ESTRUCTURA Y MORFOLOGÍA BACTERIANA

Presentado por: Sonia Calle Espinoza

CLASIFICACIÓNCLASIFICACIÓNPROCARIOTAS

GENERALIDADESGENERALIDADES• Bacteria: bacterium =

bastón• Características

– Procariota: pro=primitivo, karyon=núcleo

– Ribosoma 70S– Pared bacteriana– Ausencia de esteroles– Ausencia de mitocondrias,

RE, AG– Órganos de Movilidad– Cromosoma único– Plásmidos

MORFOLOGÍAMORFOLOGÍA• Tamaño:

– 0.2 a 3-4 µm de diámetro.

– Micoplasmas (pequeñas)

• Forma:– Cocos– Bacilos– Espirales– Filamentosas– Pleomórficas

Tamaño pequeño intercambio más eficiente, permite mayor

velocidad metabólica

CocosCocos• 1 plano:

– 2 cocos juntos: Diplococos

– 4-20 cocos juntos: Estreptococos

• 2 planos: Micrococos• 3 planos: Sarcina• Varios planos:

– Estafilococos

BacilosBacilos

• Parejas: Diplobacilos• Cadenas: Estreptobacilos

– Bacillus sp.• Empalizada:

– Corynebacterium sp.• Bacilos curvados:

– Vibrio sp.

EspiralesEspirales

• Espirilos: – Rígida: Brachispira sp.

• Espiroquetas: – Flexible: Leptospira sp.

FilamentosasFilamentosas • Actinomyces sp.

Bacterias RepresentativasBacterias Representativas

Cultivos Bacterianos teñidos según se observan con el microscopio

óptico.

Staphylococcus aureus. Obsérvense las esferas grampositivas en

racimos irregulares. Gram (x 1000).

Enterococcus faecalis. Obsérvense las cadenas de cocos; contraste de fases

(x 200).

Bacillus megaterium. Bacteria en forma de bastón formando cadenas. Gram

(x 600).

Rhodospirillum rubrum. Contraste de fases (x 500).

Vidrio cholerae. Bacilos curvados con flagelos polares (x 1000).

• PROTEOBACTERIAS I : Bacterias fotosintéticas purpúreas. Bacterias quimiolitotrofas. Bacterias metanotrofas y metilotrofas.

• PROTEOBACTERIAS II : Grupo de Pseudomonas. Bacterias del ácido acético. Bacterias del grupo de Rhizobium.

• PROTEOBACTERIAS III : Bacterias entéricas. Vibrio y Photobacterium. Pasteurella y Haemophilus.

• PROTEOBACTERIAS IV: Neisseria. Legionella. Bordetella. Brucella. Francisella. Las Rickettsias.

• PROTEOBACTERIAS V: Bacterias con vaina. Bacterias espiriladas y curvadas, Bacterias gemantes y/o con apéndices.

• PROTEOBACTERIAS VI : Bacterias reductoras del sulfato y del azufre. Bdellovibrio. Las mixobacterias. Campylobacter. Helicobacter.

• Bacterias Gram + de bajo contenido en G+C.• Bacterias Gram+ de alto contenido en G+C.• Bacterias fotosintéticas no proteobacterias : Las

Cianobacterias y las Proclorales. Bacterias verdes.

• Las espiroquetas.• OTROS LINEAS FILOGENETICAS : Nitrospira.

Chlamydia. Planctomyces y Pirella. Verrucomicrobia. Cytophaga. Delferibacter. Flavobacteria. LINEAS MÁS ANTIGUAS: Deinococcus. Thermotoga. Thermodesulfobacterium. Aquifex.

• DOMINIO ARCHAEA.• MICROORGANISMOS EUCARIOTAS.

ASPECTOS BENEFICIOSOSASPECTOS BENEFICIOSOS

• Todas las culturas desarrollaron de modo empírico multitud de bebibas y alimentos derivados de fermentaciones microbianas: vino, cerveza, pan, verduras fermentadas, etc.

• Producción de multitud de productos industriales: alcoholes, ácidos orgánicos, antibióticos, enzimas, polímeros, etc.

