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INDICE
- Tema 2: Metodologías de observación y estudio morfológico de los microorganismos
- Tema 3: Estructura de la célula procariótica
- Tema 4: Otras estructuras externas
- Tema 5: Membrana citoplasmática
- Tema 6: Esporas bacterianas
- Tema 7: Estructura de los microorganismos eucarióticos
- Tema 8: Naturaleza de los virus
- Tema 9: Nutrición microbiana
- Tema 10: Metabolismo microbiano
- Tema 11: Factores ambientales que afectan al crecimiento microbiano
- Tema 12: Crecimiento microbiano
- Tema 13: control del crecimiento microbiano
- Tema 14: Esterilización, higienización, desinfección y antisepsia
TEMA 2: METODOLOGÍA DE OBSERVACIÓN Y ESTUDIO
MORFOLOGICO DE LOS MICROORGANISMOS. Criterios de utilización de la microscopía óptica y electrónica. Tinciones paralestudio de los microorganismos
El primer microscopio fue fabricado por un comerciante habilidoso Anthony Van Jeemenheeck permite observar lo que no es visible al ojo desnudo, debido a q es una ciencia q se ocupa de organismos tan pequeños q el ojo humano no los puede ver a simple vista Conceptos De Microscopia: Resolución: la distancia mínima entre 2 objetos q los revela como identidades separadas, es “d” en la ecuación de Abbe (^) d = 0,5λ/n sen θ
Donde: λ es la longitud de la onda de la radiación, n es el índice de refracción θ es la mitad del ángulo del cono de luz q entra en un objetivo La resolución depende del tipo de fuente luminosa. La apertura numérica del condensador depende del índice de referencia. Las limitaciones que tiene es q la λ tiene que estar dentro de la zona del visible 540nm, si el objetivo esta separado del objeto x el aire n = 1 Mejoras: no se puede utilizar luz de λ menor, si se puede aumentar la apertura numérica, utilizando aceite de inmersión, el objetivo recupera la radiación que se pierden mejorando así la resolución. El máximo poder de resolución en ópticos es 0,2μm y en electrónicos 0,2*10^3 μm. Componentes: Ocular: se compone de 2 lentes separados x un diafragma Lentes de objetivos: amplían el tamaño de las preparaciones, pueden ser objetivos en seco o de inmersión q necesita líquidos incoloros del mismo índice de refracción que el cristal M. Ópticos: Campo claro: ¾ Es el más utilizado por su versatilidad y disponibilidad. ¾ El condensador va a encargarse de que la luz incida sobre la muestra. ¾ Un microscopio ordinario forma una imagen oscura sobre un fondo claro ¾ Se puede utilizar sobre muestras teñidas y sin teñir. ¾ La observación es directa sobre un porta y un cubre. ¾ Para aumentar la visibilidad, acentuar sus características morfológicas y su conservación, es necesario la fijación y la tinción. Fijación: proceso por el cual se conservan y fijan en su posición, estructuras externas e internas de las células. La fijación puede ser por calor (solo estructuras externas) o con fijadores químicos Colorantes: compuestos con distintos grupos cromóforos (con enlaces dobles), q se unen a las células x enlaces iónicos, covalentes o hidrofóbicos. Los colorantes ionizables pueden ser básicos o ácidos: Básicos: se unen a moléculas cargadas negativamente, como ácidos nucleicos y polisacáridos ácidos. Se suele usar el azul de metileno, fuosina básica… Ácidos: se une a moléculas cargadas positivamente. Se suele usar eosina, rojo de bengara… Tinciones:nos van a dar información adicional Simples: se usa un solo colorante para ver formas sencillas
¾ El numero de electrones q alcanzan el detector depende de la superficie de la muestra: área elevada- nº alto claro/ área baja - nº bajo oscuro TEMA 4: OTRAS ESTRUCTURAS EXTERNAS: Cápsulas, flagelos, filamentos axiales y fimbrias. Composición y función
Existen 3 grandes dominios:
- Eucariotas: células con núcleo definido
- Bacterias
- Arqueas Comparación Entre Células Procariotas Y Eucariotas:
