Celulas Procariotas
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ProcariotasStephen Taylor
i-Biology.netTraducido con permiso por Aureliano Fernandez
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Enunciados de evaluacin Obj.
2.1.1 Dibuje y rotule un diagrama de la estructura de Escherichia coli (E. coli) como ejemplo de procariota.
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2.1.2 Anote las funciones de cada una de las estructuras nombradas en el diagrama del punto 2.2.1.
3
2.1.3 Identifique las estructuras citadas en el punto 2.2.1 en micrografas electrnicas de E. coli.
1
2.1.4 Indique que las clulas procariticas se dividen por fisin binaria. 1
Enunciados de evaluacin BI de: Online IB Biology Subject GuideTrminos de examen: http://i-biology.net/ibdpbio/command-terms/
Enunciados PAU
II.2 Clula procaritica y eucaritica. Diversidad celular. Origen evolutivo de las clulas. Describir y diferenciar los dos tipos de organizacin celular. 5. Describir, localizar e identificar los componentes de la clula procaritica en relacin con su estructura y funcin. Se sugiere la mencin de, al menos, los siguientes componentes de la clula procaritica: apndices (flagelo o fimbrias), cpsula, pared celular, membrana plasmtica, citoplasma, cromosoma bacteriano, plsmidos, ribosomas, mesosomas y grnulos (o inclusiones).
Enunciados de evaluacin PAU de: http://goo.gl/6p4iv
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Tipos de organizacin celular
Clula procariota Clula eucariota
Clula animal Clula vegetal
Se encuentra en los Procariontes (Prokarya): Bacterias (Bacteria) Arqueas (Archaea)
Se encuentra en los Eucariontes (Eukarya): Animales (Animalia) Plantas (Plantae) Hongos (Fungi) Protistas (Protista)
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http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_tres_dominios
Los estudios genticos y moleculares determinan la actual clasificacin de los seres vivos en tres Dominios, dos de ellos tienen organizacin celular procariota y son unicelulares.
http://goo.gl/AAyP3
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Los procariotas son ms pequeos que los eucariotas y aparecieron primero en la evolucin
antes ncleo
Esta microfotografa con microscopio electrnico de barrido (SEM) muestra a Escherichia coli, un tipo comn de bacteria
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Variedad de formas y tamaos de las bacterias (0,5-5m)
http://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria
http://click4biology.info/c4b/2/cell2.2.htm#prok
Morfologas bacterianas Ejemplos
Bacilo
Con extremos redondeados
Bastoncillo ramificado
Bacilo con espora
Formas espirales
Forma de coma
CocoDivisin en un planoDivisin en dos
planosDivisin en tres planos
Diplococo
Estreptococo
ttrada
Racimo
Sarcina
http://goo.gl/K4LoN
Formas bacterianas
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Estructuras de la clula procariota
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_procariota
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La ultraestructura de E. coli como ejemplo de clula procariota
Membrana plasmtica
Pared celular
Fimbrias y pelos (pili) (pilus, en singular)
nucleoide
citoplasma
flagelo
Ribosomas
Escherichia coli es el microbio modelo clsico, utilizado en muchas investigaciones genticas y patognicas
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Estructuras de la clula procariota y funciones
Envolturas celulares
Membrana plasmtica: formada por una bicapa de fosfolpidos atravesada por protenas. Es una barrera de permeabilidad selectiva que controla la entrada y salida de sustancias en la clula. En procariotas, adems, es el lugar donde se sintetiza el ATP.
Regin hidroflica
Regin hidroflica
Regin hidrofbica
Fosfolpidos
Protenas
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Envolturas celularesPared celular: Capa rgida exterior que evita que la clula estalle (lisis) por la alta presin osmtica del citoplasma. Responsable de la forma de la clula.El componente fundamental es el peptidoglicano o murena (un derivado de polisacridos y aminocidos) tpico de las bacterias.La pared le confiere a las clulas propiedades importantes (forma, resistencia en todo tipo de ambientes, toxicidad).