• La ingeniería genética empezó con los microorganismos, que siguen desempeñando un papel fundamental en la nueva generación de medicamentos recombinantes y de terapias novedosas

EVOLUCIÓN DE LOS EVOLUCIÓN DE LOS MICROORGANISMOS PATÓGENOSMICROORGANISMOS PATÓGENOS

• Enfermedad Infecciosa: relación entre m.o patógeno con el organismo huésped.

• COEVOLUCION: huésped -parasito• Factores: susceptibilidad, Infectividad.• El Fitness del patógeno• Filogenia…….transferencia horizontal de

genes.

EVOLUCIÓN DE LOS EVOLUCIÓN DE LOS MICROORGANISMOS PATÓGENOSMICROORGANISMOS PATÓGENOS

• Islas genómicas (G1)• Islas de patogenicidad (PAI)• Uso indiscriminado de antibióticos• Microbio Sin frontera.

“No siempre las especies mas fuertes, ni las mas inteligentes son las que sobreviven, sino aquellas que mejor responden a los cambios”. (Darwin)

ESTRUCTURAESTRUCTURA• Estructuras permanentes

– Pared celular– Membrana Citoplasmática

(mesosomas)– Citoplasma (ribosomas,

inclusiones, ADN)• Estructuras variables

– Flagelos– Fimbrias o pili– Exopolisacáridos (Cápsula y

glicocalix) – Espora

ESTRUCTURASESTRUCTURAS PERMANENTES PERMANENTES

Pared CelularPared Celular• Protección física. • Prevención de lisis osmótica.• Ausente en Micoplasmas.• 10 – 40% peso bacteriano.• Capa gruesa en gram positivas, en gram

negativas es mucho mas delgada. • Constituido principalmente por peptidoglicano o

mureina.• Superficie externa cubierta de proteinas• Lugar de acción antibióticos β-lactámicos.

Composición Pared Composición Pared CelularCelular

Péptidoglicano (mureína)2 azúcares: N-acetilglucosamina (NAG) y ácido N-acetilmurámico (NAM) (ß 1-4).Ac. Muramico: L-Alanina, D-Alanina, D-Glutámico, Lisina ( o ácidodiaminopimélico)

Diferencias entre Gram (+s) y Diferencias entre Gram (+s) y (-s)(-s)

• Gram (+)– Varias capas de

peptidoglicano– Acidos teicoicos, carga (-):

• Poliglicerol fosfato: Acidos lipoteicoicos (MC)

• Poliribitol fosfato: Acidos teicoicos (P)

– Funciones tipo adhesinas.– Retienen colorante Gram

(Cristal Violeta)

• Gram (-)– Una sola capa de

peptidoglicano.– No se tiñen con Cristal

violeta, si no con fucsina básica.

– En acido-alcohol resistentes,

• NAM es sustituido por N-glicosil muramico.

• Acidos micolicos

PARED CELULAR GRAM (+)PARED CELULAR GRAM (+)

…pared celular en Gram (-)

• PC compleja: – Membrana externa con fosfolípidos –

proteínas (porinas) y LPS – Espacio periplasmico (periplasma: mureína y

abundantes enzimas).– Fina capa de peptidoglicano.– Membrana citoplasmatica.

LPS (Lipopolisacarido)LPS (Lipopolisacarido)

• Potente endotoxina.• Constituido por:

– Lipido A (porcion toxica, solo actua en lisis celular)

– Core (4-5 azucares) heptosas y ceto-deoxioctanoico (KDO)

– Antigeno “O” (clasificacion de microorganismos).

Pared Celular Gram (-)Pared Celular Gram (-)

Bacterias que no poseen paredBacterias que no poseen pared

• Membrana celular mas gruesa pueden tener esteroles y lipoglicanos.

• Son pleiomórficos• Micoplasma• Archea

– No contiene peptidoglicano– Puede ser de

• pseudopeptidoglicano (pseudomureina) tiñe G+• pseudomureina cubierta de proteina,tiñe G+

– monocapa superficial de proteina o glicoproteina, sin pseudomureina. tiñe G-

– Existen Archaea sin pared

CitoplasmaCitoplasma

• Gel de alta presión osmótica.• Aspecto finamente granular• Rico en ribosomas e inclusiones de

material nutritivo.• Incluye al Nucloide y Material genético

extracromosomico: plásmido.

