generalidades de bacterias
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Universidad de Guadalajara
Departamento de Microbiología y Patología
Microbiología y Parasitología
Profesor: Dr. Luis Daniel Meraz Rosales
Generalidades de bacterias
1.- Morfología y estructura bacteriana
Son células procariotas.
Se dividen en dos grupos:
Arqueobacterias
Eubacterias (Importancia médica)
1.1 Definición de bacteria
1.2 Forma, tamaño y agrupación bacteriana
Formay
agrupación
Tamaños
Equivalente al núcleo eucariótico. Ausencia de membrana nuclear y de
sistema mitótico.
El material genético es un cromosoma de ADN haploide, circular en la mayoría.
1.3 Composición general y funciones
Nucleoide
Envoltura celular
Membrana citoplásmica
o interna
Membranaexterna
Capa de peptidoglicano yespacio periplásmico
BACTERIAGRAMNEGATIVA
Pared celular
BACTERIAGRAMPOSITIVA
Pared celular :capa de peptidoglicano
y ácido teicoico
Membrana citoplásmica
o interna
Cápsula ( en algunas bacterias)
Membrana citoplásmica o interna Compuesta de fosfolípidos y proteínas. Forma los MESOSOMAS (invaginaciones
de la membrana):▪ Mesosomas de tabique: el ADN esta fijo a
esta estructura, que forma paredes transversas durante la división celular.
▪ Mesosomas laterales.
Funciones:▪ Permeabilidad selectiva y transporte de
solutos.▪ Transporte de electrones y fosforilación
oxidativa.▪ Excreción de exoenzimas hidrolíticas.▪ Contiene enzimas y moléculas
transportadoras que intervienen en la síntesis del ADN, polímeros de la pared y lípidos de la membrana.
▪ Contiene receptores de membrana.
Pared celular Se ubica entre la membrana
citoplásmica y la cápsula. Compuesta por:
▪ Bacterias gramnegativas: capa de peptidoglucano (10%) y membrana externa.
▪ Bacterias grampositivas: capa de peptidoglucano (50%) y acido teicoico.
Componentes especiales de la pared celular.
Bacterias grampositivas.▪ Ácido teicoico de la pared: son antigénicos.▪ Ácido lipoteicoico de la membrana: fija la pared a lamembrana plasmática.
Ácido lipoteicoico Ácido
teicoico
Bacterias gramnegativas.▪ Lipoproteínas: estabiliza la membrana
externa y la fija en la capa de peptidoglucano.
▪ Membrana externa: compuesta por dos capas, una interna semejante a la membrana citoplásmica y otra externa formada por lipopolisacáridos.
-Porinas: proteínas que por difusión pasiva permiten el paso de azúcares, iones y aminoácidos.
▪ Lipopolisacáridos: -Lípido A + Polisacárido.-Forma endotoxinas que son altamente tóxicas.-El polisacárido solo es el antígeno de superficie de
la bacteria o ANTÍGENO O.
▪ Espacio periplasmático: contiene una capa de mureína y proteínas.
LPS o endotoxina
Polisacárido
Lípido A
Porina
Lipopolisacáridos
PeptidoglucanoFosfolípidos
Cápsula y glucocáliz Cápsula:
▪ Capa bien definida de polisacáridos alrededor
de la célula.▪ Contribuye a la
invasividad de la bacteria, ya que les da protección contra la fagocitosis.
Glucocáliz: ▪ Fibras indefinidas de
polisacáridos alrededor de la célula.
▪ Contribuye a la adherencia de las bacterias al medio.
Flagelos Compuestos por proteínas (flagelina). Apéndices semirrígidos que le dan movilidad a
la célula. Tipos de ordenamiento:
Son altamente antigénicos:
ANTÍGENO H
Apéndices
Pili o fimbrias Apéndices rígidos, cortos y delgados. Compuestos por proteínas (pilinas). Contribuyen a la adherencia bacteriana.
Endosporas Algunas bacterias son capaces de formar
endosporas. La esporulación inicia en respuesta a
condiciones ambientales desfavorables (déficit de nitrógeno y carbono), formando una espora que es liberada cuando la célula sufre autolisis.
Endospora: célula en reposo, altamente resistente a la desecación, calor y agentes químicos.
Corteza
Protoplasto o núcleo
Pared
Exosporio
▪ Protoplasto o núcleo: contiene el ADN y ribosomas.
▪ Pared: se transforma en la pared celular.
▪ Corteza: capa más gruesa, sensible a la lisozima, clave para la germinación de la espora.
▪ Capa: compuesta por proteínas semejantes a la queratina, le confiere impermeabilidad.
▪ Exosporio: contiene algunos carbohidratos.
ENDOSPORA
Esporulación: ▪ Inicia cuando las condiciones son
desfavorables (déficit de nitrógeno o carbono).
Germinación▪ Activación: cuando están en un medio rico en
nutrientes, son activadas por calor, abrasión, acidez, etc.
▪ Inicio: el enlace de lo que reconocen como medio rico (L-alanina, adenosina), activa una autolisina que degrada la corteza y se capta agua.
▪ Excrecencia: la degradación de la corteza da como resultado una célula formada por el protoplasto y su pared, la cual realiza una división celular.
Generalidades de bacterias
2.-Metabolismo y crecimiento bacteriano
1. Clasificaciones
De acuerdo a REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES:
Heterótrofos: degradan cualquier sustancia orgánica a su elemento inorgánico original.