Existen dos tipos de paredes celulares, en funcin de su estructura y de su comportamiento ante la tincin de Gram: Pared gram-positiva (se tie de prpura) y pared gram-negativa (se tie de rojo).
http://es.wikipedia.org/wiki/Tinci%C3%B3n_de_Gram
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http://www.sciencephoto.com/media/133827/enlarge
Pared gram-positivaPared gram-negativa
Membrana plasmtica
Membrana externa (causa de una mayor toxicidad y patogenicidad)
Capa de peptidoglicano (murena)
Ms sencilla, pero ms gruesaMs compleja, pero ms fina
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http://goo.gl/s3GZX
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Qu es la tincin de Gram?Las bacterias se pueden clasificar segn sean gram-positivas o gram-negativas. Se refiere a su capacidad de mantenerse teidas de prpura y se utiliza en los cultivos celulares para identificar bacterias que causan enfermedades.
http://www.microbelibrary.org/images/keen/gramstainkeen.htm
http://learndat.tech.msu.edu/sites/default/files/showcase/Gram_stain/gramstain.html
http://pathmicro.med.sc.edu/fox/gram-st.jpg
Fijacin
Violeta cristal
Lugol
Decoloracin
Tincin de contraste con safranina
Gram positiva Gram negativa
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Bacterias gram+ (Staphilococcus aureus) y bacterias gram- (E. coli)
Pared gram-negativaPared gram-positiva
Membrana plasmtica
Membrana externa
Capa de peptidoglicano (murena)
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Otras envolturas celularesCpsula o glicoclix:En algunas bacterias. Capa ms externa de polisacridos y protenas que le confieren proteccin, adherencia y resistencia. Permite la formacin de biopelculas, comunidades de organismos que se desarrollan en ecosistemas naturales y en procesos de infeccin.
Cpsula Glicoclix Biofilm
http://goo.gl/WZjkwhttp://es.wikipedia.org/wiki/Biopel%C3%ADcula
Biopelcula de Staphylococcus aureus
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Nucleoide (o cromosoma bacteriano): molcula circular de ADN algo compactada. Sin envoltura nuclear, disperso por el citoplasma.
Plsmidos: pequeas molculas circulares de ADN con pocos genes (se pueden transferir de unas bacterias a otras). Los genes que se encuentran en los plsmidos confieren importantes propiedades a la bacteria (capacidad de conjugacin, produccin y resistencia a antibiticos, produccin de toxinas)
http://goo.gl/NuU5i
Material gentico
http://goo.gl/sfDq8
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ADN bacteriano (1,5mm de longitud)expulsado al romperse la pared de E. coli (3m)
http://www.sciencephoto.com/media/209576/view
Plsmidos extrados de E. coli
http://www.sciencephoto.com/media/209825/view
Membrana plasmtica Pared celular
Septo
Nucleoide (ADN)
Bacteria dividindose mostrando los dos nucleoides y el septo de separacin transversal (TEM)
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Ribosomas:Pequeos grnulos donde se sintetizan las protenas. Formados por dos subunidades (grande y pequea) hechas de ARNr (ARN ribosmico) y protenas. Son ligeramente menores que los de las clulas eucariotas. El tamao se mide en svedbergs (s), proporcional al tiempo de sedimentacin en una ultracentrfuga. Los ribosomas bacterianos son 70s, mientras que los eucariticos son 80s
Ribosoma completo70 s
Subunidad grande 50 s
Subunidad pequea 30 s
Citoplasma y estructuras citoplasmticas
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Apndices bacterianos:Flagelos
Flagelos, pelos y fimbrias en E. coli: http://www.sciencephoto.com/media/12641/view
Apndices escasos y largos (15-20 m). Sirven para nadar y desplazarse. Es una estructura formada por un filamento hueco, un codo y un cuerpo basal, compuesta por unas 20 protenas diferentes.
Disposicin de los flagelos y estructura: http://goo.gl/bNgfO Desplazamiento de bacterias: http://goo.gl/ibRQq
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Apndices bacterianos:
Pelos y fimbriasApndices ms cortos que los flagelos. No sirven desplazarse. Las fimbrias, muy numerosas, permiten a la clula adherirse sobre superficies. Los pelos (pilus en singular y pili en plural) son ms largos que las fimbrias y menos numerosos; se utilizan en la conjugacin bacteriana, para intercambio de plsmidos y fragmentos de cromosoma entre una clula y otra.