- Eucariota: tiene el núcleo separado del citosol por doble membrana, en su interior está el material genético, en cambio en procariotas no están separados del citosol por ninguna membrana
- Las células eucariotas tienen orgánulos (mitocondrias y cloroplastos), las bacterias no tienen orgánulos dentro de ellas
- Las procariotas tienen una pared q no poseen las eucariotas, en su composición varia con respecto a la pared de algunas eucariotas. Esta pared es característica de las células procariotas
- La pared celular de las bacterias presenta una estructura semirigida y compleja, es la responsable de la forma de la bacteria, esta rodeando a la membrana plasmática y la protege. Esta presente en “casi todas” las procariotas Estructuras Externas A La Pared Celular: Presentan distintas funciones:
- Protección: cápsulas
- Hay bacterias q tienen sistemas de adhesión: fimbrias
- Hay estructuras implicadas en la movilidad: flagelos y filamentos axiales. La existencia de este tipo de estructuras caracterizará las bacterias Cápsula: ¾ Estructura q rodea a la bacteria y q tiene una estructura bastante definida alrededor de ella ¾ La cápsula tiene diferentes funciones, solo esta presente en algunas especias bacterianas, cuya composición son polisacáridos o proteínas (muy raro) y se ve x tinción negativa ¾ Son un mecanismo importante de supervivencia, virulencia: presenta protección frente a la desecación y frente a agresiones químicas ¾ Las bacterias patológicas con cápsula las hace ser virulentas, son resistentes al sistema inmune, fagocitosis y frente a la fijación del complemento. Limos y exopolisacaridos: ¾ Se diferencian de la cápsula en q no es una estructura redondeada, definida. ¾ Es un material extracelular, sin estructura definida. Permite la formación de biofilms bacterianos, estas estructuras les permite adherirse a las rocas, plantas… son comunes en bacterias naturales ¾ Las bacterias van segregando polisacáridos y forman la matriz, las bacterias se adhieren formando colonias ¾ También tiene importancia en patogénica: son las responsables de la caries, también tiene importancia en las infecciones de implantes…estos biofilms protegen de los anticuerpos, de la fagocitosis y dificultan la llegada de antibióticos Fimbrias y pili: ¾ También están implicados en la adhesión
¾ Apéndices cortos, finos, similares a pelos, mas delgados q los flagelos y mas numerosos. No participan en la movilidad celular. están compuestos por una proteína PILINA, en disposición helicoidal ¾ Siempre peritricos ¾ Carecen de sistema de anclaje ¾ No están presentes en todas las bacterias (son mas frecuentes en las Gram -) no están presentes tampoco en células eucariotas ¾ Presentan una función de adhesión, se adhieren de forma especifica a un receptor, para las bacterias patógenas los receptores están en nuestras células, tienen especificidad x lo q según la célula se unirá una bacteria u otra ¾ Hay bacterias con fimbrias q reconocen manosa pero q no son patógenas ¾ Hay 2 tipos de fimbrias con funciones diferentes: Implicados en adhesión: paso previo a la colonización Los “pili” sexuales: unión de células previo a transferencia de ADN, permiten la unión para el cambio genético Flagelos: ¾ Largo apéndice filamentoso, están formados por proteínas; la diferencia con las fimbrias, a parte de la función, es q presentan una estructura mas grande y mas compleja. También se disponen en forma helicoidal ¾ La unidad básica es la flagelina (proteína) ¾ Son demasiado finos para ser vistos al microscopio óptico, determinadas tinciones aumentan su diámetro ¾ Son frecuentes en los bacilos y raros en los cocos ¾ Se pueden encontrar en las eucariotas (pero su estructura es mas compleja) ¾ Son responsables del movimiento bacteriano, consumen para ello ATP ¾ Estructura del flagelo: El filamento: región mas externa, formada x subunidades de flagelina, es una estructura semirigida, no puede flexionarse El gancho: región de la base del flagelo, une el