas Mot A y Mot B transportan protones y se
piensa que participan en este mecanismo.
Al parecer, el ATP no aporta directamente la energía
necesaria para la rotación flagelar.
![Page 76: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/76.jpg)
Movimiento Flagelar
1. El filamento tiene forma de hélice rígida y la bacteria se mueve cuando esta hélice gira.
2. La dirección de la rotación flagelar determina la naturaleza del movimiento bacteriano
3. En bacterias monotricas, el flagelo polar gira en dirección contraria a las agujas del reloj.
4. En bacterias peritricas, ocurre de manera similar, y los flagelos forman un haz giratorio que impulsa la
célula hacia delante.
5. La rotación de los flagelos en el sentido de las agujas del reloj, altera la polarización y la célula da
volteretas.
RotaciónSR
Peritrica Polar
Rotación CSR
Rotación CSRMechón de FlagelosRotación CSR
Mechón de FlagelosRotación CSR
Voltereta
Flagelosseparados
Rotación SR
![Page 77: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/77.jpg)
Taxis
Movimiento de las bacterias a favor o en contra de un
estímulo en particular
Estímulo: Químico (Quimiotaxis)
Luz (Fototaxis)
Magnético (Magnetotaxis)
Si la señal quimiotáctica es positiva: Atrayente
Si la señal quimiotáctica es negativa: Repelente
![Page 78: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/78.jpg)
Quimiotaxis
Movimiento hacia sustancias atrayentes y de alejamiento de repelentes.
Las sustancias atrayentes y repelentes se detectan por quimio-receptores (proteínas
especiales) ubicadas en el espacio periplásmico o en la membrana celular
(citoplasmática)
En ausencia de un gradiente químico, las bacterias se mueven al azar; mientras que en
presencia de gradiente atrayente, realiza “carreras” más largas y da volteretas con
menos frecuencia.
Voltereta
Carrera
Carrera
Voltereta
Atrayente
![Page 79: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/79.jpg)
Filamento Axial
Presente en espiroquetas:
Treponema spp.
Borrelia spp.
Leptospira spp.
Apéndices filiformes que se encuentran en el
espacio periplásmico
Se originan en polos opuestos y se superponen
en el centro sin presentar conexiones evidentes
Permiten el movimiento por desplazamiento en
ondas helicoidalesEspiroqueta
![Page 80: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/80.jpg)
Filamento Axial
Penetran medios viscosos y tejidos
Al rotar contra el cuerpo de la célula, le
imparten un movimiento de arrollamiento
helicoidal opuesto en rotación al del giro
del filamento axial.
Movimiento similar al de un sacacorchos.
Vaina externa
Pared celular
Filamento axial
Filamentoaxial
Pared celular
Vaina externa
![Page 81: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/81.jpg)
Pilis
Denominados también: pelos,fimbrias o fibrillas.
Apéndices bacterianos de aspectofiliforme
Diámetro: 0.004 a 0.008 µm
Sólo se pueden observar conmicroscopio electrónico
Presentes en bacterias Gramnegativas
Composición proteica: Pilina
Más numerosos y cortos que losflagelos
Fimbrias
Flagelos
![Page 82: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/82.jpg)
Pilis
Funciones:
Adherencia (Factores de colonización)
Transferencia de material genético (Pilis sexual)
Categorías: Adhesinas
Lectinas
Evasinas
Agresinas
Pilis sexuales
Pilis sexual
![Page 83: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/83.jpg)
Esporas
Célula en estado de latencia
Capacidad germinativa
Baja concentración hídrica
Altamente resistente a la desecación,
calor y agentes químicos
Alta concentración de calcio y ácido
dipicolínico
Altos niveles de pequeñas proteínas
ácido-solubles (SASPs)
Células vegetativas Esporas libres
Espora
![Page 84: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/84.jpg)
Espora: SASPs
Contiene altos niveles de proteínas específicas del core
denominadas Small Acid-Soluble Spore Proteina (SASPs)
Codificadas por genes spo, ssp
Protegen el ADN bacteriano del potencial daño de la
radiación UV, la desecación y el calor seco
Sirven como fuente de carbono y energía para el desarrollo
de una nueva célula vegetativa a partir de la endospora
(germinación)
![Page 85: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/85.jpg)
Esporas
Géneros esporulados:
Bacillus
Clostridium
Localización de la espora:
Central
Terminal
Sub-terminal
![Page 86: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/86.jpg)
Espora: Partes Constituyentes
Centro (6)
Pared de la espora (4)
Exosporio (3)
Corteza (2)
Capa (1)
2. Capa más gruesa, contiene peptidoglucanoespecial con menos enlaces cruzados, sensiblea lisozima y su autólisis es clave para lagerminación
1. Proteina similar a la queratina, capaimpermeable, confiere resistencia a los agentesquímicos
3. Naturaleza lipoproteica, contiene algunos carbohidratos
4. Capa más interna, contiene peptidoglucanonormal y se convierte en la PC de la célulaen germinación
5. Citoplasma de la espora. Contiene ácido dipicolínico y Calcio, posee además, un sistema generador de energía (3-fosfoglicerato) para la germinación
ADN
Ribosomas
![Page 87: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/87.jpg)
Esporulación: Definición. Requisitos
Proceso mediante el cual una célula
vegetativa da origen a una célula en
estado de latencia (espora).
