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BACTERIOLOGÍA GENERAL
• Morfología y estructura bacteriana
A nivel externo:
- Pared bacteriana
- Membrana Citoplasmática o bacteriana
- Mesosomas (forma parte de membrana bacteriana)
- Cápsula
- Flagelos
- Pili F 0E 0 sexual: 1 solo ; comunes o fimbrias: muchos
A nivel interno:
- Cromosoma bacteriano
- Plásmido
- Ribosomas
- Inclusiones citoplasmáticas
Exterior de la bacteria:
• PARED BACTERIANA :
Es un elemento obligado en todas las bacterias, excepto del mycoplasma. Es una cubierta rígida que confiere resistencia y forma a la bacteria. Se pone de manifiesto mediante la tinción por el método de Gram: bacterias Gram positivas (bacterias que se visualizan de color violeta) y Gram negativas (las que se visualizan de color rosa). El grosor va a ser diferente en las bacterias Gram (+) y en las bacterias Gram (-). En las Gram (+) su grosor puede ser de 800 Å, y
en las Gram (-) de 200 Å. Las bacterias Gram (+) poseen una pared uniforme y las Gram (-) una pared irregular.
Bacterias Gram (+):
La arquitectura molecular de la pared celular de las Gram (+) contiene “Peptidoglicano o Mureina” que es fundamental para las Gram (+). Ese peptidoglicano está formado por:
- Cadenas largas de polisacáridos F 0E 0 formadas por N- acetilmurámico y N-acetilglucosamina.
- Cadenas cortas de polipéptidos F 0E 0 formadas por Ácido Diaminopimélico.
Ácido Teicoico: puede estar formado por Ribitol o Glicerol F 0E 0 se pone en contacto con la membrana citoplasmática.
Bacterias Gram (-):
En las Gram (–) el peptidoglicano carece de importancia, es pequeño y delgado, y en diversas zonas no hay.
La membrana externa (de la pared) está formada por:
- Fosfolípidos: capa más interna.
- Lipopolisacáridos: Lípidos A (endotoxina)
Antígeno O (parte más externa)
- Proteínas: forman las paredes de los poros (Porinas)
LIPOPORISACARIDO
Formado por tres zonas:
Zona interna: capa lipídica formada por lípidos. A que corresponde a las endotoxinas.
Bacilos (1, 5 y 6 micras de longitud) son alargados de tamaño variable en longitud y grosor
- Helicoidales (de 8 a 15 micras de tamaño)
- tienen forma de sacacorchos
-la hélice puede estar más o menos abierta
-dependiendo del genero el sacacorchos más o menos abierto.
• MEMBRANA CITOPLASMÁTICA BACTERIANA:
Es un elemento obligado de todas las bacterias.
La membrana se va a caracterizar porque va a ser una doble capa lipídica igual a la célula normal con la única diferencia que no contiene esteroles.
Está constituida por:
- Proteínas: que atraviesan la membrana entera o no, sólo una parte de ésta; estas proteínas son las permeasas, que son proteínas de transporte.
- Lípidos: forman una bicapa lipídica.
Funciones de la membrana citoplasmática:
- Membrana semipermeable: realiza selectividad molecular, gracias a la especificidad de las permeasas.
- Se producen en ella reacciones de fosforización oxidativa (Conversión de ADP a ATP)
- En ella se metabolizan los polímeros de la pared y de la cápsula.
• MESOSOMAS:
- Forman parte de la membrana citoplasmática.
- Poseen función secretora de exoenzimas como la catalasa, oxidasa, …
- Interviene en la síntesis del tabique (cuando se produce en la multiplicación de la bacteria)
- Interviene en la división el cromosoma bacteriano.
• CÁPSULA:
Es un elemento facultativo (la puede poseer o no). Toda bacteria que tenga poder de formar capsulas se denominan capsuladas no siempre
va presentar capsular aun teniendo ese poder.
Al elaborar la cápsula, la bacteria aumenta su virulencia, pero no la vitalidad.
La cápsula tiene un tamaño variable, cuanto más grosor tenga la cápsula, mayor virulencia.
Cuando una bacteria presenta cápsula decimos que se encuentra en fase lisa o S y cuando pierde la cápsula se encuentra en fase rugosa o R.
Es un proceso reversible: S <==> R
Cuando una bacteria presenta capsula significa que ha aumentado su virulencia
Cuando la bacteria está capsulada dificulta o impide el proceso de fagocitosis así como la penetración de los antibióticos (antivirus), dentro de la bacteria.
La cápsula puede verse al microscopio mediante una tinción especial denominada “tinción de cápsula”.
- Pilis comunes o fimbrias : rodean a la bacteria y sirven para la adherencia de la bacteria a las células.
- Pili sexual (Único): un solo pili, es un filamento hueco, que interviene en el proceso de conjugación bacteriana. Es sintetizado cuando la bacteria contiene plásmido transmisible.
Interior de la bacteria:
• RIBOSOMAS:
Están compuestos por ARN (60-70%) y proteínas, aunque el contenido principal es el ARN ribosómico.
La constante de sedimentación de la bacteria es de 70S y cuando se disocian las dos subunidades las constantes son de 30S y de 50S.
