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TEMA 5: ESTUDIO COMPARATIVO DE LA ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE
LOS ORGÁNULOS DE CÉLULAS EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS
Diferencias entre células eucariotas y procariotas Las procariotas tienen en el genóforo un solo cromosoma con ADN circular de cadena doble cerrado covalentemente, sin membrana nuclear y sin histonas. El material genético no se replica por mitosis. En eucariotas existe un nucleoplasma rodeado por una membrana nuclear en cuyo interior hay varios cromosomas formados por ADN lineal terminado en telómeros y asociado a histonas. El material genético se replica por mitosis. Respecto a la organización del citoplasma, en células procariotas no existen orgánulos de tipo eucarióticos (con membrana), no tiene citoesqueleto y por tanto no existen corrientes citoplasmáticas y existen ribosomas 70S. Las eucariotas tienen orgánulos membranosos, citoesqueleto (por lo que hay corrientes citoplasmáticas) y ribosomas 80S Las membranas plasmáticas de las procariotas carecen de esteroles, salvo los micoplasmas, algunas especies de cianobacterias y de bacterias melitotrofas. La movilidad no es universal, pero muchas bacterias se mueven en medios acuáticos debido a unas estructuras llamadas flagelos, que nada tienen que ver con los flagelos eucarióticos. Las eubacterias (dominio Bacteria ) poseen, salvo los micoplasmas, una pared celular a base de peptidoglucano (una macromolécula que no existe en eucariotas). Muchas arqueas (dominio Archaea ) poseen pared celular, diferente a las del dominio Bacteria. Por lo general, su tamaño es más pequeño que el de las células eucarióticas, pero existen bacterias gigantes (>0,5 mm) y enanas (<0,1 micra) (tamaño “típico”: 0,5 x 3 micras). Que las bacterias sean de un tamaño tan pequeño les confiere: o Propiedades físicas Movimiento browniano Capacidad de dispersar la luz (ya que las suspensiones acuosas son turbias) Aumentan la viscosidad del medio Aglutinan y precipitan a altas concentraciones de sales y migran en campos eléctricos por tener carga eléctrica o Consecuencias biológicas La relación S(superficie)/V(volumen) es muy alta, por lo que reciben de modo inmediato las influencias ambientales (mayor contacto directo con el medio) y favorece una gran tasa de entrada de nutrientes (La velocidad de entrada de nutrientes y la de salida de productos de desecho es inversamente proporcional al tamaño de la célula, y a su vez, estas tasas de transporte afectan directamente a la tasa metabólica) lo que provoca altas tasas de crecimiento y una gran tasa de salida de productos de desecho. La forma, el tamaño y la disposición de los microorganismos son características taxónomicas
Morfología bacteriana
El tamaño normal de una bacteria varía entre 0,2 a 3-4 μm de diámetro. Salvo los micoplasmas, que son más pequeños. Según su forma las bacterias pueden ser: cocos, bacilos, espirales, filamentosas, vibrios o pleomórficas. Las bacterias pueden agruparse en un solo plano de división o en varios:
- Un solo plano de división o De dos células: diplo- o Cadenetas de varias células: estrepto- - Dos o más planos de división (sólo en cocos) o Dos planos perpendiculares: tétradas o Tres planos ortogonales: sarcinas (paquetes cúbicos) o Muchos planos aleatorios: estafilo- COCOS : son bacterias esféricas. Según su agrupación pueden ser: o 1 plano: 2 cocos juntos: Diplococos 4-20 cocos juntos: Estreptococos o 2 planos : Micrococos o 3 planos : Sarcina o Varios planos: Estafilococos BACILOS : son bacterias con forma de bastón. Según su agrupación pueden ser: o Parejas: Diplobacilos o Cadenas : Estreptobacilos ( Bacillus sp.) o Empalizada ( Corynebacterium sp). o Bacilos curvados ( Vibrio sp.) ESPIRALES: Que pueden ser o Rígidas : espirilos ( Brachispira sp.) o Flexible : espiroquetas ( Leptospira sp.) BACTERIAS FILAMENTOSAS: como Actinomyces sp. ESTRUCTURA DE LAS BACTERIAS
