¡Descarga Bacterias y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!
TEMA IV.
LAS BACTERIAS
1
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.1 ELEMENTOS OBLIGADOS
PARED CELULAR
Cubierta rígida que proporciona la
forma y protege de los cambios
de presión osmótica
Excepciones
-- micoplasmas
-- formas L-bacterianas
2
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.1 ELEMENTOS OBLIGADOS
PARED CELULAR
Tinción de Gram
Gram + Gram -
Colorante básico Violeta de genciana Violeta Violeta
Mordiente Lugol Violeta Violeta
Decoloración Alcohol 95º Violeta Se decolora
Contraste Fucsina 3 Violeta^ Rosa
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.1 ELEMENTOS OBLIGADOS
PARED CELULAR
Tinción de Ziehl - Neelsen A-A resistentes
A-A no resistentes Colorante básico Fucsina Rojo Rojo
Mordiente Calor Rojo Rojo
Decoloración Alcohol + Ac.Clorhídrico Rojo Se decolora
Contraste Azul de metileno 4 Rojo^ Azul
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.1 ELEMENTOS OBLIGADOS
PARED CELULAR
Gram + Gruesa y homogénea Estructura:
Int • Peptidoglicano – atravesado desde la membrana por ácidos gliceroteicoicos y teicoicos
- Polisacárido C Ext • Proteína M
5
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.1 ELEMENTOS OBLIGADOS
PARED CELULAR
Gram -
Delgada y estratificada
Alto contenido en lípidos
Estructura:
Int • Peptidoglicano (capa fina)
- Lipoproteínas (capa fina)
Ext • Fosfolípidos, lipopolisacáridos
y proteínas (porinas)
6
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.1 ELEMENTOS OBLIGADOS
PARED CELULAR
Ácido – Alcohol Resistentes
Géneros Mycobacterium y Nocardia Estructura de Gram + No se decoloran con la mezcla de ácido fuerte + alcohol. No tienen ácidos teicoicos pero presentan ácidos micólicos unidos al polisacárido C
7
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.1 ELEMENTOS OBLIGADOS
PARED CELULAR
PROPIEDADES Y FUNCIONES
- Protección y morfología constantes
- División bacteriana – septo o tabique
- Filtro – por los poros que presenta
- Determinante del poder patógeno
- Antígenos específicos en el polisacárido superficial
- Sustrato de antimicrobianos
- Diferenciación de dos grandes grupos: 8 Gram + y Gram - 1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.1 ELEMENTOS OBLIGADOS
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
Presente sin excepción Separado de la pared celular por el espacio periplásmico
Más frecuente en Gram – Se retienen sustancias según la bacteria y su estado metabólico
9
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.1 ELEMENTOS OBLIGADOS
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN
Estructura similar a la de eucariotas: 40% fosfolípidos y 60% proteínas No contiene esteroles Contiene algunos glicolípidos En la cara externa presenta proteínas fijadoras de penicilina (PBP) Asociados al interior: ribosomas, ADN (núcleo), ARN mensajero, enzimas respiratorios, enzimas hidrolíticos, 10 fosfatasas y penicilasas
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.1 ELEMENTOS OBLIGADOS
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
MESOSOMAS
Estructuras membranosas invaginadas a partir de la membrana citoplasmática en posición más o menos centrada
(en Gram – hay menos y son más pequeños)
Septales – Tabique de división celular
- Tabique del preesporo
- Desdoblamiento y separación del cromosoma en la división
11 ^ Laterales – Funciones secretoras (exoenzimas)
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.1 ELEMENTOS OBLIGADOS
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
PROPIEDADES Y FUNCIONES
- Barrera osmótica selectiva activa y pasiva (junto con la pared celular)
- Produce energía – la fosforilación oxidativa transforma ADP en ATP
- Sintetiza la pared y la cápsula
- Estructura sobre la que actúan detergentes y antimicrobianos 12
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
PLÁSMIDOS
Moléculas facultativas de ADN bicatenario extracromosómico De forma circular y más pequeñas que el cromosoma bacteriano Tienen una función biológica importante pero no esencial para la bacteria Suelen estar unidos a la membrana citoplasmática 19
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
PLÁSMIDOS
Puede haber una o varias copias en la bacteria Pueden recombinarse entre sí y con el ADN cromosómico Se replican independientemente del cromosoma bacteriano y se transmiten: por herencia a las células hijas por conjugación desde una bacteria a otra diferente 20
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