Intervienen en la síntesis de proteínas.
• INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS:
Sirven para almacenar materiales y son de número variable. Las hay de dos tipos:
- Vacuolas: que almacenan líquidos o gases. Actúan como osomeros para permitir que la bacteria aguante mucha presión.
- Granulaciones: almacenan material sólido que posteriormente va a usar la bacteria (normalmente glucógeno).
• CROMOSOMA BACTERIANO:
Carece de membrana nuclear.
Está constituido por una cadena doble de ADN de 1 a 2 mm, está dispuesto de manera circular y enrollado en el espacio (1-1,5 μ).
Está formado por nucleótidos: Guanina, Citosina, Timina y Adenina. En el ARN hay Uracilo en vez de Timina.
• PLÁSMIDOS:
Es un elemento facultativo.
Son fragmentos de ADN circular, sin extremos libres, y son extracromosómicos.
Hay dos tipos:
- Plásmidos transmisibles: posee capacidad de inducir la formación de un pili sexual, y el plásmido puede ser transmitido de una bacteria a otra por el fenómeno de conjugación, por pili sexual o por contacto. En el proceso de conjugación lo que se trasmite es el plásmido. (Feromona: atrae dos bacterias entre sí, uniéndose, permitiendo que pase el plásmido)
- Plásmidos no transmisibles: Se producen fenómenos de transformación y fenómenos de transducción para realizar para realizar la transferencia, nunca por el fenómeno de conjugación.
Hay dos tipos de plásmidos:
- Plásmido R (factor R): es un plásmido que confiere resistencia a los antibióticos. (resistencia plasmítica)
- Plásmido F (factor f): aquel que transmite características genéticas, también llamados plásmido sexual.
A veces un plásmido se integra en el cromosoma bacteriano y se le denomina “Episoma”.
Los plásmidos pueden provenir de un virus.
• ESPORAS:
Central Subterminal Terminal
Formación de una espora:
Partes de una espora:
Cuando una bacteria espurulada, espurula puede vivir así durante mucho tiempo.
En forma de espora no puede desarrollar su agente patógeno.
La espora se va a formar cuando una bacteria espurulada se encuentra en una situación inhóspita, en ese momento inicia la multiplicación de la bacteria y se empieza a formar un septo, una pared.
La espora se va formar por elaboración de un nuevo sustituto que es el ácido dipicolínico.
Cada vez la bacteria empeora su situación, se destruye el ácido nucleico y los componentes de las bacterias. Por lo tanto nos quedamos solamente con la espora (puede estar en forma de espora todo el tiempo que sea necesario).
Cuando encuentra el medio necesario pasa a forma vegetativa.
Una Espora libre tiene dos partes
Periférica (cortex) hay dos capas
- intina (parte gruesa) donde se almacena el acido dipicolinico produciendo dipicolinato cálcico
Hay bacterias que son capaces de hacer un duplicado de ella misma en 20 minutos.
En la curva de crecimiento hay 4 fases:
Fase de latencia: periodo de
adaptación de las bacterias al nuevo medio. Aumenta el metabolismo de la bacteria, así
como los ribosomas.
- Fase exponencial: multiplicación de la bacteria logarítmicamente por unidad de tiempo. Las bacterias se dividen y duplican en número a gran velocidad.
- Fase estacionaria: las bacterias dejan de crecer por disminución de metabolitos y/o aparición de sustancias tóxicas. El mismo número de bacterias que se multiplican son el mismo número de bacterias que mueren, por lo que llega a un equilibrio.
- Fase de declinación o muerte: las condiciones se vuelven adversas y muere mayor número de bacterias que las que se multiplican.
- Metabolismo y nutrición bacteriana
- Reacciones anabólicas o biosíntesis: constituyen los procesos de construcción celular (A+B=C).
- Reacciones catabólicas: son reacciones energéticas cuya finalidad es la obtención de energía química (C F 0E 8 A y B).
• NUTRICIÓN BACTERIANA
Macronutrientes
Nitrógeno: formando parte de AA y Vitaminas.
Fósforo: Ac. Nucleicos y fosfolípidos
Azufre: parte de AA y Vitaminas.
Potasio: Activador de enzimas
Hierro: enzimas que participan en los procesos de óxido-reducción.
Agua: la bacteria está constituida por un 60% a 70%.
Micronutrientes
Cobalto, cobre, manganeso, níquel,…..
• REACCIONES ENERGÉTICAS
GRUPO NUTRICIONAL FUENTE DE CARBONO FUENTE DE ENERGÍA
Fotoautótrofos CO2 E. Lumínica Fotoheterótrofos Compuestos orgánicos E. Lumínica Quimioautótrofos CO2 Sales inorgánicas Quimioheterótrofos (afectan al hombre)
Compuestos orgánicos Compuestos orgánicos
• PRODUCTOS RESULTANTES DEL ANABOLISMO
- Componentes del soma bacteriano
- Toxinas
- Exoenzimas
- Fermentos
- Antibióticos
- Piocinas y bacteriocinas
- Pigmentos
- Vitaminas
La mayor mayoría de las bacterias puede soportar cambios entre 3 y 4 unidades de pH.