- Estructuras permanentes: pared celular, membrana citoplasmática (mesosomas) y citoplasma (en el que encontramos ribosomas, inclusiones y ADN)
- Estructuras variables: flagelos, fimbrias o pili, exopolisacáridos (Cápsula y glicocalix) y espora Pared bacteriana: distinguimos entre la pared de las eubacterias (que puede ser gram- positivas o gram-negativas (con una membrana externa y un espacio periplásmico). Ambas contienen péptidoglucano) y la pared de las arqueas La pared de las eucariotas tiene la misma función que la de las eucariotas, pero la composición es diferente (la vegetal está compuesta por celulosa, lignina, pectina…)
o Las cadenas laterales les proporcionan una mayor resistencia a los antibióticos (ya que las cadenas hacen a la molécula menos permeable a moléculas hidrofóbicas). Además, el antígeno “O” condiciona virulencia a las bacterias patógenas. Este antígeno pertenece a todas las bacterias Gram-negativas. o Es capaz de unirse a cationes Mg, Zn, por lo que si añadimos un agente quelante (como el EDTA) podríamos desorganizar la membrana externa o La endotoxina se encuentra en la región del lípido A. Esto hace que el macrófago reconozca al LPS y libere citoquininas que activan el sistema inmune, pero a veces, el sistema inmune se activa “en exceso” por el LPS, dando lugar a síntomas patológicos como inducción de fiebre (pirogenicidad), hipotensión, a veces con fallo cardiaco y una actividad necrótica en tejidos. Proteínas de la membrana externa : Nos encontramos porinas, que forman trímeros con canales interiores que atraviesan la membrana externa. Estas proteínas solo dejan pasar moléculas por debajo de cierto tamaño (<500-700 Da) y en enterobacterias dan protección frente a sales biliares. También hay canales específicos para la vitamina B12 y para ciertos nutrientes. Papel y funciones de la membrana externa: o El tamiz molecular permite el paso de moléculas relativamente pequeñas y proporciona protección frente a agentes antibacterianos (colorantes, antibióticos, enzimas o ácidos biliares) o La membrana condiciona a la bacteria a las propiedades de la superficie (grado de humedad, adhesividad o carga eléctrica) o Es el lugar donde se fijan las proteínas del sistema defensivo del complemento del hospedador o Es el lugar de adsorción de ciertos fagos El espacio periplásmico (periplasma): es un compartimento acuoso con función de osmorregulación relleno del gel periplásmico, que incluye: RNAsas y fosfatasas Proteínas transporte de nutrientes y proteínas de unión a señales químicas En bacterias desnitrificantes y quimiolitoautótrofas proteínas de transporte de electrones o ARQUEAS: El componente principal de la pared de las arqueas es la pseudomureína, formada por unidades repetitivas de NAG->(β-1-3)->NAT (N-acetil-talosaminourónico). Del grupo –NH del NAT sale un tetrapéptido, con aminoácidos de las serie L. Las cadenas se entrecruzan por puentes peptídicos entre el cuarto aminoácido de una cadena y el tercero de la otra. El pseudopeptidoglicano es insensible a la lisozima. Hay que destacar que también existen arqueas sin pared o BACTERIAS QUE NO POSEEN PARED: Son bacterias que tienen la membrana celular más gruesa y pueden tener esteroles y lipoglicanos. Son bacterias pleimórficas o los micoplasmas. En el laboratorio también se pueden lograr células desprovistas totalmente de pared celular (protoplastos) o parcialmente (esferoplastos) que se obtienen de la siguiente forma:
Por destrucción del peptidoglicano con lisozima o peptidasas (en gram-negativas hay desorganizar antes la membrana externa con el agente quelante EDTA (que secuestra cationes) Por inhibición de la formación de nuevo peptidoglicano en células en crecimiento (tratando las células con penicilina por ejemplo) Los protoplastos y esferoplastos hay que obtenerlo en un medio isotónico, para ello utilizaremos NaCl 0,25-0,5M; sorbitol o sacarosa 0,5-1M; polietilenglicol (PEG) al 7,5%. En estos medios, los protoplastos y los esferoplastos tienen formas esféricas, cualquiera que fuera la forma original de la célula y pueden volver a regenerar la pared celular en medios adecuados La obtención de protoplastos y esferoplastos es un método suave de obtener extractos libre de células y fracciones subcelulares, para hacerlas permeables a ADN en experimentos de transformación artificial como la ingeniería genética o para obtener recombianantes (por fusión de protoplastos) Cubiertas celulares (exopolisacaridos): Es una cubierta de naturaleza polisacárida que rodea a una bacteria, generalmente contiene glicoproteínas y un gran número de polisacáridos diferentes, incluyendo polialcoholes y aminoazúcares. Son sintetizados en la membrana celular, atraviesan la pared y se establecen fuera. Se clasifican en: o Cápsula (estructura bien organizada): es una sustancia mucosa o viscosa que mantiene a las bacterias rígidas y hace que las uniones entre ellas sean firmes. La cápsula protege a las bacterias de la fagocitosis y es un factor de virulencia. En ella se encuentran los antígenos capsulares. Debido a estructura fibrilar hidratada, no se tiñen con tinciones habituales, para verlas es necesaria una tinción negativa (tinta china) o Glicocálix (capa dispersa): es una capa flexible que participa en la formación de biopelículas. Las bacterias pueden formar colonias rodeadas de glicocalix. Protege a la bacteria de la fagocitosis o de la acción de antimicrobianos. o Biofilm: Es una comunidad de microorganismos que crecen dentro de una matriz de exopolisacáridos y adheridos a una superficie inerte o un tejido vivo. Las excreciones de los biofilm permiten que los microorganismos se agrupen en zonas muy limitadas y seguras, uniéndose con fuerza a un soporte sólido que les va a proporcionar estabilidad, nutrientes y protección. Estos biofims pueden ser ubicuos, vivir en zonas bióticas o abióticas, en ambientes habitados por formas de vida superiores o en ambientes inhóspitos: En sustratos inertes , se pueden formar microcolonias de la misma especie y consorcios de diferentes especies, con ventajas metabólicas. Esto tiene consecuencias económicas (corrosión de cañerías, formación de placa dental y caries o formación de biopelículas en catéteres y prótesis) En sustratos vivos actúan como adhesinas. Esto tanto tiene efectos beneficiosos (colonización de flora autóctona en intestino de mamíferos) como factores de virulencia en sistemas patológicos (estos factores a veces sirven para escapar del sistema inmune)
Corpúsculo basal: Ancla el flagelo al cuerpo celular. El corpúsculo basal está inmerso en pared y membrana y está relacionado con la función de motor flagelar. En Gram-negativas está formado por dos parejas de anillos atravesados por un cilindro y en Gram-positivas por una pareja de anillos atravesada por cilindro El mecanismo de acción flagelar consiste en la rotación de los anillos en el cuerpo basal dirigido por un gradiente de H+^ (no de ATP). La rotación antihoraria produce movimiento hacia adelante y la rotación horaria cesa el movimiento hacia adelante y se desplaza al contrario. El movimientos de flagelos está controlado por quimioatrayentes y repelentes. El motor es rotatorio y gira en los dos sentidos (contrario a las agujas del reloj carreras en línea recta , sentido de las agujas del reloj volteretas o cabeceos). “Por defecto” el rotor gira en sentido contrario a las agujas del reloj, pero esto está modulado por el conmutador flagelar (en el anillo C). El rotor gira a 1. r.p.m., lo que hace que la bacteria nade rápido (hasta 100 μm/seg). El “combustible” del motor es la