filamento con la parte motora, movimiento rotacional del filamento sobre el cuerpo basal Cuerpo basal: es la parte motora del flagelo, sirve de anclaje a la pared celular y membrana citoplasmática. Esta compuesta x una serie de anillos proteicos. ¾ El flagelo se adapta a la estructura de la pared y será diferente en Gram + y - ¾ Se pueden alterar la dirección y la velocidad de rotación, pueden dar distintas formas de movilidad ¾ Se pueden presentar en 4 disposiciones diferentes q se pueden utilizar como criterios de clasificación: Monotrico: un solo flagelo Anfitrico: un flagelo en cada extremo con disposición polar en cada extremo Lofotrico: 2 o mas flagelos en uno o ambos extremos de la célula Peritricos: todos los flagelos distribuidos por toda la superficie de la célula ¾ Dependiendo de la disposición de los flagelos van a tener un movimiento u otro y una velocidad u otra, el movimiento de la bacteria va a ser contraria al movimiento del flagelo. ¾ Movimiento del flagelo: Las bacterias con flagelos peritricos alterna carreras y volteretas en ausencia de estímulos de movimientos al azar Carreras: la bacteria se mueve en una dirección durante un cierto periodo de tiempo
(alanina, glutámico, lisina y diaminopinélico). La alanina puede ser D y L, pero la lisina siempre es L. La alternancia de los aminoácidos es D y L, estos aminoácidos se unen por enlaces peptídico. El n-acetilglucosamina (NAG) y n-acetilmuranico (NAM) son los q forman el dimero Se forman uniones entre cadenas q se forman por puentes peptídico cruzados, se realiza entre cadenas paralelas. Esta unión la realizan las enzimas fundamentales, estas son las transpeptidasas, esto da lugar a los antibióticos β-lactamicos q actúan a este nivel ¾ Gram positivas: Las paredes son mas rígidas, hay mayor número de uniones y puentes con varios aminoácidos, son puentes intercaternarios, mediante una cadena peptidica de glicina, es un puente de 5 glicinas ¾ Gram negativas: Menor número de uniones y los puentes son directos, no existen los puentes de glicina. El peptidoglicano es el 10% de la pared celular ¾ La solidez del peptidoglicano se debe a varios factores: Estabilidad del enlace β 1-4 de la cadena de glucano Gran cantidad de enlaces de H entre cadenas paralelas Entrecruzamiento de las cadenas por enlaces peptídico (a mayor número de uniones intercatenarias mayor rigidez) La alternancia de aminoácidos L y D forman polímeros mas compactos q solo con uno de los isomeros ¾ Biosíntesis del peptidoglicano: Durante los procesos de crecimiento o división celular, las autolisisomas abren poros para insertar nuevos fragmentos de peptidoglicano. Es una diana selectiva. La síntesis tiene 4 fases. Biosíntesis de UDP-n-acetilmuranoilpeptapéptido: esta etapa tiene lugar en el citoplasma y en esta etapa actúan los fármacos fosfomicina y d- cicloserina Formación de la unidad básica del peptidoglicano: se produce la salida al exterior Polimerización: en esta etapa actúan los fármacos vancomicina y bacitracina A Formación de puentes cruzados: donde actúan los β- lactamicos Todos estos antibióticos solo actúan sobre células en crecimiento, la actuación de estos provoca la formación de peptidoglicanos incompletos y mas débiles ¾ Métodos de diferenciación entre Gram positivas y Gram negativas: La composición de la pared celular queda diferenciada con la tinción de Gram, mediante la adición secuencial de colorantes y reactivos nos permite diferenciarlas El mordiente retiene al colorante El alcohol no va a diferenciarlas En las Gram negativas la formación de poros permite salir al colorante El colorante q se utiliza es un colorante de contraste ¾ Estructura de la pared de Gram positivas: Tiene proteínas asociados y ácidos teicoides con peptidoglucano y ácido lipoteicoicos. El peptidoglicano representa el 90%, presenta varias capas con
