Bacterias Para Clase Interesante
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Citología y Citología y morfología morfología bacterianabacteriana
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MicrobiologiaMicrobiologia TAMAÑO FORMA Y AGRUPACIONESTAMAÑO FORMA Y AGRUPACIONES ESTRUCTURAS SUPERFICIALESESTRUCTURAS SUPERFICIALES PARED CELULARPARED CELULAR MEMBRANA Y TRANSPORTEMEMBRANA Y TRANSPORTE CITOPLASMA Y CONTENIDOCITOPLASMA Y CONTENIDO APENDICES FILAMENTOSOS ENDOSPORAS APENDICES FILAMENTOSOS ENDOSPORAS
BACTERIANAS BACTERIANAS
..
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Microscopios Microscopios
Ojo humano 0.2mm.Ojo humano 0.2mm.
Microscopio óptico , resolución Microscopio óptico , resolución máxima 0.2 micras (1 micra).máxima 0.2 micras (1 micra).
Microscopio electrónico, Microscopio electrónico, resolución máxima 0.5nmresolución máxima 0.5nm
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PROCARIOTAS
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TAMAÑO: célula eucariota versus célula procariota
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TamañosTamaños
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Formas Formas
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cocos bacilos espirilos
FORMA DE LAS BACTERIAS
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Estructura celularEstructura celular
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Pared celularPared celular
Bacteria: Bacteria: – Gram positivoGram positivo– Gram negativoGram negativo– Sin paredSin pared
Archaea: Archaea: – Diversas estructurasDiversas estructuras– Sin paredSin pared
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Funciones de la paredFunciones de la pared
Resistencia osmótica Resistencia osmótica Forma Forma ComunicaciónComunicación Patogenicidad (Gram negativos-Patogenicidad (Gram negativos-
LPS)LPS) Barrera para algunas moléculas. Barrera para algunas moléculas. Espacio periplásmicoEspacio periplásmico
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PARED CELULARPARED CELULAR
Consisten en un esqueleto Consisten en un esqueleto macromolecular rígido, llamado macromolecular rígido, llamado peptidoglucano (= peptidoglucano (= mucopéptido o mureína)mucopéptido o mureína)..
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Pared celularPared celular
Gram-positivas se Gram-positivas se encuentra encuentra inmerso en inmerso en una matriz aniónica una matriz aniónica de polímeros de polímeros azucaradosazucarados;;
Gram-negativas está Gram-negativas está rodeada por una rodeada por una membrana externa, membrana externa, e inmersa en un e inmersa en un espacio espacio periplásmico.periplásmico.
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Gram + Gram-Bacteria
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MUREÍNA O PÉPTIDO-GLICANOCompuesto químico característico de bacterias.
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Estructura del Estructura del PeptidoglicanoPeptidoglicano
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Inhibición de la síntesisde la pared celular porpenicilina. Incubación enun medio con sacarosa
Protoplasto
Transferenciaa un mediodiluido
H2O
Hinchazóndebida a laentrada de H2O
LisisLisis Lisis
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La penicilina inhibe la síntesis del peptidoglicano Si se incuban bacterias con penicilina en una solución isotónica, las bacterias Gram positivas se convierten en protoplastos, sin pared celular, pero en medios isotónicos pueden continuar creciendo.
Las células Gram negativas conservan la membrana externa después del tratamiento con penicilina y se denominan esferoplastos porque conservan parte de su pared celular.
Los protoplastos y esferoplastos son osmóticamente sensibles. Si se transfieren a una solución diluida se lisarán debido a la entrada descontrolada de agua
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Pared Celular Gram Pared Celular Gram PositivaPositiva
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La pared celular es necesaria normalmente para proteger a
las bacterias frente a la destrucción por presión osmótica.
Los solutos están mucho más concentrados en el citoplasma
bacteriano que en la mayoría de hábitat microbianos, que son
hipotónicos.
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La importancia de la pared celular en la protección bacteriana
frente a la lisis osmótica se ha demostrado al tratarlas
con lisozima o penicilina. La enzima lisozima ataca al peptidoglicano,
al hidrolizar el enlace que une el ácido N-acetilmurámico
con el carbono cuatro de la N-acetilglucosamina.
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Membrana Externa de Gram Membrana Externa de Gram NegativosNegativos
Porinas - proteinas que permiten el pasaje de moléculas pequeñas a través de la membrana -- específicas e inespecíficas
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Membrana Externa de Gram Membrana Externa de Gram NegativosNegativos
Una de las funciones más importantes de la membrana externa es servir como barrera protectora.
Evita o disminuye la entrada de sales biliares, antibióticos y otras sustancias tóxicas que podrían destruir o lesionar a la bacteria.
También,la membrana externa es incluso más permeable que la plasmática y permite el paso de moléculas pequeñas, como glucosa y otros monosacáridos.
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Lipopolisacárido (LPS)Lipopolisacárido (LPS)
Solo en bacterias Gram negativas Parte de la membrana externa
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Periplasma de Periplasma de E. coliE. coli
Proteínas de periplasma de E.coli.