• Nucloide:– Cromosoma único– Carece de Membrana – ADN doble hebra circular superenrrollado, se fija al

mesósoma en la etapa previa de división celular.• Ribosomas

– Contienen todos lo componentes necesarios para la síntesis proteica

– Ribosoma 70S (2 subunidades 30S y 50S).• Inclusiones: material de reserva de nutrientes.• Plásmidos: interviene en el intercambio de

material genético entre bacterias.

Membrana citoplasmáticaMembrana citoplasmática

• Constituida por una bicapa fosfolipídica y proteínas.

• El acido graso hidrofóbico se orienta hacia el interior y el glicerol hidrofílico hacia el exterior.

• Carece de esteroles.• Contiene las proteínas y otros componentes de la

respiración celular y fosforilación oxidativa.

• Permeabilidad selectiva• Lugar de síntesis de enzimas y proteínas.• Da lugar a los mesosomas, al plegarse hacia el

interior.• Mesosomas: sitio de anclaje del cromosoide

bacteriano a la MC, participando en la separación postreplicación.

……membranamembrana celularcelular

ESTRUCTURAS VARIABLES

FlagelosFlagelos• Apéndices filamentosos

helicoidales.• Movilidad bacteriana.• Presentes solo en bacilos.• Formado por: cuerpo

basal, un gancho y un filamento externo (flagelina).

• Buenos inmunógenos.• Antígenos flagelares se

denominan antígenos “H”.

… … flagelosflagelos• Disposición:

– Peritrica, Monotrica, Lofótrica y Anfitrica

• Rotacion:– Rotación de anillos en el

cuerpo basal.– Rotación antihoraria,

movimiento hacia adelante:corridas.

– Rotación horaria ,cese del movimiento hacia adelante: vueltas

– Corridas/ Vueltas controladas por quimioatrayentes y repelentes

Fimbrias o pili

• Microfibrillas parecidas a pelos que rodean ha algunas Gram (-).

• Constituidas por el ensamblaje de una proteína estructural “pilina”.

• Posee propiedades de adhesina.• Fimbrias tipo 1, que se adhieren a residuos de

manosa.

… Pili sexualPili sexual

• Son mas largos.• 2 – 3 por célula.• Se comportan

como adhesinas.• Intercambio génico

entre bacteriasCONJUGACION

ExopolisacáridosExopolisacáridos

• Cubierta de naturaleza polisacarida que rodea un bacteria.

• Sintetizados en MC., atraviesan PC y se establecen afuera.

• Se clasifican en:– Capsula.– Glicocalix.

… … CápsulaCápsula

• Sustancia mucosa o viscosa.• Unión firme a las bacterias• Rígidas• Protegen a las bacterias de la fagocitosis.• Factor de virulencia.• Poseen los antígenos capsulares “k”.• Debido a estructura fibrilar hidratada, no se tiñen

con tinciones habituales.• Tinción negativa o Tinta china.

… … GlicocalixGlicocalix

• Es Flexible• Participa en la formacion de biopeliculas.• Forma colonias rodeadas de glicocalix.• Protegen de fagocitosis o accion de

antimicrobianos.

EsporaEspora• Dos géneros: Bacillus

sp. y Clostridium sp.• Se originan dentro de

la célula vegetativa.• Se libera por lisis

celular.• Se produce en

condiciones adversas.• Forma muy resistente

(dipicolinato de calcio y deshidratación).

• Morfología– Apariencia birrefringente.

• No se tiñe con colorantes habituales– Esférico u oval– Diámetro: de 0.2 a 2.0 µ– Deformante ( Clostridium ) No deformante ( Bacillus )

DIFERENCIAS CEL. VEGETATIVA VS. DIFERENCIAS CEL. VEGETATIVA VS. ENDOSPORASENDOSPORAS

Característica Célula vegetativa

Endoespora

Contenido de Calcio

bajo alto

Ac. dipiconílico ausente presentePequeñas

proteínas solubles en

ácido

ausentes presentes

Contenido de agua 80-90% 10-25%pH citoplasma 7 5.5-6

Actividad enzimática

elevada baja

Metabolismo elevado Bajo o ausenteResistencia: calor,

radiación, compuestos

químicos

baja elevada

Sensibilidad lisozima

Sensible Resistente