¡Descarga Microbiologia tema2 y más Apuntes en PDF de Microbiología solo en Docsity!
Tema 2: Cobertes bacterianes
2.1. Introducció a la cèl·lula procariota
Els procariotes són cèl·lules sense nucli que tenen l’ADN (lineal i de doble cadena) dispers pel citoplasma, anomenat nucleoide. Contenen un cos d’inclusió amb diferents components orgànics i inorgànics. Tenen també ribosomes i una membrana cel·lular (bicapa lipídica). Envoltant la membrana existeix la paret bacteriana , que regula i protegeix la cèl·lula de canvis externs.
Hi ha altres estructures externes que no estan presents en tots els bacteris, com la capa “S” , que dóna rigidesa per fora de la paret; la càpsula , capa voluminosa característica de patògens rica en polisacàrids i polipèptids; i els apèndixs (flagels i cilis) que permeten motilitat cel·lular.
2.2. La membrana bacteriana
La membrana cel·lular bacteriana és una membrana unitària d'uns 8 - 10 nm de gruix. És una barrera selectiva que té una estructura de mosaic fluid, és a dir, que posseeix fluïdesa.
2.2.1. Composició química de la membrana
La membrana cel·lular està constituïda per una bicapa lipídica composta majoritàriament de fosfolípids (glicerofosfolípids) en la qual s’insereixen molècules de proteïnes.
Els fosfolípids són lípids que posseeixen caràcter amfipàtic, on els caps polars o hidrofílics (formats per un grup alcohol o aminoalcohol variable unit a un grup fosfat) estan situats a la regió externa de la funció estructural bicapa, i les cadenes no polars o hidrofòbiques d'àcids grassos es troben amagades cap a l’interior. Àcids grassos i glicerol estan units per un enllaç èster.
2.2.2. Lípids de membrana
Els fosfolípids són majoritàriament glicerofosfolípids, tot i que també hi ha esfingofosfolípids. A diferència de les membranes eucariotes, la membrana plasmàtica dels bacteris generalment no conté esterols (són excepcions micoplasmes i alguns proteobacteris ), encara que sí pot contenir components similars denominats hopanoides (lípids isoprenoides).
2.2.3. Proteïnes de membrana
Les proteïnes de membrana posseeixen una regió altament hidrofòbica que es situa a l’interior de la membrana, interaccionant amb els àcids grassos dels fosfolípids. Aquestes proteïnes integrals poden ser canals iònics, per introduir a la cèl·lula molècules carregades (ions i protons).
2.2.4. Funcions de la membrana bacteriana
- Barrera física que separa l’interior del exterior de la cèl·lula. -Barrera funcional amb permeabilitat selectiva (permeable al aigua), generació de força protomotriu (gradient químic), que conté proteïnes integrals per transportar les substàncies polars (molècules d’interès biològic) impermeables a la membrana. A més, la membrana cel·lular en procariotes és el suport dels processos que requereixen el trànsit d'electrons. -Fa funcions com d’ATP sintetasa, cadena respiratòria i fotosíntesi, entre d’altres. Això és degut a la carència d’orgànuls complexes.
2.3. La membrana de les Archaea
En les arquees , algunes membranes són només d’una capa lipídica (monocapa lipídica).
En els fosfolípids de membrana, els glicerols no s’uneixen a àcids grassos amb un enllaç èster, sinó que el glicerol s’uneix a lípids isoprenoides hidrofòbics mitjançant un enllaç èter. En aquests glicerofosfolípids hi ha dièters i tetraèters de glicerol (els últims units a 2 glicerols).
2.4. La paret bacteriana
La paret dels bacteris és una capa de naturalesa molt rígida, situada envoltant la membrana plasmàtica. Proporciona rigidesa i resistència en front a la lisi osmòtica i dóna suport físic al bacteri. El seu component principal és el peptidoglicà (mureïna en bacteris).
2.4.1. Composició química de la paret bacteriana
Està constituïda per una xarxa de sucres i aminoàcids anomenada peptidoglicà o mureïna. Els sucres que componen aquesta substància són l’ àcid N-acetilmuràmic ( NAM ) i la N- acetilglucosamina ( NAG ) units per enllaç glicosídic. Al mateix temps, de cada N- acetilmuràmic penja una cadena de 4 aminoàcids enllaçats mitjançant enllaç peptídic (tetrapèptid).