PLÁSMIDOS
TIPOS Y FUNCIONES
Sexuales o “F”: autotransferibles, responsables de la producción de pili para la transmisión de información genética por conjugación
De Resistencia o “R”: responsables de la resistencia de ciertas bacterias Gram- a ciertos antibióticos y de la
21 producción de pili
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
PLÁSMIDOS
TIPOS Y FUNCIONES
Factores Col o “I”: responsables de la producción de bacteriocinas (Ab producidos por bacterias) y de la producción de pili
Degradantes: confieren capacidad metabólica para degradar la materia orgánica para la biosíntesis y 22 producción de energía (saprofitas)
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
PLÁSMIDOS
TIPOS Y FUNCIONES
De estafilococos: en Staphylococcus aureus son responsables de la resistencia a antibióticos e iones pesados, y de la producción de enterotoxinas y hemolisinas
Crípticos: no se conoce su expresión
23 fenotípica ni su poder biológico
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
PLÁSMIDOS
TIPOS Y FUNCIONES
- De Patogenicidad: codifican caracteres de patogenicidad:
- “ent”: producción enterotoxinas
- “inv”: capacidad de penetración en células intestinales
- “hly”: producción α-hemolisinas
- “k”: producción antígenos de 24 superficie
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
CÁPSULA
Elemento inconstante compuesto por una capa mucosa no esencial para la fisiología bacteriana Presente tanto en bacterias Gram + como en Gram – Se ve bien delimitada por tinción negativa (tinta china) Puede englobar a una o varias bacterias 25
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
CÁPSULA
Capa de polímeros orgánicos, compacta y fuertemente adherida a la pared Tipos: Cápsula glucídica:
- polisacáridos complejos (↑↑) Streptococcus pneumoniae
- simples (↓↓) Leuconostoc mesenteroides Cápsula peptídica: polipéptidos de un solo 26 aminoácido^ ^ Bacillus anthracis
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
CÁPSULA
PROPIEDADES Y FUNCIONES
Protección frente a fagocitosis Aumento de la virulencia (facilita la invasión) Protección frente a la desecación Identificación morfológica y clasificación Protección frente a virus bacteriófagos y antimicrobianos
27 ^ Capacidad antigénica (tipos serológicos)
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
GLICOCÁLIX
Entramado extracelular de fibrillas polisacarídicas que facilitan la adherencia
Se pierde en los medios de cultivo
Ej: Streptococcus mutans
28
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
FLAGELOS
Órganos de estructura helicoidal, locomotores, responsables de la motilidad bacteriana
ESTRUCTURA
Filamento → monómeros idénticos de una proteína contráctil (flagelina) dispuestos de forma helicoidal alrededor de un eje (^29) cilíndrico hueco.
ESTRUCTURA
Codo o manguito → compuesto por una unidad proteica simple diferente de la flagelina del filamento
Corpúsculo basal → zona de anclaje del flagelo Gram + → 1 par de discos: 1º.- en la membrana citoplasmática 2º.- en la pared bacteriana en conexión con los ácidos teicoicos
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
FLAGELOS
30
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
ESPORA
ESTRUCTURA
Parte externa o Cortex: formada por glicopéptido y mucha queratina Intina Exina Exosporium: lipoproteica (no siempre)
37
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.1 ELEMENTOS FACULTATIVOS
ESPORA
PROPIEDADES Y FUNCIONES
Resistencia al frío y al calor Resistencia a la desecación Resistencia a altas presiones Resistencia a radiaciones ionizantes y ultravioletas Resistencia a agentes químicos Resistencia a faltas nutricionales Capacidad inmunógena 38 ^ Criterio taxonómico
Estadío 1.- el material nuclear se coloca en el centro y se segregan enzimas Estadío 2.- comienza la formación del septo o tabique que separa la cromatina en dos partes Estadío 3.- Se forma el preesporo al crecer la membrana citoplasmática Estadío 4.- Se forma el cortex y el esporo empieza a retraerse Estadío 5.- Comienza la formación de la cubierta externa o exosporium Estadío 6.- Se completa la formación del exosporium y el esporo madura (más denso y homogéneo) Estadío 7.- El endosporo maduro es liberado al medio
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.1 ELEMENTOS FACULTATIVOS
ESPORA ESPORULACIÓN
39
1. MORFOLOGÍA BACTERIANA
1.2 ELEMENTOS FACULTATIVOS
ESPORA
GERMINACIÓN
- Activación.- cuando el ambiente es adecuado en cuanto a nutrientes, temperatura, humedad...
