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Células eucariontes y procariontes.Estructuras importantes en ambos tipos celulares a.-Pared celular:en los procariontes, esta es una estructura rígida.

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1 Células eucariontes y procariontes.Estructuras importantes en ambos tipos celulares a.-Pared celular:en los procariontes, esta es una estructura rígida que envuelve la membrana citoplasmática y es responsable de la forma de la célula y de su protección contra la lisis osmótica.Muchas células eucariontes tienen pared celular, como las algas y las plantas. b.-Membrana citoplasmática : barrera de permeabilidad,constituida por una capa doble de fosfolípidos y proteínas. c.-Ribosomas : lugar de síntesis proteica. Formados por proteínas y ARN.En los eucariontes los ribosomas son mayores y más densos.

2 d.-Región nuclear : en célula procarionte se denomina nucleoide,presenta una única molécula larga y circular de ADN doble.el cromosoma bacteriano está ligado a la membrana plasmática,no contiene histonas y no se encuentra rodeado por una membrana nuclear.En las células eucariontes, se observa un núcleo verdadero.

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4 Bacterias Se han descrito miles de especies de bacterias,tanto patógenas como benéficas. Son los seres vivos más pequeños y más simples desde el punto de vista estructural. La ausencia de compartimentos separados por membranas hace que los metabolitos difundan por el citoplasma. A pesar de su simplicidad estructural, las bacterias son seres complejos y diversificados desde un punto de vista bioquímico,lo que ha permitido su adaptación a las más variadas condiciones de vida.

5 Formas bacterianas La mayor parte de las bacterias adoptan formas características, aunque en ocasiones la configuración puede verse influida por las condiciones del medio de cultivo. Son unicelulares, pero también aparecen agrupadas cuando se mantienen unidas tras la bipartición. Entre las formas más comunes destacan las siguientes:

6 Formas bacterianas

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8 Cocos : * Cocos, de aspecto redondeado, que aparecen aislados o en grupos de dos: diplococos, otras veces forman cadenas arrosariadas: estreptococos, grupos arracimados: estafilococos, o masas cúbicas: sarcinas. Esta diversidad depende de que la división de las células se dé a lo largo de uno, dos o tres ejes. Las bacterias con forma de cocos tienen una relación superficie/volumen mínima, son bacterias con poca relación con el exterior, muy resistentes y se transmiten por el aire. Son pequeñas y exigentes con el medio de cultivo. Suelen ser patógenas: Streptococcus, Staphylococcus, etc.

9 * Bacilos, alargados y cilíndricos, en forma de bastón; a veces se presentan en cadenas lineales o ramificadas. Presentan mayor relación superficie/volumen que los cocos y obtienen nutrientes con mucha mayor efectividad, por lo que pueden vivir en lugares pobres en nutrientes (vías urinarias, agua....). Por el contrario, son menos resistentes, susceptibles a los cambios ambientales y no pueden transmitirse por el aire, sólo lo hacen por líquidos o superficies húmedas. Los más grandes (Baccillus y Clostridium) desarrollan endosporas para resistir los períodos de condiciones precarias.

10 * Espirilos, con forma de hélice o espiral; las espiroquetas tienen un aspecto similar, pero con la espiral más acusada. Las formas espirales se mueven en medios viscosos avanzando en tornillo. Su diámetro es muy pequeño, lo hace que puedan atravesar las mucosas; por ejemplo: Treponema pallidum, causante de la sífilis. Son más sensibles a las condiciones ambientales que los bacilos, por eso cuando son patógenas se transmiten por contacto directo (vía sexual) o mediante vectores, normalmente artrópodos hematófagos.

11 * Vibrios, que son muy cortos y curvados, en forma de coma. Ejemplo: Vibrio cholerae.

12 FUNCIONES DE NUTRICIÓN EN LAS BACTERIAS La mayor parte de las bacterias son heterótrofas y deben tomar el alimento orgánico sintetizado por otros organismos. La obtención del alimento la hacen por diversos caminos: * Las bacterias de vida libre suelen ser saprófitas, viven sobre materia orgánica muerta. * Muchas viven en relación estrecha con otros organismos. De ellas, la mayoría son comensales y no causan daños ni aportan beneficios a su huésped; algunas son parásitas (producen enfermedades) y otras son simbiontes.

13 Otras bacterias son autótrofas y utilizan compuestos inorgánicos para su nutrición. Independientemente del tipo de nutrición, las bacterias pueden necesitar el oxígeno atmosférico (bacterias aerobias) o no (bacterias anaerobias). Para algunas bacterias anaerobias el oxígeno es un gas venenoso (anaerobias estrictas), otras lo utilizan cuando está presente, aunque pueden vivir sin él (anaerobias facultativas).

14 Estructura de una célula bacteriana

15 Elementos distintivos

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18 Mesosoma : pliegue que presenta la membrana plasmática hacia el interior de la célula bacteriana.

19 Laminillas o lamelas: Se trata de pliegues membranosos que se extienden desde la membrana plástica hacia el interior (abiertos: no forma compartimentos). Su función puede ser muy diversa dependiendo de el organismo que se trate, como por ejemplo: presentar pigmentos relacionados con la fotosíntesis (bacteriorodopsina o bacterioclorofíla) o partículas captadores de nitrógeno molecular, etc.).

20 Bacterias gram positivas y gram negativas En las bacterias, la pared celular ha servido como criterio de clasificación. En 1884, el bacteriólogo danés Christian Gram desarrolló un método para observar bacterias al microscopio óptico empleando una tinción específica (cristal violeta). Las Gram positivas, se tiñen.Las gram negativas,no se tiñen.