Proteínas de unión
Enzimas de biosíntesis
Enzimas de degradación de polímeros
Enzimas detoxificantes
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• Algunas bacterias no poseen pared
• Micoplasma
• Membrana celular mas gruesa pueden tener esteroles y lipoglicanos.
• Son pleomórficos
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Pared celular de Pared celular de ArchaeaArchaea No contiene peptidoglicanoNo contiene peptidoglicano Puede ser dePuede ser de
– pseudopeptidoglicano (pseudomureina) pseudopeptidoglicano (pseudomureina) tiñe G+tiñe G+
– pseudomureina cubierta de proteina,tiñe pseudomureina cubierta de proteina,tiñe G+G+
– monocapa superficial de proteina o monocapa superficial de proteina o glicoproteina, sin pseudomureina. tiñe G-glicoproteina, sin pseudomureina. tiñe G-
Existen Archaea sin paredExisten Archaea sin pared
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Pared Pared de Archaea de Archaea
Insensible a lisozima
Capa SPseudopeptidoglicano
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Funciones de la paredFunciones de la pared
Resistencia osmótica Resistencia osmótica Comunicación Comunicación Patogenicidad (LPS en Gram Patogenicidad (LPS en Gram
negativos)negativos) Barrera (porinas en Gram Barrera (porinas en Gram
negativos). negativos). Espacio periplásmicoEspacio periplásmico
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Síntesis de Síntesis de Peptidoglicano Peptidoglicano
•Bactoprenol (C55 alcohol isoprenoide) -- carrier lipídico que transporta el disacárido-pentapeptido del citoplasma al periplasma y lo inserta en la pared celular en crecimiento•La transpeptidación, es inhibida por penicilina
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TranspeptidaciónTranspeptidación
Inhibido por la penicilina G.
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Síntesis de la pared Síntesis de la pared celularcelular
La pared celular se abre por autolisinas y se deposita nuevo péptidoglicano
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Estructura:Estructura: Bicapa fosfolipídica con proteínas Bicapa fosfolipídica con proteínas
embebidas; puede contener también embebidas; puede contener también hopanoides de estructura similar al hopanoides de estructura similar al colesterol.colesterol.
En Archaea, éteres de alcohol En Archaea, éteres de alcohol isoprenoide, algunas forman monocapas. isoprenoide, algunas forman monocapas.
La membrana celularLa membrana celular
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Estructura de la Estructura de la Membrana Membrana CitoplasmáticaCitoplasmática
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Los lípidos en Bacteria y Los lípidos en Bacteria y Archaea tienen diferentes Archaea tienen diferentes enlaces químicosenlaces químicosEter - Archea
R= alcoholes de cadenas de isoprenoR=Acidos grasos
de cadena larga
Ester – Bacteria
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Membrana Membrana citoplasmática de citoplasmática de
E. coliE. coli
• Permeabilidad selectiva
• Ancla de Proteínas
• Generación de fuerza proto-motriz
(En fotótrofas parte del aparato fotosintético)
• Síntesis de pared, y estructuras extracelulares.
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Estructura celular procariota - Estructura celular procariota - DNADNA
No tiene núcleo. El DNA está en el citoplasma: No tiene núcleo. El DNA está en el citoplasma:
““nucleoide” : zona que ocupa el DNA.nucleoide” : zona que ocupa el DNA.
Es haploide. Es haploide.
No contiene histonasNo contiene histonas (las Archaea tienen (las Archaea tienen histonas)histonas)..
Puede contener otros elementos genéticos no Puede contener otros elementos genéticos no cromosómicos (cromosómicos (plásmidos plásmidos y y genomas genomas fágicosfágicos)). .
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Tamaño del Genoma Tamaño del Genoma
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CitoplasmaCitoplasma
Proteínas Proteínas Ribosomas Ribosomas
– 70S: proteínas + rRNA 5S, 16S, 23S70S: proteínas + rRNA 5S, 16S, 23S
mRNA, tRNAmRNA, tRNA
Macromoléculas, solutosMacromoléculas, solutos No tienen citoesqueleto.No tienen citoesqueleto.
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Estructuras Estructuras particularesparticulares No todos los microorganismos las No todos los microorganismos las
tienen.tienen. Son características de género y Son características de género y
especie (taxonomía)especie (taxonomía)
Estructuras con funciones específicas.Estructuras con funciones específicas. Ejemplos: Ejemplos:
– fimbrias, pili, flagelo, endoespora, cápsula, fimbrias, pili, flagelo, endoespora, cápsula, inclusiones citoplasmáticasinclusiones citoplasmáticas
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Fimbrias - PiliFimbrias - Pili
Fimbria Fimbria
funciones de adhesión a funciones de adhesión a superficies.superficies.
PPiliili sexual sexual
unión durante la unión durante la conjugación.conjugación.