- Iniciación.- se degradan las cubiertas y comienza a absorber agua
- Extrusión.- ya degradadas todas las cubiertas se inicia un periodo de biosíntesis activa que culmina con la (^40) división celular 2. FISIOLOGÍA BACTERIANA
2.1 DIVISIÓN BACTERIANA
Fisión binaria transversal La velocidad depende de la especie y de las condiciones del medio “Generación”: duplicación del número de bacterias “Tiempo de generación”: tiempo necesario para que el número de bacterias se duplique
41 ^ Origina 2 células hijas casi iguales
- Se inicia con las modificaciones nucleares: el ADN se replica de forma bidireccional quedando el original y la copia unidos a la membrana en zonas próximas
- Se sintetiza la membrana entre los dos lugares de fijación del cromosoma y su copia, produciendo un crecimiento centrípeto de la bacteria
- Comienza la formación del septo de división con la misma estructura de la pared bacteriana
- Cuando termina la formación del septo actúan enzimas hidrolíticas (amilasas) y autolíticas (lisozima)
2. FISIOLOGÍA BACTERIANA
2.1 DIVISIÓN BACTERIANA
42
2. FISIOLOGÍA BACTERIANA
2.1 DIVISIÓN BACTERIANA
En algunas ocasiones no se produce la separación de las dos bacterias, aunque sí que hay crecimiento de las mismas: Radiaciones ultravioletas Antibióticos Defectos nutricionales Mutaciones Otras bacterias presentan mecanismos de división similares a los hongos mediante la formación de ramificaciones o por gemación 43
2. FISIOLOGÍA BACTERIANA
2.2 CURVA DE CRECIMIENTO
El crecimiento de las bacterias en un medio de cultivo líquido es exponencial y da lugar a una curva con distintos periodos El crecimiento bacteriano implica dos fenómenos simultáneos: Aumento del número de bacterias Aumento del tamaño de las bacterias Depende de: especie bacteriana, pH y composición del medio, temperatura, edad del cultivo, factores inhibidores... 44
Fase de latencia o lag.- adaptación de las bacterias al nuevo medio. Los microorganismos aumentan su actividad metabólica, cogen agua del medio y aumentan la tasa de ARN (ribosomal) Aumenta el volumen pero no hay división ni replicación de ADN
Fase de desarrollo exponencial o log.- de crecimiento acelerado con dos fases diferenciadas a.- Periodo precoz: comienza la división lentamente y el tamaño de las células es grande b.- Periodo acelerado: la velocidad de división alcanza un máximo y el tamaño medio disminuye
2. FISIOLOGÍA BACTERIANA
2.2 CURVA DE CRECIMIENTO
45
- Fase de desarrollo exponencial o log.- b.- Periodo acelerado: El tiempo de división va disminuyendo gradualmente La velocidad máxima va a depender de la especie bacteriana y de las condiciones ambientales La actividad metabólica es máxima Es la fase de mayor sensibilidad a: agentes físicos, químicos, antimicrobianos y bacteriófagos
2. FISIOLOGÍA BACTERIANA
2.2 CURVA DE CRECIMIENTO
46
- Fase estacionaria.- el número de células que se reproducen equivale a las que mueren Crecimiento desequilibrado porque se sintetizan los componentes a tasas diferentes (pequeñas) ↓↓ factores esenciales para la respiración y nutritivos ↑↑ residuos que actúan como inhibidores
- Fase de declinación o muerte.- el número de células que mueren es superior a las que se reproducen Las condiciones del medio son más adversas Las bacterias se reproducen más lentamente La muerte del cultivo se comprueba haciendo una resiembra (no hay actividad metabólica ni división)
2. FISIOLOGÍA BACTERIANA
2.2 CURVA DE CRECIMIENTO
47
2. FISIOLOGÍA BACTERIANA
2.3 NUTRICIÓN BACTERIANA
Reacción general de óxido–reducción para la producción de energía: E NADOX + RH 2 NADRED + R ADP + Pi ATP
- RH 2 → Radical dador de electrones (H 2 O)
- R → Radical aceptor de electrones (O 2 )
- NAD → Nicotinamida – adenin – dinucleótido
- E → Energía
- ADP → Adenosin difosfato
- Pi → Fósforo inorgánico 48 • ATP → Adenosin trifosfato
2. FISIOLOGÍA BACTERIANA
2.4 CLASIFICACIÓN BACTERIANA
Para clasificar a las bacterias se sigue un esquema taxonómico de complejidad creciente
Los criterios utilizados para establecer las clasificaciones se basan en propiedades y características de las bacterias
55
2. FISIOLOGÍA BACTERIANA
2.4 CLASIFICACIÓN BACTERIANA
- Morfólógicos: forma, tamaño, tinción, esporas...
- Fisiológicos: respiración, temperatura...
- Nutricionales: requerimientos...
- De cultivo: forma de las colonias en distintos medios...
- Bioquímicos: características enzimáticas, metabolismo, productos resultantes... 56 2. FISIOLOGÍA BACTERIANA
2.4 CLASIFICACIÓN BACTERIANA
- Composición química: de la pared, la cápsula...
- Sensibilidad a distintos antimicrobianos y desinfectantes
- Sensibilidad a bacteriófagos y bacteriocinas
- Antigénicos: principalmente para distinguir serotipos dentro de la misma especie bacteriana
57 10.^ Genéticos