21 La pared de las gram positivas está formada por peptidoglicano y ácido teitoico. La capa de peptidoglicano confiere una gran resistencia a la bacteria y es responsable de retener el tinte. La pared de las gram negativas tienen una capa de peptidoglicano pero más delgada, lo que deja escapar el tinte.

22 Comparación de las envolturas celulares bacterianas

23 Gram positivas: 1.-membrana citoplasmática 2.-peptidoglicano 3.-fosfolípido 4.-proteínas 5.-ácido lipoteitoico Gram negativas: 1.-membrana citoplasmática 2.-espacio periplasmático 3.-membrana externa 4.-fosfolípidos 5.-peptidoglicano 6.-lipoproteína 7.-proteínas 8.-lipopolisacáridos 9.porinas

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26 Ejemplo de bacterias gram-positiva: Streptococcus pneumoniae

27 Ejemplo de bacteria Gram-negativa: Vibrio cholerae

28 Cápsula bacteriana En numerosas bacterias se forma en la parte externa de la pared una cápsula viscosa compuesta por sustancias glucídicas.Esta envoltura, que se presenta en casi todas las bacterias patógenas, las protege de la desecación y de la fagocitosis por los leucocitos del hospedador, así como del ataque de los anticuerpos,lo que aumenta la virulencia de las bacterias encapsuladas.

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32 Reproducción de las bacterias Las bacterias se reproducen por simple división o fisión binaria. Durante este proceso, las células duplican su ADN y luego lo reparten equitativamente entre las células hijas, junto con los diferentes componentes celulares. La cantidad de bacterias presentes en un medio determinado, donde existan condiciones óptimas de nutrientes,temperatura,luminosidad,entre otros factores,puede aumentar con el tiempo en forma exponencial. La mayoría de las bacterias se divide, generalmente,en menos de una hora cuando se encuentran en condiciones óptimas.

33 Reproducción de las bacterias

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35 Fisión binaria Comienza con la replicación del ADN que consta de una sola molécula circular.Luego se ancla a la membrana plasmática en los polos de las células. La fisión binaria depende de la proteína FtsZ que forma un anillo en el ecuador de la célula y reclutan a las demás proteínas que dirigen el crecimiento de la pared celular y de la membrana plasmática hacia el interior. La proteína FtsK coordina la separación de las células hijas(citocinesis).

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37 El ADN bacteriano tiene tasas de mutación elevadas.De esta manera, la rápida reproducción bacteriana da amplias oportunidades para que se produzcan nuevas cepas capaces de desarrollar resistencia a antibióticos y les ayuda a proliferar en una gran variedad de ambientes.

38 Crecimiento bacteriano Si se observa el crecimiento de bacterias en un cultivo,se obtiene una curva en la que se pueden reconocer diferentes etapas o fases: (1) Fase de latencia: período en que las bacterias se están adaptando a las condiciones ambientales para iniciar su crecimiento,lo que requiere de la síntesis de nuevas proteínas y enzimas. (2) Fase exponencial: multiplicación acelerada de las bacterias,debido a que las condiciones del medio son óptimas. (3) Fase estacionaria: el crecimiento de la población bacteriana experimenta una reducción debido al agotamiento de los nutientes y por la acumulación de desechos metabólicos producidos por las propias bacterias. (4) Fase de declinación : aumento sostenido de la mortalidad de la población, lo que determina su extinción.

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40 Transferencia de material genético en bacterias Transferencia de material genético por inserción en una célula receptora de un fragmento de ADN genéticamente diferente.Existen distintos mecanismos.

41 Implica la inserción de fragmentos de ADN libre, provenientes de otras bacterias destruidas.

42 Se transfieren ciertos genes, desde una bacteria a otra, a través de un puente proteico llamado Pili. Puede ser plasmidial o cromosomal.

43 El fragmento de ADN se transfiere mediante la participación de un virus.

44 Bacterias beneficiosas las bacterias son más beneficiosas que perjudiciales para las personas. Sólo una muy pequeña parte de las bacterias son patógenas para el hombre. El resto pueden ser indiferentes o beneficiosas.

45 Industria alimentaria. Varios alimentos y bebidas se producen utilizando la fermentación producida por ciertas bacterias. Ej. Producción de yogurt, quesos, aceitunas. Control de plagas. Se pueden utilizar para introducir en las plantas genes de otras bacterias que sintetizan toxinas que las defienden de sus enemigos naturales (por ejemplo los insectos), así obtenemos plantas resistentes a ciertas plagas.

46 Descontaminación biológica. Hay bacterias que se utilizan en el tratamiento de aguas residuales, para la descomposición de desechos sólidos. Flora bacteriana. En el cuerpo humano se encuentran bacterias muy beneficiosas dentro del intestino (Bacteroides, Lactobacillus) que, a cambio de comida y un lugar donde vivir, sintetizan para nosotros vitamina K, vitamina B12, que son elementos esenciales para la vida humana.

47 También hay bacterias que defienden al ser humano de las agresiones de las bacterias patógenas, pues invaden el organismo y no dejan sitio para que las dañinas entren e infecten. En este caso, se dice que actúan como un escudo protector.

48 La fijación del nitrógeno en las plantas leguminosas es debida a la simbiosis de unas bacterias (Agrobacterium, Rhizobium, Bradirhizobiun) con la misma planta. Esta simbiosis consiste en que la planta le da alimento a la bacteria, y la bacteria le da el nitrógeno que requiere la planta. Luego, Las personas se alimentan de las legumbres que se han enriquecido con ese nitrógeno tan necesario para el ser humano.

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50 En Medicina, utilizamos las bacterias para producir antibióticos (bacitracina, polimixina) o transformamos genéticamente ciertas especies como Escherichia coli y Bacillus antracis, para que fabriquen elementos imprescindibles para remediar ciertas enfermedades como la diabetes (insulina).

51 Biotecnología y bacterias

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