PARED BACTERIANA Morfología Pared de bacterias grampositivas Pared de bacterias gramnegativas Pared de bacterias A.A.R Bacterias sin pared Roman Yesid Ramírez Docente Bacteriología

ESTRUCTURA CELULA PROCARIOTA

PARED BACTERIANA Cubierta rígida que rodea el protoplasma Cubierta rígida que rodea el protoplasma Poseen todas las bacterias excepto: Poseen todas las bacterias excepto: Micoplasmas Micoplasmas Thermoplasma Thermoplasma Formas L Formas L Espesor entre 10 a 80 nm (8 nm memb) Espesor entre 10 a 80 nm (8 nm memb) 20% del peso seco de la bacteria 20% del peso seco de la bacteria Clasificación de las bacterias según afinidad tintorial en Gram (+) o (-) Clasificación de las bacterias según afinidad tintorial en Gram (+) o (-) Protección ante cambios de presión osmótica Protección ante cambios de presión osmótica

PARED BACTERIANA Composición Pared de bacterias Gram +

PARED BACTERIANA Composición 1. Peptidoglicano 2. Matriz (polímeros) 2.1 Ácidos teicoicos 2.2 Ácidos teicurónicos 2.3 Ácidos lipoteicoicos 3. Proteínas Asociadas a Membrana

Lisozima 1. PEPTIDOGLICANO Peptido + glicano (1 Tetrapéptido + 1 Disacárido) x NAG --ß1  4--NAM L-ala---D-glu---m-diaminopimélico---D-ala +

PEPTIDOGLICANO Forman monocapas (1 nm) Forman monocapas (1 nm) Existe entrecruzamientos tanto entre cadenas adyacentes en el mismo nivel como entre niveles distintos. Existe entrecruzamientos tanto entre cadenas adyacentes en el mismo nivel como entre niveles distintos. Resultado: Red tridimensional gruesa y más compacta que en Gram (-) Resultado: Red tridimensional gruesa y más compacta que en Gram (-) El grado de compacidad varía entre especies, y depende de: El grado de compacidad varía entre especies, y depende de: Nº de NAM que contengan tetrapétidos que participen en entrecruzamientos Nº de NAM que contengan tetrapétidos que participen en entrecruzamientos longitud del puente peptídico longitud del puente peptídico Ello condiciona a su vez la intensidad de la gram- positividad en la tinción de Gram. Ello condiciona a su vez la intensidad de la gram- positividad en la tinción de Gram.

ESQUEMA ESTRUCTURAL BASICO PARED GRAMPOSITIVAS

En detalle …

FUNCIONES DEL P.G Gran rigidez  contrarresta las fuerzas osmóticas (aguanta presiones de unas 5 a 15 atmósferas). Gran rigidez  contrarresta las fuerzas osmóticas (aguanta presiones de unas 5 a 15 atmósferas). Notable flexibilidad Notable flexibilidad Condiciona la forma celular Condiciona la forma celular La disposición espacial del P.G es la responsable principal de esta forma. La disposición espacial del P.G es la responsable principal de esta forma. Cocos Cocos Bacilos Bacilos Bacterias en espiral Bacterias en espiral

2. MATRIZ 2.1 Ácidos teicoicos

Ácidos teicoicos Presentes en muchas bacterias Gram+, pero no en todas. Presentes en muchas bacterias Gram+, pero no en todas. Son polímeros de glicerol-fosfato o ribitol-fosfato Son polímeros de glicerol-fosfato o ribitol-fosfato Pueden ser de hasta 30 unidades. Pueden ser de hasta 30 unidades. Están unidos covalentemente al peptidoglucano Están unidos covalentemente al peptidoglucano Es variable según las especies Es variable según las especies No se sintetizan en limitación de fosfato No se sintetizan en limitación de fosfato limitación de fosfato se sintetizan  2.2 ácidos teicurónicos (atu) limitación de fosfato se sintetizan  2.2 ácidos teicurónicos (atu) Los atu son polímeros formados por la alternancia de ácidos urónicos Los atu son polímeros formados por la alternancia de ácidos urónicos