2.4.4. Bacteris grampositius i gramnegatius
Christian Gram en 1884 va desenvolupar la tinció Gram i va comprovar que els bacteris podien classificar-se en dos grups. Posteriorment, amb el desenvolupament del microscopi electrònic, es va esbrinar les diferencies estructurals de les parets d’aquests dos grups de bacteris:
‐ Bacteris grampositius / Gram(+): es tenyeixen de color morat. Només contenen una capa de mureïna gruixuda (20 - 80 nm), amb presència d’àcids teïcoics.
Els àcids teïcoics són polímers de glicerol i ribitol units per grups fosfats, que s’estenen fins a la superfície del bacteri dotant-lo de càrrega negativa. Units a molècules de glicerol i ribitol poden trobar-se sucres com la glucosa o aminoàcids com D-Alanina. La unió dels àcids teïcoics poden ser al peptidoglicà o als lípids de la membrana plasmàtica (formant els àcids lipoteicoïcs).
‐ Bacteris gramnegatius / Gram (-): es tenyeixen de color rosat. Conté una fina capa de mureïna (2 - 7 nm) envoltada d’una membrana externa (7 - 8 nm).
La membrana externa , més permeable que la interna, és una bicapa amb la part interior lipídica i la part exterior formada només per lipopolisacàrids o LPS. La proteïna més abundant que té és la lipoproteïna de Braun, unida covalentment al peptidoglicà subjacent, donant una unió ferma de la membrana externa al peptidoglicà. Presenta unions membrana externa-interna. Actua com a barrera protectora en front a compostos com sals biliars, antibiòtics i altres tòxics. Presenta porines: proteïnes que aporten permeabilitat a la membrana externa, permetent el pas de molècules petites (glucosa i altres monosacàrids). L’estructura de les porines és de 3 molècules de porina juntes que travessen la membrana externa. Poden existir també transportadors específics.
L’ espai periplasmàtic és l’espai existent entre la membrana cel·lular i la membrana externa dels bacteris gram (-), i la membrana cel·lular i la paret dels bacteris gram(+). La matèria que l’ocupa és el periplasma, que conté enzims en solució.
2.4.5. Lipopolisacàrid (LPS)
El lipopolisacàrid està format per molècules grans i complexes amb lípids i glúcids. Presenta variabilitat, no existeix una estructura LPS comú per tots els bacteris que la posseeixen. També s’anomena endotoxina , que causa alguns símptomes atípics de les infeccions per bacteris gram (-).
- Característiques del LSP: -És termostable (resistent a diferents temperatures). -És immunògen (capaç de generar resposta immune i síntesi d’anticossos). -És pirogen (causa febre, diarrees, vòmits).
- Funcions del LPS: -Proporciona càrrega negativa de la coberta bacteriana. -Estabilitza la membrana externa. -Funció important en la relació hoste-paràsit.
- Estructura del LPS: Està format per 3 parts:
- Lípid A: Dues molècules de glucosamina unides, cadascuna enllaçada a 3 àcids grassos i grups fosfat o pirofosfat. Es troba inserit en la capa exterior de la membrana externa (part hidrofòbica). És el causant del caràcter tòxic de la molècula.
- Part core (o nucli central): Unit al lípid A, esta format per fosfats i sucres (de 7 i 8 C).
- Cadena lateral O (o Antigen O): Cadena polisacarídica que s’estén cap al exterior i pot tenir sucres peculiars (part hidrofílica). La composició és variable en cada bacteri. Són fàcilment reconeixibles pels anticossos de l’hoste, però poden ser molt variables. Impedeixen l’accés directe dels anticossos a la membrana externa del patogen.
2.5. La paret cel·lular de les Archaea
Els organismes del domini Archaea poden aparèixer tenyits com gram (+) o com gram (-), però les seves parets són diferents a les de Bacteria , tant en la seva estructura com en composició química. Aquestes parets poden estar constituïdes per proteïnes, glicoproteïnes o polisacàrids.
A diferència dels bacteris, no tenen mureïna a la paret, tot i que algunes arquees tenen un component semblant, la pseudomureïna , amb una composició diferent a la mureïna bacteriana.
