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TEMA 5: ESTRUCTURAS CELULARES.
Se enumeran por ejemplo las envolturas celulares, la pared celular, el movimiento celular, los cuerpos de inclusión, el nucleoide bacteriano….
MEMBRANA PLASMÁTICA F 0E 0 es una estructura de todos los seres vivos compuesta por una membrana bilipídica que se encuentra integrada por proteínas funcionales. Los fosfolípidos: están formados por ácidos grasos unidos a un glicerolfosfato, la unión de estos ácidos grasos al glicerol en el caos de las bacterias es de tipo éster, las eucariotas es de tipo éster, mientras que en las arqueas es de tipo éter. Los ácidos grasos se encuentran en bacterias y en eucariotas pero en arqueas son moléculas hidrocarbonadas derivadas del isopreno. A esa estructura se le denomina dieter de glicerol, hay veces que la cadena se une teniendo una monocapa llamada tetraeter de glicerol (arqueas sobre todo termófilas).
Al observar al ME vemos una estructura envolviendo a la célula, se le denomina MESOSOMA, son invaginaciones de la membrana plasmática en el interior celular, las formas pueden ser vesiculares, laminares… su función no se sabe aunque se piensa que ayuda a la división celular.
La envoltura de bacterias es la pared celular que se encuentra en todas las bacterias conocidas (solo algunas pocas no tienen) es importante, su función:
- Protege a la célula frente a la lisis osmótica.
- Da forma a los microorganismos.
- Tienen estructura que aumentan la patogenicidad del organismo.
- Protege a la célula de tóxicos como antibióticos.
Volviendo a la tinción de Gram.
- Gram. (+) F 0E 0 la pared es gruesa de peptidoglicanos
- Gram. (-) F 0E 0 pared fina de peptidoglicanos entre la membrana plasmática y la membrana externa celular.
PEPTIDOGLICANOS: consiste en una larga cadena glucosidica (Azucares) cuyas unidades están formados por el N-acetilmurámico y la N-acetilglucosamina, están unidos por enlaces F 06 2 (1-4) y se van alternando rodeando a la célula, al N-acetilmurámico se le unen aminoácidos que son específicos para cada microorganismo y a la subunidad de NAM , NAG y los aminoácidos es a lo que se denomina TETRAPÉPTIFO DE GLICANO.
Membrana plasmática:
Tiene una estructura bilipídica en la que encontramos proteínas que llevan a cabo diferentes funciones. Los fosfolípidos están formados por un glicerolfostato al que se unen los ácidos grasos. La unión de los ácidos grasos al glicerol en el caso de bacterias y eucariotas es de tipo éster, mientras que en arqueas es de tipo éter. Otra diferencia es que los grupos R son ácidos grasos en bacterias y eucariotas, pero en arqueas son moléculas hidrocarbonadas de tipo isopreno, es decir, no hay ácidos grasos en las membranas plasmáticas de las arqueas.
En las arqueas también se forma una bicapa, estructura a la que se le denomina diéter de glicerol. En ocasiones los extremos de las cadenas se fusionan formándose una monocapa llamada tetraeter (arqueas termófilas).
Algunas células presentan una estructura que rodean con membrana plasmática, son los mesosomas (invaginaciones de la membrana). Las formas de estas estructuras puede ser en forma de láminas, tubos, etc., pero no son orgánulos. Se cree que están relacionados con la división celular y además es el lugar de unión del cromosoma bacteriano.
Pared celular: Envoltura de las bacterias. Se encuentra en prácticamente todas las bacterias conocidas. Es muy importante ya que su primera función es la protección de las bacterias frente a la lisis bacteriana (protoplastos y célula que carece de pared celular: Gram +; esferoplastos en células carentes parcialmente de pared: Gram-). Esta pared celular es la responsable de la forma de los microorganismos. Tiene componentes que contribuyen a la patogeneidad de la célula y la protege de sustancias tóxicas e incluso de algunos antibióticos. Las Gram+ tienen una gran pared de peptidoglicanos y las Gram- tienen una pared de menor anchura que se encuentra entre la membrana plasmática y la membrana externa.