uniones intercatenarias indirectas, en el tetrapeptido hay L-Lys. Hay uniones intercatenarias por la presencia de puentes de Gly. Ácidos teicioncos presentes en la mayoría de las bacterias (polisacáridos ácidos) son polialcoholes (glicerol fosfato o ribitol fosfato) unidos por enlace fosfodiestes, unidos a otros azúcares y D-Ala Ácido lipoteicoicos unidos a la membrana citoplasmática (ácido glicero- teicoicos) presentes en muchas bacterias Funciones: Aportan carga - Determinante de patogenicidad Receptores de fagos ¾ Estructura de la pared de las Gram negativas: Por encima de la capa de peptidoglicano hay otra membrana, una membrana externa cuya composición es diferente a la membrana bacteriana El peptidoglicano: capa fina de 10% hay uniones intercatenarias directas, no poseen ácidos teicoicos. El peptidoglicano unido a la membrana externo x lipoproteínas Lipopolisacarido: Funciones receptor de fagos Facilita la adhesión Impide la fijación del complemento Impide la fagocitosis Actúa como endotoxina Rodea a la cepa de peptidoglicano Esta compuesto x: Lipoproteínas (proteínas unidas a lípidos) Fosfolipidos Lipopolisacaridos, 2 regiones: ¾ lípidos a: función de endotoxina Composición: Antigeno 0 polisacárido Núcleo polisacaridico Lípido A ácidos grasos: parte interna Estructura De La Pared Celular De Las Bacterias Ácido Alcohol Resistentes:
- Se descubrieron porque no se teñían bien por la tinción de Gram, este tipo de pared esta presente en grupos de bacterias importantes
- La tinción de estas moléculas se lleva a cabo por una tinción, secuencian en el cual hay un paso de decoloración del ácido y alcohol en las q estas no se decoloran. Esta tinción se denomina tinción de Ziehl-Neeisen
- Además de un peptidoglicano especial en el q no hay NAM sino n- glucolilmuranico
- Presencia de fina capa de arabinogalactano Membrana Externa:
- Proteínas asociadas
- Presencia de ácidos micólicos: ácidos complejos (β-hidroxiácidos, grasas ramificadas) difíciles de teñir
- Glucolípidos
- Tenemos diferentes composiciones de la pared celular de Gram positivas, negativas y ácido alcohol resistentes
¾ En bacterias: no existen esteroles (excepto en micoplasmas) algunas bacterias poseen hopanoides ¾ Tanto en bacterias como en eucariotas los enlaces entre glicerol y ácidos grasos son enlaces tipo ester ¾ En arqueas: el enlace es de tipo ester, le hace más resistente, no poseen ácidos grasos sino isopreno. Lo q existe es una monocapa lipidica (tetraéteres) mas estables y resistentes (bacterias hipertermófilas) ¾ Función: Interviene en el transporte de sustancias debido a q presenta una permeabilidad selectiva Este transporte puede ser: Las células pueden requerir o no energía Si la molécula se modifica en su transporte Si la molécula pasa directamente a vía proteínas de membrana Transporte pasivo: no requiere energía; difusión simple, facilitada y osmosis Transporte activo: requiere energía, utiliza proteínas. A través de uniportadores, simcoportadores y antiportadores Procesos metabólicos generadores de energía Enzimas encargadas de la degradación de nutrientes Enzimas encargadas de la síntesis de componentes celulares Participa en: Secreción y ensamblaje de proteínas extracitoplasmáticas Replicación del ADN Recepción de estímulos Transporte exclusivo en bacterias: translocación de grupos; la sustancia es químicamente alterada y requiere energía ¾ Translocación de grupos: El compuesto se va a transportar sufre una modificación a su paso x la membrana, x lo q tendremos 2 productos diferentes dentro y fuera de la célula Supone un ahorro de energía para la célula respecto al transporte activo, tiene importancia en bacterias fermentadoras. No se encuentra en las bacterias de metabolismo respiratorio Transporte a través de la membrana + modificación química Citoplasma Bacteriano:
- Esta formado por un 50% de agua, contiene principalmente proteínas (enzimas), azúcares, lípidos, iones inorgánicos y muchos compuestos de bajo peso molecular.