Fimbrias: http://www.sciencephoto.com/media/12630/view
Pelo bacteriano uniendo dos clulas en conjugacin
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Otras estructuras de la clula procariotaGrnulos e inclusiones:Con sustancias de reserva (para obtener energa y acumular nutrientes), o gas (para flotar en cianobacterias), o endosporas (estructuras muy resistentes al calor y a condiciones adversas).
http://goo.gl/KgwxHCianobacterias y vesculas de gas
Inclusiones de reservaEndosporas
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Otras estructuras de la clula procariota
Journal of Applied Microbiology
El caso del mesosoma. Detectado como pliegue interno o invaginacin de la membrana plasmtica; se le asign un papel:-en la formacin del tabique de separacin al final de la divisin celular.- como punto de anclaje del nucleoide durante la replicacin del ADN.
Hoy se sabe que se trata de una artefacto creado en el proceso de preparacin y fijacin para la microscopa electrnica.
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Representacin incorrecta de una clula procariota: 1 Cpsula, 2 Pared celular, 3 Membrana plasmtica, 4 Citoplasma, 5 Ribosoma, 6 Mesosoma (no existe en la clula viva), 7 Nucleoide (ADN), 8 Flagelo.
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Cules son las funciones de estas partes de la clula procariota?Recuerda que estas partes de la clula no estn delimitadas por membranas como en las clulas eucariotas, por lo que no podemos llamarlas orgnulos.
Membrana plasmtica
Pared celular
Pili
nucleoide
citoplasma
flagelo
Ribosomas
a) Movimiento
b) Sntesis de protenas
c) Adhesin, transferencia de ADN
d) Forma, proteccin
e) Contiene enzimas para el metabolismo
f) Regin que contiene ADN circular
g) Controla la entrada y salida de sustancias
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Cules son las funciones de estas partes de la clula procariota?Recuerda que estas partes de la clula no estn delimitadas por membranas como en las clulas eucariotas, por lo que no podemos llamarlas orgnulos.
Membrana plasmtica
Pared celular
Pili
nucleoide
citoplasma
flagelo
Ribosomas
a) Movimiento
b) Sntesis de protenas
c) Adhesin, transferencia de ADNd) Capa protectora, puede ser Gram-positiva o gram-negativa
e) Contiene enzimas para el metabolismo
f) Regin que contiene ADN circular
g) Controla la entrada y salida de sustancias
nucleoide
Membrana plasmtica
Pared celular
Pili
Ribosomas
citoplasma
flagelo
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Qu estructuras puedes identificar en esta micrografa electrnica?
(a) Una bacteria tpica con
forma de bacilo
(a) Una seccin fina de Bacillus coagulans (TEM)
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Qu estructuras puedes identificar en esta micrografa electrnicaQu estructuras puedes identificar en esta micrografa electrnica?
pili
nucleoide
ribosomas
Membrana plasmtica
Pared celular
(a) Una bacteria tpica con
forma de bacilo
(a) Una seccin fina de Bacillus coagulans (TEM)
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Los procariotas se reproducen por divisin o fisin binaria (mucho ms simple que la mitosis en eucariotas)
La bacteria tiene ADN circular
La clula crece y el anillo de ADN se replica semiconservativamente
Los anillos de ADN son llevados a lados opuestos para la divisin celular
Las nuevas clulas se denominan clulas hijas. Son clones debido a que contienen
idnticos juegos de ADN
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http://www.umd.umich.edu/casl/natsci/microbio/Micro385/animations/PopGrowth.swf
El crecimiento de la poblacin por fisin binaria ser exponencial ( la tasa de crecimiento aumenta a medida que pasa el tiempo), hasta que los recursos (nutricionales y espaciales) disminuyan o se agoten.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Curva_de_crecimiento.png
Fases del crecimiento bacteriano
Colonias de Staphylococcus aureus cultivadas en placa
de Petrihttp://www.sciencephoto.com/media/297098/view
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http://goo.gl/BL319 http://goo.gl/7bA6F
http://goo.gl/l4VGd
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Para ver ms imgenes de procariotas:
http://www.denniskunkel.com/
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