2.3 Ácidos lipoteicoicos Presentes en todas las bacterias Gram + Presentes en todas las bacterias Gram + Aun en condiciones de carencia de fosfato Aun en condiciones de carencia de fosfato Variación de los Ac. Teicóicos (ácidos glicerol-teicoicos) Variación de los Ac. Teicóicos (ácidos glicerol-teicoicos) Se encuentran unidos a la membrana citoplásmica.* Se encuentran unidos a la membrana citoplásmica.* Su extremo terminal queda expuesto al exterior Su extremo terminal queda expuesto al exterior Suministran especificidad antigénica Suministran especificidad antigénica

Funciones de los polímeros de la matriz Suministrar una carga neta (-) a la PC Suministrar una carga neta (-) a la PC Para que? Para que? Captar cationes (Mg ++ ) que participan en actividades enzimáticas de la membrana citoplásmica o del espacio periplásmico. (morfogénesis y división de la PC) Captar cationes (Mg ++ ) que participan en actividades enzimáticas de la membrana citoplásmica o del espacio periplásmico. (morfogénesis y división de la PC) Son buenos antígenos: Ag somático O de las bacterias Gram-positivas. Son buenos antígenos: Ag somático O de las bacterias Gram-positivas. En algunas bacterias actúan como receptores específicos para la adsorción de ciertos bacteriófagos. En algunas bacterias actúan como receptores específicos para la adsorción de ciertos bacteriófagos.

PARED DE BACTERIAS GRAMNEGATIVAS

PARED DE BACTERIAS GRAMNEGATIVAS Componentes 1. Membrana externa 2. Lipoproteínas 3. Espacio periplásmico 4. Peptidoglicano 5. Membrana Interna

PARED DE BACTERIAS GRAMNEGATIVAS Componentes

1. MEMBRANA EXTERNA Bicapa lipídica no típica exclusiva de bact gram(-) Bicapa lipídica no típica exclusiva de bact gram(-) Características: Características: Altamente asimétrica Altamente asimétrica 60% de proteínas y un 40% lipopolisacárido – LPS - (exclusiva de esta membrana externa) 60% de proteínas y un 40% lipopolisacárido – LPS - (exclusiva de esta membrana externa) M ext.  LPS y M int.  LPP M ext.  LPS y M int.  LPP

Membrana externa Composición química y estructura COMPONENTES 1.1 Fosfolípidos (FL): La composición en FL es similar a la de la membrana citoplásmica. 1.1 Fosfolípidos (FL): La composición en FL es similar a la de la membrana citoplásmica. 1.2 Lipopolisacárido (LPS): también conocida con el nombre de endotoxina 1.2 Lipopolisacárido (LPS): también conocida con el nombre de endotoxina Glucolípido complejo compuesto de 3 regiones Glucolípido complejo compuesto de 3 regiones Lípido A: porción más proximal, de carácter hidrofóbico Lípido A: porción más proximal, de carácter hidrofóbico Región intermedia: llamada oligosacárido medular Región intermedia: llamada oligosacárido medular Región distal (cadena lateral específica) antígeno somático O (hidrofílico) Región distal (cadena lateral específica) antígeno somático O (hidrofílico)

LPS Composición química y estructura Lípido A (Región proximal) Región intermedia Región distal

PAPELES Y FUNCIONES DEL LPS Papel estructural: Le da menor fluidez y mayor resistencia física (Lípido A) Papel estructural: Le da menor fluidez y mayor resistencia física (Lípido A) Poco permeable a muchas moléculas hidrofóbicas incluyendo antibióticos. Poco permeable a muchas moléculas hidrofóbicas incluyendo antibióticos. Se une a cationes divalentes (como Mg +2 o Zn +2 ) Se une a cationes divalentes (como Mg +2 o Zn +2 ) Endotoxina de las bacterias Gram-negativas (Lípido A) - productor de síntomas – Endotoxina de las bacterias Gram-negativas (Lípido A) - productor de síntomas – Efectos beneficiosos: Estimula algunos mecanismos defensivos del hospedador. (C´) Efectos beneficiosos: Estimula algunos mecanismos defensivos del hospedador. (C´) Antígeno somático O: Especificidad y virulencia Antígeno somático O: Especificidad y virulencia

1.3 Proteínas de Memb. Ext. Están intercaladas en la membrana Están intercaladas en la membrana Funciones: Funciones: Estabilidad a la memb Estabilidad a la memb Transp de moléculas Transp de moléculas Receptores de fagos Receptores de fagos Varias clases, mas importantes: Varias clases, mas importantes: PORINAS: PORINAS: Forman trímeros con canales interiores Forman trímeros con canales interiores Atraviesan la membrana de lado a lado Atraviesan la membrana de lado a lado Permiten el paso de sustancias en relación al tamaño de los canales ( moléculas entre 500 y 700 D). Permiten el paso de sustancias en relación al tamaño de los canales ( moléculas entre 500 y 700 D).