- A diferencia del citoplasma eucariótico, no posee citoesqueleto y red de fibrillas q son responsables de la forma celular Región nuclear: ¾ Región clara q destaca sobre un fondo mas denso q es el citoplasma. Ausencia de membrana (Contorno irregular y difuso), la región nuclear no está separada del citoplasma. Contiene una única molécula de ADN bacteriano circular, larga y cerrada. Cromosoma bacteriano o genóforo. ¾ Excepciones: Cromosoma lineal Dos cromosomas
¾ Cromosoma bacteriano: el ADN esta superenrrollado (1mm lineal), no esta unido a histonas (proteínas responsables en eucariotas del plegamiento) sino a proteínas parecidas, poliaminas y a magnesio ¾ La forma de división es x fisión binaria: proceso x el q la célula se divide para producir 2 células hijas iguales Duplicación del ADN Formación del “septo” separa el contenido citoplasmático Dotación a cada célula hija de una copia completa del cromosoma bacteriano Formación de la pared celular Separación de las células hijas ¾ La diferencia con la célula eucariota es q no hay aparato mitótico ni ciclo celular ¾ Plasmidos: elementos genéticos extracromosomicos, tienen una replicación autónoma, no son esenciales, se encuentran en algunos microorganismos, les aporta resistencia a antibióticos y factores de patogenidad Ribosomas: ¾ Estructura donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas, se denominan 70S, esta compuesto x 2 subunidades q contienen ARN ribosómico y proteínas (30S y 50S) la diferencia del tipo de ribosoma hace q sean una diana para los antibióticos Inclusiones o cuerpos de inclusión: ¾ Son depósitos o gránulos de reserva q se encuentran en el citoplasma bacteriano, su función es almacenar energía o material estructural ¾ Algunas inclusiones son comunes a una amplia variedad de bacterias, mientras q otros están limitados a un pequeño número de especies: criterio de clasificación ¾ Gránulos rodeados de una fina membrana lipidica (sin la estructura típica de membrana lipidica) ¾ Se observan bien al microscopio electrónico, se puede también observar mediante tinciones al microscopio óptico ¾ Estos gránulos de reserva pueden ser: inclusiones orgánicas: inclusiones polisacaridicas: el glucógeno es un polímero de subunidades de glucosa parecido al almidón, es una reserva de carbona para obtener energía gránulos lipidicos Polímeros de ácido poli β-hidroxibutirato. Reservas de C para obtener energía. Presentes en Bacillus y Pseudomonas Inclusiones inorgánicas: gránulos de polifosfato Gránulos de azufre: reserva de energía para las bacterias q obtienen energía al oxidar el azufre. Thiobacillus Corpúsculos metacromáticos (gránulos de volutina): formas de reserva de fosfato inorgánico, tinción especial x colorantes básicos (azul de toluidina) y cambio de color (violeta) fenómeno de metacromasia. Ejem: Corynebacterium y Lactobacillus Orgánulosespecials: ¾ Confieren características especificas a la bacteria: Magnetosomas: acumulo de oxido férrico, permiten a la bacteria responder a campos magnéticos. Ejem: Aquaspirillum magnetotacticum Vesículas de gas: cavidades huecas q se encuentran en muchas procariotas acuáticas. Habbacterium. Permiten la flotabilidad de forma selectiva.
¾ Fase 2: separación del ADN entre la q va a ser la espora y lo q va a ser la célula vegetativa. Formación del septo ¾ Fase 3: formación de la preespora: la membrana de la célula madre rodea la espora, formación de la corteza entre las 2 membranas y empieza a deshidratarse ¾ Fase 4: se incorpora el DPC. Nueva deshidratación y se forma la corteza ¾ Fase 5: formación de las envueltas, formación de las 2 capas de proteínas q rodean a la espora ¾ Fase 6: maduración: desarrollo de la resistencia al calor y a las sustancias químicas ¾ Fase 7: lisis de la célula vegetativa y liberación de la espora, la espora ya ha sintetizado todo el sistema de resistencia. Estas estructuras son capaces de resistir 100 años. Cuando las condiciones son favorables para vivir las esporas germinan Germinación: ¾ Activación ¾ Germinación: perdida de DPC, cortex, proteínas ¾ Crecimiento: captación de agua, síntesis de nova de ADN, ADN y proteínas ¾ La germinación no es una forma de reproducción Exosporas: No son formas de resistencia, sino q son órganos de dispersión, también son un criterio de clasificación. Algunas bacterias filamentosas son capaces de formar micelios (hijas) q no se fragmentan y producen esporas. Son esporas asexuales. Los actinomicelas: en condiciones de ausencia de nutrientes se produce la formación de filamentos:
