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La Clula Procariota

Las bacterias

son ms grandes y complejasque los virus (0.1 a 5 ms mde longitud).

DNA y RNA, pero sin ncleo.

Corresponde al dominiobacteria

algunos requieren clulahusped y son por lo tantoparsitos intracelularesestrictos (p.ej. Chlamydia,rickettsias, etc.).

Aunque incluyen muchos tiposfisiolgicos distintos, y por lotanto pueden vivir en cualquiertipo de ambiente,evidentemente a nosotros nosinteresan las que puedencolonizar el cuerpo humano.

TAMAO: clula eucariota versus clula

procariota

Por lo general, ms pequeo que el de las

clulas eucariticas

Pero existen bacterias

Gigantes (>0,5 mm)

Enanas (

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Tamao comparativo de bacterias, virus y cidos nucleicos

Diversidad de procariotas: enfoque

biomdico v/s virus

Estructura de la clula bacteriana

Membrana citoplasmtica

Pared celular

Citoplasma o masa citoplasmtica

Material nuclear

E. accesorios

Cpsulas

Flagelos

Pili

Esporas

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Morfologa bacteriana ESFRICA O ELIPSOIDAL

: COCOS

Son ms resistentes a los cambios adversos del ambiente como la desecacin.

CILNDRICA: BACILOS Pueden tomar ms

fcilmente los nutrientes en solucin diluda

ESPIRAL: ESPIRILOS O

ESPIROQUETA

Se propagan rpidamente

Bacilo nico

Diplobacilos

Estreptobacilos

Cocobacilos

Vibrio

Espirilo

Espiroqueta

Forma estrellada Forma cuadrada

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Agrupamiento de las bacterias:

a) cocos

Agrupamiento de las

bacterias:b) bacilos

Diplobacilos

Estreptobacilos

cocobacilos

ESTRUCTURA bacteriana

Las estructuras bacterianas las podemosclasificar, por razones didcticas, enestructuras constantes o accesorias.

Las estructuras constantes sonlas estructuras esenciales parala vida de la bacteria e incluyen el citoplasma Cromosoma bacteriano la membrana celular y lapared celular.

Las estructuras accesorias: estnpresentes slo en algunas de ellas yaunque no son indispensables para lavida, otorgan extraordinarias ventajasadaptativas a las bacterias que lasposeen. cpsula, flagelos , esporas , fimbrias,etc.

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Membrana celular Composicin qumica

Funciones

Transporte de sustancias

Barrera de permeabilidad

En fottrofas: Estructuras

intracitoplasmticas(fotosinte

sis)

Respiracin celular

Agentes reforzantes:

esteroles

Archaea, membranas

adaptadas a condiciones

extremas - teres de alcohol

isoprenoide, algunas

monocapas

PARED CELULAR soporte fsico de la clula

la estructura ms externa cuando no existe cpsula.

proteccin fsica a la bacteria y tambin la protege del shock osmtico, dada la hipertonicidad celular.

algunos de sus elementos participan en la interaccin agente-hospedero,

facilitando la adherencia a los tejidos

protegiendo la bacteria de los mecanismos inespecficos de defensas o induciendo una respuesta inflamatoria.

El componente bsico de la pared celular es el peptidoglicano o murena.

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Dos grupos de bacterias carecen de

pared celular:

Mycoplasma que poseen solamente

membrana celular

las formas L derivadas de bacterias

que perdieron su

habilidad de sintetizar

su pared celular

MET de Mycoplasma

Resistente a la penicilina G

Paredes de las eubacterias

Esto le da al peptidoglicano su estructura de red, determinando su resistencia.

La unin entre los tetrapptidos de cadenas vecinas es inhibida por los

antibiticos -lactmicos.

Existen diferencias en la composicin y estructura de la pared celular entre las

bacterias Gram (+) y Gram (-)

Ilse Valderrama Heller, 2008

Gram + Gram-Bacteria

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Estructura del Peptidoglicano

Ilse Valderrama Heller, 2008

Ejemplos de entrecruzamientos en el

peptidoglucano

Directo (muchas

Gram-negativas)

Puente pentaglicina (algunas

Gram positivas

PARED EN GRAM + El pptidoglicano en varias

capas grosor (80 90%)

Atraviesan el peptidoglicano polisacridos cidos, denominados cidos teicoicos.