La bacteria debe estar ávida de
nutrientes importantes (carbono,
nitrógeno y fósforo)
La bacteria debe tener alta densidad
para permitir la secreción y
reconocimiento del factor 1 de
diferenciación extracelular (EDF-1)
La bacteria debe encontrarse en fase
estacionaria de crecimiento
![Page 88: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/88.jpg)
Ciclo de Esporulación
![Page 89: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/89.jpg)
Germinación: Definición. Características
Proceso mediante el cual una espora da origen a una célula
vegetativa metabólicamente activa.
Etapas:
Activación: calor, abrasión, acidez y compuestos con grupos SH
libres
Inicio: condiciones ambientales favorables, efector (L-alanina o
adenosina), activa autolisinas, degradan el peptidoglucano
cortical. Captación de agua, se libera ácido dipicolínico y se
degradan enzimáticamente algunos componentes de la espora.
Excrecencia o Crecimiento: aparición de una nueva célula
vegetativa, metabólicamente activa con capacidad de dividirse
![Page 90: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/90.jpg)
Célula vegetativa y Espora: Diferencias
Característica Célula vegetativa Espora
Estructura Célula Gram positiva típica Centro, Corteza, capa, exosporio, pared
Apariencia microscópica No refringente Refringente
Contenido cálcico Bajo Alto
Ácido dipicolínico Ausente Presente
Actividad enzimática Alta Baja
Metabolismo (captación de O2) Alto Bajo o ausente
Síntesis de macromoléculas Presente Ausente
ARNm Presente Escaso o ausente
Resistencia al calor Baja Elevada
Resistencia a la radiación Baja Elevada
Resistencia a compuestos químicos Baja Elevada
Capacidad de tinción Fácil tinción Difícil, sólo con métodos especiales
Efecto de la lisozima Sensible Resistente
Contenido de agua Elevado, 80-90% Bajo, 10 – 25%
Pequeñas proteínas solubles en agua Ausentes Presentes
pH citoplasmático Aproximadamente pH 7 Aproximadamente p H 5.5 – 6.0 (centro)
![Page 91: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/91.jpg)
Otras Diferenciaciones Celulares
Vainas: Estructuras tubulares
Heteropolímeros (proteínas, lípidos
y polisacáridos)
Engloba conjuntos de células
bacilares
Presentes en arqueobacterias
Prostecas: Prolongaciones semi-rígidas
Diámetro menor al celular
Rodeados por membrana y pared celular
Funciones reproductivas y de unión a
sustratos
![Page 92: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/92.jpg)
Otras Diferenciaciones Celulares
Botones de Anclaje:
Acúmulos de polisacáridos
Pared celular, extremos de prostecas,
pedúnculos, tallos inertes
Facilitan la unión a sustratos
Presentes en el género Caulobacter
Tallos o Pedúnculos:
Estructuras filamentosas
Terminados en botones de anclaje (discos
adhesivos)
Secreción continua de polisacáridos
Unión a sustratos sólidos (medios acuáticos)
Género Gaionella
![Page 93: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/93.jpg)
Otras Diferenciaciones Celulares
Cuerpos Fructificantes: presentes en
mixobacterias. Constituyen estructuras que
contienen en su interior un tipo de célula
especializada, denominada mixospora
Hifas: filamentos cenocíticos
ramificados de los actinomicetos,
similares a las hifas de los hongos
Célula madre
Hifa
Hifa
![Page 94: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/94.jpg)
Capa S
Capa sobre la superficie celular bacteriana
Común en arqueobacterias
Modelo estructural similar a las baldosas de un suelo
Constituida por proteínas y glucoproteínas
Bacterias Gram negativas: se adhiere directo a lamembrana externa
Bacterias Gram positivas: asociadas a la superficie delpeptidoglucano
Protección frente a fluctuaciones iónicas y de pH, estrésosmótico, enzimas, bacterias predadoras (Bdellovibrio),fagocitosis, complemento
Contribuye a la virulencia
Capa S
![Page 95: TEMA 2 ESTRUCTURA BACTERIANA](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062300/5571fb2f497959916994297d/html5/thumbnails/95.jpg)