- De sustrato (hacia el exterior)
- Aéreos TEMA 7: ESTRUCTURA DE LOS MICROORGANISMOS EUCARIÓTICOS. Diferencias estructurales y funcionales entre microorganismos eucarióticos y procarióticos PROCARIOTAS EUCARIOTAS Tamaño 0,2-2 10- Núcleo No Si Orgánulos membranosos No Si Citoesqueletos No Si Ribosomas 70S 80S (Excepto mitocondrias)
Cromosomas 1 circular Varios lineales con histonas Membrana plasmática Sin esteroles (micoplasma) Con esteroles Flagelos Una proteína, rotación Microtubulos, ondulatorio Pared celular Compleja (micoplasma) Menos compleja División Fisión binaria Mitosis Recombinación sexual Transferencia unilateral, Zigoto y meiosis transfiere fragmentos de ADN) Micoplasma: únicos procariotas con esteroles en la membrana y sin pared celular
TEMA 8: NATURALEZA DE LOS VIRUS. Características de la partícula vírica. Generalidades de la multiplicación de los virus. Bacteriófagos. Cicloslítico y lisogénico. Fundamento del cultivo de bacteriófagos El virus es un microorganismo acelular, mas pequeño q las bacterias. La palabra virus proviene del latín y significa veneno. Tiene naturaleza molecular no celular. Sin la presencia de una célula no son capaces de multiplicarse, ya q para la multiplicación necesitan del material celular de la célula. Los virus son por tanto entidades infecciosas acelulares, solo pueden reproducirse en células metabolitamente activas, son parásitos intracelulares obligados Características Generales De Los Virus:
- Organización acelular sencilla compuesta por un ácido nucleico rodeado de una cubierta proteica denominada cápsida
- Fase extracelular: la partícula vírica (virión) es metabólicamente inerte
- Fase intracelular: multiplicación vírica. Es metabólicamente activa
- Infección de la celular: reacción especifica
- Hospedadores de los virus: o Animal o Vegetal o Microorganismos: bacterias (bacteriófagos)
- Tamaño variable: 20-300nm Estructura De La partícula vírica:
- Nucleocapsica: material genético mas cápsida
- Envoltura: bicapa lipidica mas proteínas, rodean a la nucleocápsida o Virus envueltos o Desnudos
- Otros componentes: proteínas (enzimas) dentro de la núcleocápsida Material Genético: Un único tipo: ADN o ARN de tamaño variable
- Monocatenario o bicatenario
- Lineal o circular cerrado covalentemente
- Fragmentado (varios segmentos) o ADN: la mayoría son bicatenarios lineales o ARN: la mayoría son monocatenarios lineales polaridad positiva (ARNm) o negativa Polaridad positiva: si directamente sobre este ARN puede unirse un ribosoma y traducir la proteína, actúa como ARNm Polaridad negativa: necesita de una proteína para poder traducir proteínas Cápsida: Formada por capsomeros (subunidades proteícas)
- Uno o varios tipos de proteínas, la forma de ensamblaje dependerá de la conformación de los capsómeros Morfología:
- Poliédrica: icosaedrica
- Helicoidal: virus de la rabia, del mosaico del tabaco…
- Compleja: algunos fagos tienen varias estructuras Función:
- Protección del acido nucleico
- Transporte del acido nucleico
- Unión a la célula hospedadora, va a determinar la especificidad
¾ Replicación del ácido nucleico ¾ Síntesis de proteínas tardías: Cápsida Envoltura Lisozimas, etc. ¾ Para la síntesis de proteínas tempranas necesita la síntesis de ARNm x lo q necesitan transcriptasas: ARN polimerasa ARN o ADN dependiente. Estos es necesario en todos los virus excepto en los ARN positivos ¾ Para la replicación del ARN o ADN necesita de replicasas: ARN pol, ADN pol ARN o ADN dependiente víricas: ¾ Cápsida más acido nucleico ¾ Esto puede ocurrir en distintas partes de la célula, en el núcleo, citoplasma o membrana ¾ Con esta etapa se llega al fin del periodo de eclipse q va desde la descapsidación al ensamblaje Liberación del virus: ¾ Virus con envoltura: exocitosis o gemación, previamente el virus ha sintetizado una serie de proteínas q se unen a la membrana. Sin lisis celular, al liberarse pueden provocar la lisis por otros mecanismos pero no por la liberación. Hay virus q adquieren su envoltura en el núcleo pero lo normal es q adquieran su envoltura en la membrana celular ¾ Virus desnudos: lisis celular (virus liticos). Proteínas q lisan la pared o q desestabilizan la membrana. ¾ En el caso de bacteriófagos: Por lisis celular (la mayoría) virus líticos Salida a través de la membrana (en lisis celular) Si nosotros vemos en conjunto desde cuando entra el virus hasta q sale:
Bacteriófagos: Clasificación: ¾ Por material genético: ARNmc, ARNbc, ADNmc o ADNbc, lineal, circular ¾ Por la morfología Icosaédricos Helicoidales (filamentosos) Complejos Ciclo de vida de los bacteriófas: ¾ La mayoría de ellos realizan el mismo ciclo de multiplicación general estudiado, pero algunos son capaces de tener otros ciclos no líticos y se denominan ciclos lisogénicos. Un ciclo lisogénico consiste en q las fases se mantienen latentes en la bacteria sin multiplicarse, se encuentra en fase de profase y las cepas son cepas lisogenicas. El fago se une al cromosoma bacteriano sin alterarlo, pero en determinadas circunstancias se induce la vía lítica, se separa del cromosoma bacteriano y comienza el ciclo lítico
¾ La lisogenia es integrativa (el ADN del fago se inserta en el cromosoma) produce una integrasa y corta el DN para introducirlo, o no integrativa (el profago se queda como una molécula circular fuera del cromosoma bacteriano) se multiplica, no se integra en el cromosoma ¾ El ADN lineal del fago cuando entra en la célula se circularías, y expresa una integrasa q le permite introducirse en el ADN de la célula. Además tiene partes q favorecen la vía lítica y otras q favorecen la lisogénica. Dos proteínas regulan q se produzca una u otra vía. La proteína Cro (lisis) y la proteína CI (favorece la integración) lisogenia. ¾ Cuando el fago entra en una bacteria puede expresar CI y se favorece la lisogenia, pero hay factores q aumentan CI y se favorece la lisogenia, pero hay factores q disminuyen CI, se produce la vía lítica. Se puede inducir el ciclo lítico por factores como luz UV, rayos X… q cambian el ADN de la célula, se expresa Rec A, actividad proteasa q provoca la lisis del virus ¾ La inducción mágica: por disminución de niveles de represión CI (espontáneo o provocado) Interés de los fagos: ¾ Conversión mágica o lisogénica: Tienen genes q codifican proteínas con diversas actividades, como confieren propiedades factores de virulencia, Son codificadas x fagos, x tanto la bacterias es mas patógena si tiene el fago q sino lo tienen Toxina exofoliactivo Toxina eritrogenica Toxina difterica Toxina botulinica Toxina colerica Transducción (transferencia genética): sirven de vectores de inserción de genes en bacterias. Es un mecanismo de variabilidad genética en bacteriales cuando el fago no solo lleva sus genes sino q también lleva los genes bacterianos Uso de ingeniería genética: sirven de vectores para la clonación Cultivo de bacteriófagos: ¾ Nosotros muchas veces lo q queremos conocer es el número de fagos existentes en una muestra, para poder contar los fagos lo vamos hacer contando las unidades formadoras de calvas, de lisis de bacterias Ej: nosotros tenemos un número de células de Escherichia Coli en un tubo y otra suspensión con un número de fagos q queremos saber. Los juntamos, algunas de las células se infectan x el fago. Lo ideal es q haya mas células q fagos. Utilizaremos una placa de cultivo q lleva un medio de nutrientes q la célula necesita solidificados con un agar. Mezclamos el cultivo infectado y lo tendremos con el agar en la placa a una determinada temperatura. Las bacterias no infectadas crecerán y las infectadas van a lisar, los fagos se iran transmitiendo a células cercanas infectándolas, formándose calvas debido a la lisis, proviene de una célula original q fue infectada x un fago Otras entidades infecciosas acelulares: ¾ Virones: moléculas de ARNmc circular (200-400nt) no codificante, no provocan la expresión de ninguna proteína, sin cápsida. Son patógenos en plantas donde interfieren en la expresión génica de las células ¾ Pirones: moléculas proteicas. Patógenos de animales y humanos. Modificación del plegamiento de proteínas de la célula hospedadora, provocando la