Los cidos teicoicos son de dos clases:

poliglicerol fosfato y poliribitol fosfato.

Los poliglicerol fosfatosestn unidos a la membrana celular y se les denomina cidos lipoteicoicos

los poliribitol fosfato o cidos teicoicos estn unidos al peptidoglicano

Funciones:

Estabilizacin del peptidoglicnAdhesin celular (Adhesina)Le dan la carga negativa a la envoltura bacteriana

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La membrana externa contiene numerosas protenas, siendo las porinas las ms abundantes. El LPSconstituye una endotoxina, que se libera cuando la bacteria se divide o muere.

Se denominan as, porque forman poros que comunican el exterior con el espacio periplsmico.

Las porinas constituyen poros de difusin inespecficos que permiten el paso de sustanciashidroflicas y no mayores de 700 daltons (aminocidos o disacridos).

Las porinas ms conocidas en E. coli son OmpC y OmpF.

PARED EN GRAM -

PARED EN GRAM -

El LPS es una molcula anfiptica que contiene tres regionesdiferentes: el lpido A, el ncleo (core) ( y el antgeno O.

El lpido A, es un complejo de azcares, fosfatos, cidos grasos yforma una bicapa con los fosfolpidos de la membrana.

Adems, es el responsable de la toxicidad del LPS. El ncleo, es un oligosacrido de 4 a 5 azcares, algunos

infrecuentes como las heptosas y un azcar de 8 carbonos,denominado ceto-deoxioctanoico (KDO) . usualmente especficode especies

El antgeno O, est formado por cadenas de 25 o ms unidadesde azcares repetidas.

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GRAM + GRAM -

Bacterias de importancia medica que no

pueden ser observadas con la tincin Gram

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Algunas cepasAlgunas cepasProducciom exotoxina

Mas resistenteMas susceptibleAntibacteriana penicilina

ResistenteSensibleLisozima

Presente a vecesPresente a vecescapsula

-El algunas cepasEsporulacion

-Presente a menudoAcido teitoico

+-Endotoxina

+-Lipopolisacarido

DelgadaGruesaPared celular

+-Membrana externa

Gram -Gram +caractersticas

Sntesis de Peptidoglicano

Bactoprenol (C55 alcohol isoprenoide) -- carrier lipdico que transporta el disacrido-pentapeptido del citoplasma al

periplasma y lo inserta en la pared celular en crecimiento

La transpeptidacin, es inhibida por penicilina

Transpeptidacin

Inhibido por la penicilina G.

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Citoplasma Actividad qumica y biosinttica

Protenas (enzimas, complejos enzimticos, estructurales)

Ribosomas (70S: 55 protenas, rRNA 5S, 16S, 23S

mRNA, tRNA

Otras macromolculas, solutos, agua , nutrientes , etc

No tienen citoesqueleto.

Nucleoide bacteriano: ADN

haploide, Circular, nico

Material gentico extracromosomal :

plasmidios

Inclusiones citoplasmticas Algunas bacterias tienen

estructuras internas

Varian en cantidad y nmero

Difieren en sus contenidos

grnulos de almacenamiento -polifosfato,azufre, polihidroxibutirato (PHBs), glucogeno

vesculas de gas flotacin

Carboxisomas, clorosomas.

Ilse Valderrama Heller, 2008

Grnulos de polihidroxibutirato (PHBs)

vesculas de gas

flotacin

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Estructuras Superficiales

Cubiertas extracelulares Glicocalix: Material externo a la pared celular

Cpsulas - Material en la superficie celular Capas mucilaginosas - Material adherido, menos

fuertemente

Capa S: Subunidades proteicas o glicoproteicas. G+, G- y Archaea. Pueden constituir la pared

Funciones Proteccin contra defensas del husped (fagocitosis) Proteccin contra desecacin

Proteccin contra virus, toxinas Adhesin a superficies (clulas, objetos inanimados)

formacin de biofilms.

Protegen de protozoos , de ataques por agentes antimicrobianos,etc

La mayora de las bacterias Gram (+) y Gram (-) sintetizauna cubierta de naturaleza polisacrida que las rodea.