Se pueden clasificar en 3 grandes grupos según el pH:
- Alcalófilas
- Neutrófilas
- Acidófilas
- VAriaciones genéticas
Mecanismos por los que las bacterias pueden variar su nivel de información; cambia genéticamente:
- Mutación: cambios espontáneos o inducidos en el ADN.
- Fenómenos de transferencias: cambios en el mensaje genético por adquisición de ADN de otra bacteria o virus.
Recombinación genética: paso de ADN de una bacteria a otra.
• FENÓMENOS DE TRANSFERENCIA
Intercambio de material genético de una bacteria a otra o de un virus a una bacteria.
- Transformación: una bacteria toma fragmentos de ADN por la lisis de otras bacterias. Transferencia de un fragmento de ADN de una bacteria que se ha lisado a otra bacteria y se incorpora al ácido nucléico de la bacteria destino.
- Transducción: el paso o transferencia de ADN de una bacteria a otra mediante un bacteriófago (microorganismo que ataca a la bacteria pero no al hombre) que lo vehiculiza.
- Transfección: es cuando el ácido nucléico de un virus penetra en una bacteria.
- Conversión: el ácido nucléico de un virus se integra en el ADN bacteriano.
- Conjugación: paso de ADN de una bacteria a otra por contacto. En los Gram (+) (coco) no interviene el pili sexual.
FENÓMENO DE TRANSFORMACIÓN DE GRIFFIT H
Es el proceso mediante el cual las bacterias captan fragmentos de ADN de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio donde viven y los incorporan a sus genomas.
Sólo algunas bacterias pueden ser transformadas. Las que pueden serlo se dice que son competentes.
• FENÓMENO DE TRANSDUCCIÓN
Los virus que afectan a las bacterias se denominan bacteriófagos.
Se adhieren a la superficie de la bacteria e inocula su ácido nucléico en el interior:
a.
Ciclo lítico: la bacteria produce ácido nucléico vírico y luego sus cubiertas. Posteriormente se lisa la bacteria
y se liberan los virus formados.
b. Ciclo lisogénico: el ácido nucléico del virus se incorpora al ácido nucléico de la bacteria (cromosoma bacteriano). Muchas bacterias adquieren su virulencia de este modo.
El fago se adhiere e inyecta su ácido nucléico en la bacteria. Éste se incorpora al cromosoma de la bacteria, haciendo un bucle (circulo).
Al separarse puede llevarse una parte del cromosoma bacteriano o dejar parte de él en el cromosoma de la bacteria.
Nos interesa más la primera opción: se libera el ácido nucléico con un trozo de cromosoma bacteriano.
A la segunda bacteria que parasite le hará lo mismo, pudiendo al separarse dejar parte del ácido nucléico bacteriano que trae el fago en el cromosoma de la nueva bacteria.
• FENÓMENO DE CONJUGACIÓN
Es el proceso por el que el ADN pasa directamente por contacto de una célula a otra durante el “acoplamiento” de las bacterias. Requiere el contacto físico de la bacteria.
Hay que diferenciar el proceso en bacterias Gram (-) y bacilos Gram (+) del que se produce en los cocos Gram (+).
- Bacterias Gram (-) y bacilos Gram (+):
Se produce mediante un pili sexual. Se transmite un plásmido transmisible de bacteria a otra. Cuando una primera bacteria se acerca a otra, el plásmido induce la formación del pili sexual, que se introduce en la segunda bacteria poniéndose ambas en contacto.
El plásmido se acerca al pili, y tan sólo una de sus dos cadenas es la que pasa a la segunda bacteria.
Tras esto, ambos plásmidos vuelven a crear su cadena complementaria en sus respectivas bacterias.
A veces el plásmido puede incorporarse al cromosoma de la segunda bacteria, y ahora pasa a llamarse “episoma” (plásmido incorporado), que ya se transmitirá por otros mecanismos, dejando de ser un plásmido transmisible.
No existe pili sexual, sino contacto físico entre dos cocos Gram (+).
Cuando un coco se acerca a otro, se comienzan a sintetizar feromonas, que atraen a la segunda bacteria.
Cuando se encuentran cerca, la primera bacteria induce la formación de adhesinas, por lo que se adhieren las dos bacterias y entre ellas se producen puentes intercelulares a través de los cuales pasa el plásmido.
- Características patogénicas de los microorganismos
- Patogenicidad: es el poder patógeno que tiene un microorganismo para poder producir enfermedades. Término cualitativo.
Depende de:
- Virulencia
- Capacidad del huésped de resistir la infección
- Virulencia: grado o potencia de dicha capacidad patógena.
Depende de:
- Propiedades del microorganismo ( factores de virulencia, por ejemplo; presentar cápsula)
- Capacidad para eludir los mecanismos de defensa del huésped.
- Contaminación: Se produce en materia inerte en contacto superficial con un microorgnismo ( Ejemplo; bolígrafo contaminado)
- Colonización: es la presencia de microorganismos en una superficie orgánica (del organismo), los microorganismos se multiplican sólo para mantener su número, a velocidad muy baja.