Fermentación: es un proceso de generación de energía en la q un compuesto orgánico no se oxida totalmente, en parte se oxida y en parte se reduce ¾ No existe aceptor externo de electrones (ausencia de oxigeno) ¾ ATP x fosforilación a nivel de sustrato ¾ Balance energético: 2ATPs Si se obtiene: ¾ Acido láctico: fermentación láctica (no hay ciclo de Krebs) ¾ Etanol: fermentación alcohólica (no hay ciclo de Krebs) Tipos de fermentaciones microbianas: Organismo Productos finales de la Uso comercial fermentación Lactococcus-streptococcus Acido láctico Derivados lácteos lactobacillus (queso...) Saccharomyles Etanol y CO2 Cerveza, vino y licores Propionibacterium Ácido propiónico, acético, Queso CO2 y H2O Clostridium Acido butírico, butanol, Acetona (uso industrial) acetona, CO Escherichia Calmorella Etanol - ácido láctico, succinico, acético CO2 y H Enterobacterias Etanol - ácido láctico, fórmico, butanodiol, CO2 y H Respiración: proceso de generación de energía en el q un compuesto químico (orgánico o inorgánico) se oxida totalmente y otro compuesto químico (orgánico o inorgánico) q actúa como aceptor final de electrones, se reduce ¾ Existe aceptor externo de sustrato ¾ ATP por: Fosforilación a nivel de sustrato Fosforilación oxidativa (quimiosmosis) Cadena respiratoria: en el q los electrones se van a ir transportando de un elemento a otro y los protones van a salir hacia el exterior, esta salida de protones va a provocar q en el exterior exista una elevado concentración de protones, provocando un gradiente de concentración, y al tener carga va a existir también un potencial de membrana. Este potencial va a ser usado por la célula para formar ATP; los protones van a entrar en el interior a través de la ATPasa y va a liberar energía q será utilizada para la formación de ATP. Los electrones acabaran reduciendo el oxigeno (ultimo aceptor de la cadena respiratoria) q junto a los protones forma agua. Los átomos de h de los transportadores se desdoblan en protones q son bombeados fuera y electrones q son transportados por la cadena respiratoria ¾ La cadena está formada por compuestos capaces de oxidarse y reducirse NADH 3ATP FADH2 2ATP Depende de la cantidad de poder reductor q son capaz de generar ¾ Si en la fermentación por cada molécula de glucosa tenemos 2ATP mientras q en la respiración se forman 38ATP ¾ Respiración aeróbica: O2 H2 + 1/2 O2 H ¾ Respiración anaeróbica: NO3 - , SO42-, CO32-, fumarato
H+^ + NO3 -^ NO2 -^ + H2O
H2 + fumarato2-^ succinato 2- ¾ En el ciclo de Krebs se obtiene más energía Ciclo de Krebs:es un ciclo en el q se forma AcetilCoA molécula de 6C: piruvato AcetilCoA ¾ En el ciclo de Krebs salen 2 moléculas de CO2 por vuelta (1AcetilCoA) da 1 molécula de GTP ATP, 3NADH, FADH
¾ En fermentación (anaeróbica 2ATP) Condiciones Aceptor final de Tipo de electrones fosforilación Respiración Aeróbica O2 libre Acoplada a sustrato aeróbica (máx. y oxidativa 38ATP) Respiración Anaeróbica Inorgánico Acoplada a sustrato anaeróbica (ATP (nitratos, sulfatos, y oxidativa variable) carbonatos), organico (fumarato) Fermentación (máx. Anaeróbica No aceptor externo Acoplado a sustrato 2ATP) Fotosíntesis:para captar energía de la luz y energía química (ATP) ¾ Fotofosforilación cíclica: hay un pigmento fotosintético q al incidir la luz transmite electrones a la cadena transportadora de electrones (en la membrana del cloroplasto en eucariotas, en bacterias en membrana celular) da ATP, finalmente el aceptor es la clorofila ¾ Fotofosforilación no cíclica: la base es la misma q la cíclica pero en este caso los electrones en vez de volver a la clorofila, va a haber un donador externo de electrones q repone los electrones pérdidas. Los electrones del agua (fotolisis) pasan a la clorofila y los H quedan libres y dan lugar al poder reductor (NADP NADPH + H) ¾ Cuando el donador es el agua se le denomina fosforilación oxigénica. Se da en cianobacterias (Con clorofila a) ¾ El producto final es el oxigeno ¾ Cuando el donador es hidrogeno o sulfuro es fosforilación anoxigénica. Ej. Bacterias rojas y verdes (tienen bacterioclorofila como aceptor primero de electrones) ¾ Las fotoautótrofos necesitan fijar CO2. esto se hará por el ciclo de calvin Ciclo de calvin: ¾ Gasta mucho ATP y NAD(P)H q se produce en la fotofosforilación
Quimioorganotrofo:metabolismo respiratorio
Quimiolitrofos