disipación del gradiente de protones (unos 1000 H+^ por ciclo) Taxias: es la respuesta de una bacteria móvil ante un estímulo externo en forma de gradiente físico o químico. El movimiento deja de ser aleatorio y pasa a estar dirigido hacia la fuente de un estimulo positivo o en contra de un estímulo negativo. Existen: Quimiotaxia: migración ante un gradiente espacial de una sustancia química Fototaxia : migración en función de la luz Aerotaxia: migración ante un gradiente de O 2 : Bacterias anaerobias: aerotaxia negativa Bacterias microaerófilas: atraídas hacia tensiones de O 2 menores que la atmosférica Bacterias aerobias y facultativas: aerotaxia positiva Fimbrias o pili : Son microfibrillas parecidas a pelos que rodean nº elevado (aprox. 1000) a algunas Gram-negativas. Están constituidas por el ensamblaje de una proteína estructural “PILINA”. Las fimbrias poseen propiedades de adhesión no de movimiento. Existe un tipo especial de pili, llamado pili sexual , más largo que los pili normales. Hay 2 o 3 por célula y se comportan como adhesinas participando en el intercambio génico entre bacterias (conjugación bacteriana) La membrana plasmática: Constituye una fina bicapa lipídica de unos 8 nm de espesor similar a eucariotas pero con distinto tipos de lípidos: mantiene la integridad celular y es altamente selectiva. Los enlaces entre el glicerol y los ácidos grasos son éster. Presenta los mesosomas hacia el interior: o Diferencias con la de las células eucariotas: No tiene esteroles como el colesterol. El porcentaje de los distintos tipos de fosfolípidos es diferente. Algunas bacterias tienen isopreno o derivados como los hopanoides en lugar de ácidos grasos.
En algunas las cadenas hidrofóbicas de cada lado se unen covalentemente entre sí formando una monocapa (más estable y resistente en ambientes con temperaturas elevadas.) La membrana delimita al protoplasto. Su proporción (proteínas: lípidos) es alta (80:20) en procariotas, mayor que en eucariotas. Carece de esteroles (salvo excepciones), pero muchas bacterias poseen hopanoides (triterpenoides pentacíclicos), que confieren parte de la rigidez a la membrana o Membrana en eucariotas: la membrana contiene esteroles que la dan rigidez como resultado de su estructura (5-25%). Las moléculas de colesterol se encuentran intercaladas entre los fosfolípidos, y su función principal es la de regular la fluidez de la bicapa inmovilizando las colas hidrofóbicas próximas a la regiones polares. Tienen ácidos grasos poliinsaturados en los fosfolípidos y un menor contenido en proteínas. o Membrana en Archaea: los enlaces de esta membrana (entre el glicerol y las cadenas de alcoholes isoprenoides) son éteres. Carecen de ácidos grasos y en su lugar tienen unidades repetidas del isopreno y una monocapa en lugar de bicapa o Proteínas de membrana: Son el componente más numeroso de membrana plasmática y desempeñan funciones específicas (de transporte, de fijación o unión, receptoras o enzimática). Las proteínas tienen movilidad en bicapa y se clasifican en: Proteínas integrales : Están unidas a los lípidos íntimamente, suelen atravesar la bicapa lipídica una o varias veces, por esta razón se les llama proteínas transmembrana. Son difíciles de extraer respecto de lípidos y se desplazan horizontalmente Proteínas periféricas: Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica y están unidas débilmente a las cabezas polares de los lípidos de la membrana u a otras proteínas integrales por enlaces de hidrógeno. Son fáciles de extraer y purificar y algunas pueden establecer contactos transitorios Características de la membrana: Es una membrana fluida: debido al movimiento de las moléculas de fosfolípidos. La fluidez de la membrana depende de factores como la temperatura (la fluidez aumenta al aumentar la temperatura.), la naturaleza de los lípidos (la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorecen el aumento de fluidez) y la presencia de colesterol (que endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.) Su composición es asimétrica: debido a la composición lipídica y proteica de las dos mitades, la cual es diferente. La capa externa está formada principalmente por el fosfolípido fosfatidilcolina, mientras que en la capa interna encontramos fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina. A esta asimetría también contribuyen las proteínas y los carbohidratos. Presenta permeabilidad selectiva: debido a que controla el paso de sustancias a través de ella. Esta selectividad depende de la naturaleza de las moléculas que intenten pasar a través de ella. Funciones de la membrana citoplasmática procariota: actúa de barrera osmótica, permite el paso selectivo de moléculas (manteniendo la constancia del medio interno y simultáneamente permitiendo o promoviendo la entrada de nutrientes), la salida de ciertas moléculas y la
Transporte activo primario: la energía derivada del ATP directamente empuja a la sustancia para que cruce la membrana. El ejemplo más característico es la bomba de Na+/K+. Esta bomba actúa como una enzima que rompe la molécula de ATP y también se llama bomba Na+/K+-ATPasa. Transporte activo secundario: Los sistemas secundarios de transporte activo aprovechan la energía almacenada en un gradiente iónico para transportar un segundo soluto contra un gradiente Transporte de macromoléculas : El transporte de macromoléculas y partículas a través de la membrana puede ser hacia el interior de la célula (endocitosis) y hacia el exterior (exocitosis). Ambos procesos tienen lugar mediante la formación de vesículas, que son pequeños sacos membranosos que se mueven de un sitio a otro por el citoplasma y ponen en comunicación a unos sistemas de membranas con otros. o Exocitosis: Mediante este proceso, las células vierten al exterior macromoléculas que producen en su interior: hormonas, enzimas, etc. En este caso, las vacuolas con las sustancias que se van a excretar se fusionan con la membrana celular desde el interior y expulsan el contenido. o Endocitosis: Es un proceso mediante el cual la célula toma moléculas grandes o partículas de su medio externo, mediante la invaginación de la membrana celular y la posterior formación de vesículas intracelulares ( endo = dentro). Puede ser de varios tipos: Pinocitosis ( pino = beber): Mediante este proceso, la célula obtiene macromoléculas solubles Fagocitosis ( fago = comer): Es un proceso que le permite a la célula ingerir partículas de gran tamaño, como microorganismos y restos de otras células. Para ello, la célula extiende unas prolongaciones de membrana llamadas pseudópodos, que rodean progresivamente a la partícula hasta formar un fagosoma, el cual se fusiona con los lisosomas y constituyen el fagolisosoma, que es el encargado de degradar el material ingerido Términos comunes en relación con las modalidades de transporte: Cuando se transporta un solo compuesto, se habla de uniporte Cuando 2 solutos (o más) son transportados simultáneamente para cotransporte. Cuando el transporte de 2 solutos se realiza en el mismo sentido se habla de simporte , cuando se realiza en sentidos opuestos antiporte Citoplasma : es un gel de alta presión osmótica con aspecto finamente granular rico en ribosomas e inclusiones de material nutritivo. Incluye al nucleoide y al material genético extracromosómico (plásmido). El citoplasma en procariotas es un sistema coloidal cuya fase dispersante es el agua con sustancias en disolución (citosol) y la fase dispersa son las macromoléculas y partículas supramoleculares. o Nucleoide: con un cromosoma único, ADN de doble hebra circular superenrrollado que se fija al mesosoma en la etapa previa de división celular. Carece de Membrana o Ribosomas: contienen todos los componentes necesarios para la síntesis proteica. Son ribosomas 70S (2 subunidades 30S y 50S). o Inclusiones: donde hay material de reserva de nutrientes. Pueden ser:
Inclusiones orgánicas: Inclusiones polisacarídicas, gránulos de poli- hidroxialcanoatos, inclusiones de hidrocarburos o gránulos de cianoficina Inclusiones inorgánicas: gránulos de polifosfato o glóbulos de azufre o Plásmidos: intervienen en el intercambio de material genético entre bacterias. o Estructuras membranosas intracitoplasmáticas : Son tilacoides de cianobacterias o estructuras derivadas de invaginaciones de la membrana: Mesosomas: Invaginaciones de la membrana citoplásmica que se observan en muchas bacterias Cromatóforos: Invaginaciones de la membrana citoplásmica de bacterias fotosintéticas anoxigénicas purpúreas, portadoras del aparato fotosintético Otras invaginaciones o Tilacoides de cianobacterias o Orgánulos citoplasmáticos: No existen orgánulos procarióticos rodeados de unidad de membrana (salvo los tilacoides de las cianobacterias) pero ciertas bacterias presentan orgánulos sin envuelta lipídica: Carboxisomas : Son acúmulos de reserva de RuBisCo (ribulosa-bifosfato- carboxilasa), enzima clave del ciclo de Calvin para asimilar el CO 2. Están presentes en: Bacterias fotoautotrofas o Cianobacterias o Ciertas bacterias anoxigénicas purpúreas Quimiolitoautotrofas o Bacterias nitrificantes o Thiobacillus Vacuolas de gas Clorosomas: Son vesículas rodeadas de monocapa de proteínas oblongas por debajo de la membrana de bacterias fotosintéticas verdes ( Chlorobium , etc). Contienen los pigmentos antena de estas bacterias fotosintéticas Magnetosomas : Orgánulos sensores del campo magnético terrestre presentes en ciertas bacterias acuáticas flageladas aerobias o microaerófilas. Contienen cristales homogéneos de magnetita (Fe 3 O 4 ), de formas cubo-octaédricas que se disponen en filas paralelas al eje longitudinal de la célula y permiten que las bacterias se hundan en los fondos limosos donde viven Endospora: Es una célula diferenciada y altamente resistente (gracias al dipicolinato de calcio y a la deshidratación) producida por algunos géneros de bacterias gram positivas. Son producidas por ciertas bacterias Gram-positivas: Bacillus, Clostridium, Sporosarcina cuando la bacteria detecta bajos niveles de nutrientes (C, N, P). La endospora aguanta larguísimos periodos en ausencia de nutrientes y resiste estrés ambientales. Cuando las condiciones son adecuadas, la espora germina y se transforma en una célula vegetativa La espora se forma dentro de la célula vegetativa (Esporangio = célula madre + endospora) y al final de la esporulación, la célula madre se autolisa, y la espora queda libre. La endospora tiene apariencia birrefringente (que es la propiedad de desdoblar un rayo de luz incidente en dos rayos linealmente polarizados de manera perpendicular entre sí como si el
(dipicolinato cálcico: DPC), que llega a representar el 15% del peso. El protoplasto contiene un cromosoma completo, condensado, una pequeña dotación de ribosomas, ARNt, etc y ARN polimerasa. No tiene ATP (la moneda energética en el 3- fosfoglicerato) y carece de componentes inestables (ARNm, enzimas biosintéticas, aminoácidos, bases nitrogenadas ni cofactores: NADH, CoA, etc). Existen una gran cantidad de pequeñas proteínas especiales: SASP (“small acid- soluble proteins” pequeñas, ácidas, solubles) que se usarán como fuente de aa en la germinación y que acomplejan el ADN: protegen de los rayos UVA. Rodeando al protoplasto se encuentra la membrana citoplásmica (membrana interna de la espora) que carece de fluidez (estructura policristalina) o Pared de la endospora : es una estructura muy delgada formada por un peptidoglicano similar al de la célula vegetativa. Constituye el germen de lo que será la pared