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TEMA 5 - ESTRUCTURA BACTERIANA
BACTERIAS: organismos unicelulares que se reproducen por división simple.
Las bacterias constituyeron las primeras formas de vida que aparecieron en la Tierra, y están
presentes en la mayoría de sus hábitats (suelo, agua, etc.). Constituyen un gran dominio de
microorganismos: procariotas (estructura celular simple y sin membrana nuclear). Pueden
tener diferentes morfologías. Seres unicelulares : cada célula es fisiológicamente
independiente. Seres de vida libre : pueden crecer sin auxilio de un organismo superiores.
procariotas vs eucariotas
Todos los organismos vivos están compuestos por uno de estos dos tipos de célula: células procariotas o células eucariotas.
clasificación
según:
TAMAÑO
MORFOLOGÍA
Formas de las bacterias:
- COCOS, de forma esférica: - DIPLOCOCOS, en pareja - ESTREPTOCOCOS, en cadenas - ESTAFILOCOCOS, en “racimos de uvas” - BACILOS, de forma alargada - COCOBACILOS, forma intermedia entre cocos y bacilos - VIBRIOS, bacilos curvados, en forma de “coma”, con motilidad - ESPIRILOS, rígidos en espiral, como una “S” - ESPIROQUETAS, flexibles en espiral, con más curvas - MICOPLASMA, sin pared celular y, por lo tanto, no poseen una forma estable
formas prevalentes en la cavidad bucal:
en personas sanas: - estreptococos
**- bacilos
cuando cambian las condiciones: todos los morfotipos
METABOLISMO
MATERIAL GENÉTICO
CARACTERÍSTICAS ANTIGENICAS
CARACTERÍSTICAS DE TINCIÓN
Las tinciones diferenciales dependen de las diferencias en la estructura de la
pared bacteriana.
- TINCIÓN DE GRAM: constituye la base de la clasificación fenotípica de las
bacterias. Permite diferenciar las bacterias en 2 grandes grupos:
- Gram-positivas: color violeta; pared celular de PEG gruesa, ritiene el
primer colorante y no se decolora con el alcohol.
- Gram-negativas: color rosa/rojo; pared celular fina, una membrana
externa que no retienen el primer colorante. Se decoloran con el
alcohol y vuelven a colorearse con el segundo colorante.
- TINCIÓN DE ZIEHL-NEELSEN: Sirve para identificar bacterias y parásitos
que poseen una pared compleja, rica en un tipo especial de ácido graso de
cadena larga, llamado ácido micólico. Ej.: Mycobacterium spp. (el bacilo
tuberculoso o el de la lepra), Cryptosporidium spp. (protozoo). Los ácidos
micólicos no se tiñen con los métodos ordinarios (no se tiñen con Gram).
Estas bacterias tienen la capacidad de resistir a la decoloración con
ácido-alcohol , por eso se denominan bacterias ácido-alcohol resistentes
( BAAR ).
Gram VS Ziehl-Neelsen
- el colorante principal se asocia a un mordiente químico + un mordiente físico (calor)
- La decoloración es más agresiva, se realiza mediante la combinación de dos solventes: un ácido y un alcohol.
- Las bacterias quedan teñidas de color rosa.
Otras tinciones: Blanco de calcoflúor, panóptico, azul de lactofenol, coloración de Giemsa, ....
componentes de la célula bacteriana
Comunes: membrana citoplasmatica, pared celular, citoplasma, cromosoma, ribosomas
Componentes opcionales: cápsula, membrana externa, plasmidos, inclusiones, esporas, apéndices (fimbrias, Pili, flagelos).
- ENVOLTURA CELULAR: La capa externa o envoltura celular consta de dos componentes: membrana citoplasmática o
plasmática o celular, y pared celular. Puede haber anexos celulares como cápsula, fimbrias y flagelos.
- INTERIOR CELULAR: El interior de la célula incluye las estructuras y sustancias que están delimitadas por la membrana
citoplasmática: citoplasma, inclusiones, cromosoma y ribosomas.
ENVOLTURA CELULAR
Barrera estructural y fisiológica entre el citoplasma (interior) y el ambiente externo.