Autótrofos : sintetizan sustancias orgánicas a partir de las minerales (fotosíntesis o quimiosíntesis).
De acuerdo a TEMPERATURA: Psicrófilos: 10- 15ºc Mesófilas: entre 30- 40ºc. Termófilas: mayor de 45ºc hasta
100ºc.
De acuerdo a REQUERIMIENTOS DE pH: Alcalófilas (+) Neutrófilas Acidófilas (-)
De acuerdo a REQUERIMIENTOS DE OXÍGENO: Aerobios Anaerobios
▪ Estrictos▪ Facultativos
Fase de REZAGO o LATENCIA: Preparación y adaptación al medio.
Fase EXPONENCIAL o LOGARITMICA: División bacteriana con variación del
tiempo de crecimiento. Fase ESTACIONARIA:
Se detiene el crecimiento, déficit de nutrientes y acumulación de sustancias tóxicas, los microorganismos son viables.
Fase de MUERTE o DECLINACIÓN.
2. Curva de crecimiento bacteriano
De acuerdo a su estado físico: Líquidos: se preparan los
constituyentes en disolución acuosa (agua destilada), se coloca en tubos de ensayo y se esterilizan con calor.
3. Clasificación de los medios de cultivo
Sólidos: se preparan los constituyentes den agua destilada y se agrega Agar 15-20g/L y se calienta a 60 grados centígrados.
Semisólidos: se agrega sólo 5g/L de Agar.
En cuanto a su Composición se distingue:
1. Medios Sintéticos o Definidos: contienen cantidades precisas de sustancias orgánicas e inorgánicas puras disueltas en agua.
2. Medio Complejo o Indefinido: contiene sustancias altamente nutritivas, pero de composición indefinida.
Medios Enriquecidos: para cultivar se necesita añadir sustancias nutritivas. (sangre, suero, extractos de tejido, etc.)
Medios Selectivos: inhiben el crecimiento de un determinado tipo de bacterias sin afectar a otros tipos.
Medios Diferenciales: contienen indicadores químicos sobre los que determinado microorganismo adquiere coloraciones especificas.
Genética bacteriana
REPLICONES: son círculos de DNA (cromosoma y plásmidos) que contienen información genética para su propia replicación. UNIDAD DE REPLICACIÓN.
1. Definiciones
PLASMIDOS: ADN extracromosómico circular o lineal que contiene genes relacionados con funciones específicas, transfiriendo esta información de un organismo a otro. Resistencia a antibióticos.
TRANSPOSON: secuencias de ADN que pueden moverse a diferentes partes del genoma (genes saltarines). No llevan la información genética necesaria para su propia replicación y requieren de su integración con un replicón bacteriano para replicarse. Suelen causar mutaciones por seccionar
genes. Se pueden insertar en un plásmido y pasar de
una célula a otra.
FAGO o BACTERIÓFAGO Son virus que infectan únicamente a
bacterias. Están constituidos por una cubierta
proteica o cápside en donde esta el material genético, que puede ser ADN o ARN de simple o doble cadena, circular o lineal (en el 95% de los fagos conocidos es ADN de doble cadena).
Replicación
Proceso por el cual se obtienen 2 copias de ADN celular.
En las procariotas existe un solo origen de replicación, denominado Ori C y la replicación progresa en dos direcciones, de manera que existen dos puntos de crecimiento (PC) u horquillas de replicación.
Transcripción
Es el primer proceso de la expresión génica, mediante el cuál se transfiere la información contenida en la secuencia del ADN hacia la secuencia de proteína utilizando diversos ARN como intermediarios.
Las secuencias de ADN son copiadas a ARN mediante la enzima ARN polimerasa que sintetiza un ARN mensajero.
Traducción
Es el paso de la información transportada por el ARNm a proteína.
El primer paso es la activación de los aminoácidos y formación de los complejos de transferencia.
En los ribosomas se da el reconocimiento entre los tripletes del mensajero y los anticodones de los ARN-t cargados con su correspondiente aminoácido, así como el establecimiento de los enlaces peptídicos entre dos aminoácidos sucesivos.
Ribosomas de procariotas: 70S
▪ Subunidad grande 50S▪ Subunidad pequeña 30s
Una vez activados los aminoácidos y formados los complejos de transferencia (ARN-t cargados con el aminoácido correspondiente) comienza la síntesis de la cadena polipeptídica y la incorporación de los aminoácidos.
La terminación de la cadena polipeptídica en bacterias tiene lugar cuando los ribosomas en su avance a lo largo del ARN-m se encuentran con cualquiera de los siguientes tripletes de terminación o codones de fin: UAA, UAG y UGA.
Conjugación Proceso por el que una célula bacteriana
viva transfiere material genético a través del contacto con otra célula mediante una estructura proteica que se conoce como pilus.
Plásmidos ( mecanismo más frecuente).
2. Mecanismos de transferencia genética
Transducción Es el proceso por el que el ADN de una
bacteria pasa a otra a través de un virus bacteriano (un bacteriófago).
Transformación Captación directa del material genético
(DNA o RNA) del entorno, que puede quedar libre como consecuencia de lisis celulares.
Muy poco común por mecanismos naturales.
Todos estos mecanismos se usan por la ingeniería genética para insertar nuevos genes en bacterias para experimentos, para aplicaciones industriales y médicas.