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FlagelosFlagelos-Movilidad-Movilidad
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Estructura del Estructura del FlageloFlagelo
> 40 genes involucrados
1000 H+ / revolución
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Barra 0,5 micras
Anaerobaculum mobile sp. nov. Flagelo insertado lateralmente
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EndosporasEndosporas
Resistencia al calor, radiación, desecación.Resistencia al calor, radiación, desecación. Producidas principalmente por los géneros Producidas principalmente por los géneros BacillusBacillus
y y ClostridiumClostridium Luego de la activación por stress, la disponibilidad Luego de la activación por stress, la disponibilidad
de nutrientes dispara la germinación y el de nutrientes dispara la germinación y el crecimientocrecimiento
La localización La localización es es usada para la identificaciónusada para la identificación
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Estructura de la Estructura de la esporaespora
Ácido dipiconílico
Ca++
Pequeñas proteínas solubles en ácido (ssp)
Pared celular
Cutícula
(peptidoglicano)
(proteínas)
(proteínas)
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Células Vegetativas-Células Vegetativas-EndoesporasEndoesporasCaracterísticaCaracterística Célula Célula
vegetativavegetativaEndoesporaEndoespora
Contenido de Contenido de CalcioCalcio
bajobajo altoalto
Ac. dipiconílicoAc. dipiconílico ausenteausente presentepresente
Pequeñas Pequeñas proteínas solubles proteínas solubles
en ácido en ácido
ausentesausentes presentespresentes
Contenido de aguaContenido de agua 80-90%80-90% 10-25%10-25%
pH citoplasmapH citoplasma 77 5.5-65.5-6
Actividad Actividad enzimáticaenzimática
elevadaelevada bajabaja
MetabolismoMetabolismo elevadoelevado Bajo o ausenteBajo o ausente
Resistencia: calor, Resistencia: calor, radiación, radiación,
compuestos compuestos químicosquímicos
bajabaja elevadaelevada
Sensibilidad Sensibilidad lisozimalisozima
SensibleSensible ResistenteResistente
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Inclusiones Inclusiones citoplasmáticascitoplasmáticas
Algunas bacterias tienen estructuras internasAlgunas bacterias tienen estructuras internas– gránulos de almacenamiento gránulos de almacenamiento – vesículas de gas – flotaciónvesículas de gas – flotación– Carboxisomas, clorosomas. Carboxisomas, clorosomas.
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Poly-ß-hydroxybutyrate (PHB)Poly-ß-hydroxybutyrate (PHB)
Plásticos biodegradables
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Vesículas de gas
Bacterias acuáticas
Cianobacteria Microcystis Cianobacteria Anabaena (heterocisto)
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Estructuras Estructuras extracelularesextracelulares Capa S Capa S
– Subunidades proteicas o glicoproteicas. Subunidades proteicas o glicoproteicas. G+, G- y Archaea. G+, G- y Archaea.
GlicocalixGlicocalix– CápsulaCápsula– Capa mucilaginosaCapa mucilaginosa
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GlicocalixGlicocalix
Tinción negativa
Micrografía electrónica
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Tinción negativa
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GLICOCALIXGLICOCALIX
Algunas células bacterianas están rodeadas Algunas células bacterianas están rodeadas por una capa de material viscoso llamada por una capa de material viscoso llamada glicocalix. Este glicocalix está compuesto por glicocalix. Este glicocalix está compuesto por polímeros de azúcares (polisacáridos).polímeros de azúcares (polisacáridos).
Si el glicocalix está organizado en una Si el glicocalix está organizado en una estructura definida y está unido firmemente a estructura definida y está unido firmemente a la pared celular se la pared celular se denomina cápsuladenomina cápsula. Si por el . Si por el contrario está desorganizado, sin una forma contrario está desorganizado, sin una forma definida y no está firmemente unido a la pared definida y no está firmemente unido a la pared celular se denomina celular se denomina capa mucilaginosacapa mucilaginosa..
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Funciones glicocálixFunciones glicocálix
–Protección contra defensas del huésped (fagocitosis)
–Protección contra desecación
–Protección contra virus, toxinas
–Adhesión a superficies (células, objetos inanimados) formación de biofilms.
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Diferencia entre la estructura celular de Bacteria, Archaea y Eucarya
PropiedadPropiedad BacteriaBacteria EucaryaEucarya ArchaeaArchaea
Membrana Membrana nuclearnuclear
NONO SISI NONO
OrganelosOrganelos NONO SISI NONO
Tamaño Tamaño ribosomaribosoma
70S70S 80S80S 70S70S
PeptidoglicanPeptidoglicano en la paredo en la pared
SISI NONO NONO
Esteroles en Esteroles en membranamembrana
NO NO
(hopanoide(hopanoides)s)
SISI SISI
Lípidos de Lípidos de membranamembrana
Ester Ester unidos a unidos a glicerolglicerol
Ester unido Ester unido a glicerola glicerol
Eter, Eter, ramificadosramificados