Dos componentes: Membrana citoplasmática y Pared celular
f(x):
- Protege contra la lisis osmótica. • Actúa como barrera de permeabilidad que puede ser selectiva.
- Da rigidez y forma a las bacterias. • Mantiene el equilibrio iónico entre el interior de la célula y el medio ambiente.
- Siente el medio ambiente. • Contiene la maquinaria de transporte que opera a través de la membrana.
- Sostiene flagelos. • Está involucrada en la invasión / penetración de las células.
- Sostiene fimbrias y otras adhesinas. • Protege contra los mecanismos de defensa del huésped
- Está involucrado en la división celular. • Protege contra sustancias antibacterianas.
MEMBRANA CITOPLASMATICA
membrana celular, delgada y elástica, compuesta por fosfolípidos y proteínas. Situada por dentro de la pared celular. Es una
bicapa lipídica (MODELO DEL MOSAICO FLUIDO). Sin esteroles (excepción: Micoplasmas spp).
Funciones:
- Semipermeable: controla la entrada y la salida de metabolitos hacia y desde el citoplasma.
- Metabolismo: contiene enzimas involucradas en la síntesis de la membrana externa, la síntesis de
la pared celular, el ensamblaje y secreción de sustancias extracitoplasmáticas y extracelulares.
- Generación de energía química.
- Interviene en el proceso de división celular: media la segregación cromosómica durante la replicación.
MACROMOLÉCULAS DE LA PARED CELULAR:
1. Peptidoglucano (mureína)
Constituye el esqueleto de la pared celular, la parte más rígida. Molécula estructural, responsable de la forma y la resistencia
de la célula. Constituido por una red de largas cadenas paralelas de N-acetil-aminoazúcares: N-acetil-glucosamina ( G ) y
N-acetil-murámico ( M )entrelazadas por cadenas cortas de péptidos (aminoácidos).
- En Gram +: la capa de péptidoglucanos es bastante gruesa y atravesada por ac. teicoico.
- En Gram - : la capa de péptidoglucanos es más fina. 2. Ácidos teicoicos y lipoteicoicos
Presentes solo en la pared celular de las bacterias Gram +. Son polisacáridos hidrosolubles, que se pueden encontrar:
- unidos al peptidoglucano ( ácidos teicoicos )
- unidos a los lípidos de la membrana ( ácidos lipoteicoicos ).
Los ácidos lipoteicoicos son antígenos de superficie: son las estructuras más externas de la bacteria, que permiten clasificar a las
bacterias en serotipos. Los ácidos lipoteicoicos son factores de virulencia , porque: favorecen la adhesión bacteriana a
receptores específicos de células de mamíferos: permiten la fijación a los epitelios y al diente (ej.: los ácidos teicoicos confieren
a la pared una carga eléctrica negativa que facilita la unión del m.o. al diente). Y porque inducen una respuesta inmunitaria
similar a la producida por endotoxinas.
3. Lipopolisacáridos (LPS)
Componente esencial de bacterias Gram – (recuerda que las Gram - están formadas por 2 capas: una capa interna de
peptidoglucano y una membrana externa). Los LPS están presentes en la cara externa de la membrana externa. Los LPS son
antígenos de superficie, y son factores de virulencia , porque:
- constituyen las endotoxinas bacterianas
- son responsables de la respuesta inmunitaria en el sujeto infectado:
- liberación de citoquinas proinflamatorias (como IL-1, IL-6 o TNFα)
- provocan la aparición de fiebre y shock
- contribuyen a las infecciones periodontales. 4. Cápsula
Elemento opcional, no habitual, compuesto principalmente por polisacáridos (a veces también por péptidos). Puede estar
presente en bacterias Gram +, bacterias Gram - y hongos. Es la estructura más externa, firmemente adherida a la pared celular.
La cápsula es una capa rígida, uniforme (se ve bien definida). En los casos en que es poco adherente y no uniforme en
densidad o grosor, la capa se denomina slime, capa de limo o glicocalix. La cápsula posee antígenos capsulares. La cápsula
es un factor de virulencia :
- participa en la adhesión a las superficies del huésped y en la formación de biofilm o biopelículas o slime (Streptococcus
mutans en placa dental).