de la futura célula vegetativa que se origine en la germinación o Corteza o córtex: se origina a partir de la célula madre. Al microscopio electrónico tiene una apariencia gruesa, transparente a los electrones y en láminas concéntricas. Compuesta por un peptidoglicano especial: 30% del NAM con tetrapéptidos, pero con bajo grado de entrecruzamiento 15% del NAM tiene solo L-ala (1) 55% lactama del ácido murámico producida por condensación del - COOH lactilo con el -NH Al tener un bajo grado de entrecruzamiento se produce una una rápida autolisis durante la germinación y la estructura es más laxa, floja y flexible que el PG normal, lo que le da la capacidad de expandirse o contraerse. La lactama del murámico confiere a la endospora una gran resistencia a la lisozima o Cubiertas: tienen un aspecto muy voluminoso, distinto según especies. Contiene partes densas a los electrones. Están formadas por 1 o más proteínas de tipo queratina, ricas en cisteína y aminoácidos hidrófobos. Es una estructura insoluble e impermeable lo que impide la entrada de numerosos agentes químicos agresivos, incluyendo tóxicos o Exosporio: Estructura membranosa transparente, a modo de saco delgado y flojo formado por proteínas, polisacáridos complejos y lípidos. Es muy resistente a enzimas proteolíticas Propiedades biológicas de las endosporas: Hipometabolia: la más baja tasa metabólica de todo el mundo vivo Dormancia Resistencia al calor: algunas resisten 120ºC durante 15 min (esto condiciona los parámetros para esterilizar materiales) Resistencia a los rayos UV (gracias a la absorción de UV por las cubiertas, las proteínas SASPs que acomplejan el ADN y la deshidratación del protoplasto Resistencia a los agentes químicos (debida principalmente a la gran impermeabilidad de las cubiertas)
Desencadenamiento de la esporulación: Son necesarias unas condiciones previas: cultivos en buenas condiciones y debe cesar el crecimiento exponencial. El estímulo desencadenante de la esporulación en un estado de inanición (carencia de nutrientes): de la fuente de C, N o P. Germinación: consta de 4 fases: preactivación, activación, germinación en sentido estricto y crecimiento (entrada en fase vegetativa) Preactivación: En el que las cubiertas deben erosionarse De modo natural : envejecimiento progresivo De modo artificial : 100ºC durante unos minutos, radiaciones ionizantes , bajos pH o mercaptoetanol Activación: Esta etapa es aún reversible y el metabolismo aún latente. Empieza a entrar agua al protoplasto por lo que la espora pierde la refringencia y comienza a perder resistencia al calor. Está desencadenada por un germinante: Iones inorgánicos (Mg2+, Mn2+) L-ala Glucosa u otros azúcares Adenina u otras bases nitrogenadas Germinación: El proceso se hace ya irreversible y se rompe la dormancia. Hay metabolismo endógeno y los cambios principales que se producen son: Se pierde DPA se pierde Ca2+, que pasa a la corteza, que neutraliza cargas negativas del PG, rehidrata e hincha el protoplasto y la corteza se contrae 3-PG 2-PG PEP ATP Las SASPs se hidrolizan y los aminoácidos se reutilizan en fabricar nuevas proteínas Comienza la transcripción de genes vegetativos Terminación y crecimiento ulterior: El metabolismo ya se hace exógeno, se sintetiza el ADN. El protoplasto crece y la pared de la espora sirve como germen para la pared de la célula vegetativa. Pior último, la célula vegetativa “sale” rompiendo las cubiertas de la endospora 14
CARACTERÍSTICAS CÉLULA VEGETATIVA^ ENDOSPORA
Contenido de Calcio bajo alto Ac. dipiconílico ausente presente Pequeñas proteínas solubles en ácido ausentes presentes Contenido de agua 80-90% 10-25% pH citoplasma 7 5.5- Actividad enzimática elevada baja Metabolismo elevado Bajo o ausente Resistencia: calor, radiación, compuestos químicos baja elevada Sensibilidad lisozima Sensible Resistente