El péptidoglicano es una larga cadena de azúcares cuyas unidades están formadas por N-acetilglutánico (NAM) y N-acetilglucosamina (NAG). Estos azúcares están unidos por enlace β (1,4) y se sitúan de forma alterna en la cadena. Al N-acetilglutánico se unen una serie de aminoácidos. A esta estructura formada por el N-acetilglutámico, N- acetilglucosamina y los residuos de aminoácidos se le llama tetrapéptido de glucano.
Lo que varía de un microorganismo a otro es la cadena de aminoácidos unidos al NAM y también el número de uniones entre los tetrapéptidos de glucano.
Se producen enlaces peptídicos entre el aminoácido D-Ala (4º posición) y el DAP (5º posición) de otra cadena. Las uniones son catalizadas por transpeptidasas.
carga negativa une a los iones divalentes y en caso de organismos tóxicos tiene componentes, endotoxinas, que aumentan la toxicidad. Pero además, pone en marcha los mecanismos defensivos contra una infección.
En las Gram- también encontramos las lipoproteínas de Brown que se3 encargan de unir la membrana externa al péptidoglicano. También hay porinas que forman un poro que permite la entrada de nutrientes. Alguna de las más conocidas se encuentran en E. coli en la que hay 3 tipos de porinas diferentes denominadas OmpC, OmpF y Pho E. OmpC deja pasar sustancias que poseen un peso menor a 100 dalton, la OmpF deja pasar sustancias de hasta 600 dalton. La proporción de ambas porinas está regulada por un mecanismo genético que responde a las condiciones de concentración de solutos en el medio.
Espacio periplásmico. Compartimento acuoso, relleno de gel periplásmico donde encontramos muchos enzimas necesarias para el metabolismo celular (RNAasas, fosfatasas), penicilinas, proteínas de transporte de ciertos nutrientes, proteínas de unión a señales químicas y proteínas de transporte de electrones en desnitrificantes y quimiolitrotofos. Tienen función de osmorregulación. En Gram+ no es tan visible como en Gram- y no tiene tantas proteínas periplásmicas.
Paredes de las arqueas. La pared celular de las arqueas es distinta a la de las bacterias.
- Metanobacterias: similar a la de las bacterias, pero en vez de peptidoglucanos poseen pseudopeptidoglicanos formados por unidades repetitivas de NAG y en vez de NAM tienen NATalosa minurónico. La unión es β (1,3), este tipo de enlace es resistente a la lisozima.
- Resto de arqueas: poseen la capa S formada por glucoproteínas que forman una estructura hexagonal.
- Methanosarcina y halococcus, la capa S está rodeada de metanocondroitina, que es un polímero a base de: N-acetil- galactosamina, ac. glucorónico, glucosa y manosa.
- Thermoplasma (género) no tiene pared celular ni capa S (como los micoplasmas).
A una arquea la tinción de Gram no le afecta porque no tiene pared celular tal cual, quedaría roja por la safranina que es el último colorante que le llega.
Diversidad de péptidoglicano. -Solo se presenta en el dominio bacteria. -En las paredes de los dominios arquea y eucaria nunca se ha encontrado. -Todas las bacterias tienen DAP.
-Presencia de dos aminoácidos con configuración D (D-ala y D-glu). -100 tipos diferentes de péptidoglicanos
Glicocaliz. -Se encuentra en el exterior de algunos microorganismos. -Formado por polisacáridos y rara vez son de naturaleza proteica. -Si es grueso y rígido se llama cápsula (se tiñe con tinta china), y si es delgado y difícil de ver se llama capa mucosa. -Funciones: -Fijación o adherencia: forman biopelículas: en soportes vivos o inertes en los que distinguimos microcolonias (misma especie) y consorcios (distinta especie). Unirse a sustratos inertes tiene secuelas económicas (corrosión de cañerías, formación de placa dental y caries, formación de biopelículas en prótesis). Unirse a sustratos vivos resulta beneficioso (colonización de la flora autóctona en el intestino de mamíferos); o perjudicial ya que el glicocaliz impide a nuestro sistema inmune eliminar éstas células. -Protege frente a fagocitosis: S. pneumoniae cuanto mayor es su cápsula más fácilmente escapa del sistema inmune, no es fácil eliminarlas.