- evasión del sistema inmunológico (acción antifagocitica ).
- barrera frente a moléculas hidrofóbicas tóxicas (jabón) y a antibióticos.
APÉNDICES CELULARES
FLAGELO:
Estructura filamentosa extracelular, larga, flexibles, ondulada y delgada. Funcion: participa en el movimiento (quimiotaxis o
fototaxis). Cada flagelo consta de 3 partes:
FILAMENTO o APÉNDICE: la porción más larga que se extiende desde la superficie de la célula hacia el exterior.
CODO o GANCHO: segmento corto y curvado, que une el filamento con el cuerpo basal.
CUERPO BASAL: embebido en la membrana citoplasmática.
Diferentes tipos de flagelo: - monótrico: un solo flagelo polar - lofótrico: un penacho con varios flagelos en un extremo
- amfitrico: un flagelo en cada polo - perítrico: flagelos por toda la superficie
FIMBRIAS/PILI:
Prolongaciones delicadas o vellosidades semejantes a pelos. Son numerosas, cortas y más delgadas que los flagelos. Más
comunes en bacterias Gram negativas. Existen dos tipos:
- Fimbrias comunes: con función de adhesión a las células de los tejidos (ej.: a la mucosa bucal)
- Fimbrias/pili sexuales: con función de transmitir información genética (en general son únicos,
excepcionalmente puede haber dos)
CITOPLASMA
Matriz acuosa conteniente: proteínas, azúcares, lípidos, nutrientes, sustancias de desecho, gases y estructuras celulares. No
contiene mitocondrias, ni retículo endoplasmático, ni Aparato de Golgi. Tienes ARNm y ribosomas 70S: para síntesis de
proteínas. Inclusiones: gránulos de reserva (vacuolas). Las bacterias pueden poseer elementos genéticos extra-
cromosómicos : plásmidos (ADN extra-cromosómico circular). Nucleoide , carece de membrana nuclear (no es un núcleo):
- el material genético es contenido en una única molécula de ADN cromosómico circular (un solo cromosoma), bicatenario
(de doble cadena).
- el cromosoma no contiene proteínas histonas.
BACTERIAS
división celular bacteriana
Fisión binaria. La célula bacteriana se reproduce por fisión binaria o bipartición. Se agranda y se divide en dos para producir dos
células hijas genéticamente idénticas, de aproximadamente el mismo tamaño:
- Bacteria antes de la fisión binaria (ADN cromosómico fuertemente enrollado).
- Replicación del cromosoma.
- Segregación de los dos cromosomas (las copias se llevan a los polos opuestos de la bacteria, mientras la célula se alarga).
- La formación de un septo celular comienza a separar la bacteria en dos.
- La nueva pared celular se desarrolla completamente, lo que lleva a la división completa de la bacteria.
- Las nuevas células hijas tienen todos los componentes de la célula original.
esporas
Algunas bacterias Gram positivas (ej. miembros de los géneros Bacillus y Clostridium) pueden formar una estructura resistente
especial, denominada espora o endospora. La esporulación ocurre cuando el crecimiento celular cesa, debido a condiciones
adversas (frio, calor, pH extremos, escasez de nutrientes). La espora es una estructura deshidratada , con múltiples capas ,
duras, que protege el ADN y permite la supervivencia de la bacteria durante largo tiempo. Son estructuras de alta resistencia. De
distinto diámetro y forma, en general ovoide. La ubicación de la espora dentro de una célula, así como el tamaño y la forma son
características de cada bacteria (útil para la identificación).
ESPORULACION = Se puede dividir en varias etapas. Se duplica el material genético (ADN). Comienza a formarse el septo de
la espora y va aislando el ADN recién replicado y una parte del citoplasma. La membrana plasmática empieza a rodear el
ADN: se forma la espora. La espora se recubre por varias capas de resistencia. Finalmente, la célula original se desintegra y la
espora se libera al medio (a este paso se le denomina esporulación ). Una vez eliminadas , las esporas permanecen en el
ambiente en un estado de latencia (inactivo). Cuando vuelven las condiciones idóneas para su crecimiento, entonces la espora
vuelve a germinar: regresa a un estado vegetativo.