Los exopolisacridos son sintetizados en la membranacitoplasmtica, atraviesan la pared celular y se establecenafuera.

Se clasifican de acuerdo a la relacin con la superficieexterior de la bacteria y a su grado de rigidez en cpsulas yglicoclix.

Cpsulas: exopolisacaridos Algunas bacterias segregan materiales mucosos: polisacridos,

polipptidos y complejos de polisacridos y protenas (glucoclix)

Cpsula: cuando el material est dispuesto de un modo compacto

alrededor de la clula

Capa mucosa: si el material es laxo, de modo que forma solo una

capa difusa.

Streptococcus Enterobacter aerogenes

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Evasin de una bacteria patgena capsulada

del sistema complemento

Fimbria, Pili, Flagelo

Fimbria - filamento proteico corto, involucrado en funciones de

adhesin a superficies.

Pelo sexual - unin a clulareceptora durante la conjugacin.

Flagelo - filamento proteicoinvolucrado en la motilidad.

FIMBRIAS tambin llamadas pili, son

microfibrillas parecidas a pelos,que rodean en nmero de 100-200a algunas bacterias Gram (-).

Miden 3-7 m de dimetro, por loque se observan slo almicroscopio electrnico.

un protena estructural llamadapilina, que se dispone en cilindrosrgidos

responsables de la adherenciaespecfica de las bacterias a lostejidos del hospedero, explicandola especificidad de hospedero yde tejidos de las bacterias.

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Motilidad Bacteriana

Autopropulsin motora, Permite explorar el medio ambiente, Alto Costo energtico.

Funciona con la fuerza motora de protones o con iones de sodio

Motilidad Bacteriana

Filamentos delgados y largos, libres en unextremo y unidos a la clula en el otro.

~20 nm de dimetro, 18,000-100,000 rpm

Flagelo Bacteriano

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A) Montrico (ej. Vibrio cholerea) B) Anftrico (Spirillium serpens)

C) Loftrico

(ej. Bartonella baciliformis)

D) Pertrico (Ej. Escherichia coli)

CLASIFICACIN POR POSICIN DEL FLAGELO

Flagelo Bacteriano

Rourke-Bode,2001. Helicobacter pylori.

Flagelo Bacteriano

El movimiento no es continuo tumble and run

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Flagelo Bacteriano

El movimiento no es continuo tumble and run

Quimiotaxis

Taxis respuesta en lasmaquinarias de motilidadprocariones que responden demanera positiva o negativa aun gradiente acercndose oalejndose de la mayorconcentracinrespectivamente.

QuimiotaxisFototaxisAerotaxisOsmotaxisMagnetotaxis

Flagelo Bacteriano

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Filamento

Gancho

Cuerpo Basal

Gancho y Cuerpo Basal

Gancho y Cuerpo Basal

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Flagelo Bacteriano

Centro fijo y control de direccin de rotacin

Flagelo Bacteriano

Estabilizador y Conductor de Protones

Flagelo Bacteriano

Anillo a travs de la pared y membrana externa

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Flagelo Bacteriano

Bastn central

MacNab, 2003. Ann Rev Microbiol. 57:77

b) C-ring

Endosporas Resistencia al calor,

radiacin, desecacin.

principalmente por los gneros Bacillus y Clostridium

supervivencia en ambientes desfavorables

DNA protegido por cido dipicolnico y protenas.

Luego de la activacin por stress, la disponibilidad de nutrientes dispara la germinacin y el crecimiento

La localizacin de la espora en la clula puede ser usada para la identificacin

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Caractersticas importantes de las esporas y

sus implicaciones medicas.

Clulas Vegetativas-Endoesporas

ResistenteSensibleSensibilidad lisozima

elevadabajaResistencia: calor,

radiacin, compuestos

qumicos

Bajo o ausenteelevadoMetabolismo

bajaelevadaActividad enzimtica

5.5-67pH citoplasma

10-25%80-90%Contenido de agua

presentesausentesPequeas protenas

solubles en cido

presenteausenteAc. dipiconlico

altobajoContenido de Calcio

EndoesporaClula vegetativaCaracterstica

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Ilse Valderrama Heller, 2008