2 Lipoproteína Función estructural Función estructural Estabiliza el complejo peptidoglucano – m.ext Estabiliza el complejo peptidoglucano – m.ext LPP

3. EL ESPACIO PERIPLÁSMICO Se sitúa entre la memb int. y la memb citop. Se sitúa entre la memb int. y la memb citop. Volumen  representa un % del volumen celular total. Volumen  representa un % del volumen celular total. Ppal función: Osmorregulación (Olig Der Mem) alta osmolaridad y baja osmolaridad. Ppal función: Osmorregulación (Olig Der Mem) alta osmolaridad y baja osmolaridad. Contenido: “gel periplásmico” Contenido: “gel periplásmico” RNasa y fosfatasa  digieren moléculas que por sí mismas no pueden pasar al citoplasma. RNasa y fosfatasa  digieren moléculas que por sí mismas no pueden pasar al citoplasma. Penicilinasa: Evitan la destrucción de PG Penicilinasa: Evitan la destrucción de PG Proteínas de transporte de nutrientes (p. ej., de maltosa) Proteínas de transporte de nutrientes (p. ej., de maltosa) Proteínas de unión a estímulos químicos. Proteínas de unión a estímulos químicos. Proteínas implicadas en el transporte de electrones (en bacterias desnitrificantes y quimiolitoautotrofas) Proteínas implicadas en el transporte de electrones (en bacterias desnitrificantes y quimiolitoautotrofas)

4. PEPTIDOGLICANO

50%

4. PEPTIDOGLICANO En el enlace que se da entre tetrapéptidos, participan solamente el 50% de ellos. En el enlace que se da entre tetrapéptidos, participan solamente el 50% de ellos. El resultado: El resultado: capa simple de PG (de 1 nm de espesor) capa simple de PG (de 1 nm de espesor) A modo de malla floja A modo de malla floja Con grandes poros (zonas donde no hay enlaces peptídicos). Con grandes poros (zonas donde no hay enlaces peptídicos). En el gram: En el gram: El alcohol acetona produce una deshidratación que tiende a contraer la estructura del PG, pero los poros son grandes  la violeta sale y la bacteria se tiñe con el colorante de contraste (Fucsina o safranina) El alcohol acetona produce una deshidratación que tiende a contraer la estructura del PG, pero los poros son grandes  la violeta sale y la bacteria se tiñe con el colorante de contraste (Fucsina o safranina)

MEMBRANA INTERNA O CITOPLASMATICA Es igual a la de cualquier célula o bacteria grampositiva. Es igual a la de cualquier célula o bacteria grampositiva.

DIFERENCIA PARED DE BACTERIAS GRAM(-) Y GRAM(+)

PARED CELULAR DE LAS BACTERIAS ÁCIDO ALCOHOL RESISTENTES Son una variante de la pared de grampositivas Son una variante de la pared de grampositivas Pared celular muy compleja con abundantes lípidos. Pared celular muy compleja con abundantes lípidos. No se tiñen bien con el colorante de Gram No se tiñen bien con el colorante de Gram Composición química: Composición química: Peptidoglucano especial (la diferencia  NAM por N-glucolil-murámico) Peptidoglucano especial (la diferencia  NAM por N-glucolil-murámico) un arabinogalactano de gran peso molecular. un arabinogalactano de gran peso molecular. ácidos micólicos ácidos micólicos Lípidos superficiales Lípidos superficiales

Lípidos superficiales constituyentes de la pared de las bacterias A.A.R Micolatos de trehalosa: Constituyen el llamado factor de crecimiento en cuerdas (cord factor)  responsables de la agregación de las bacterias en forma de “cuerdas” (factor de virulencia) Micolatos de trehalosa: Constituyen el llamado factor de crecimiento en cuerdas (cord factor)  responsables de la agregación de las bacterias en forma de “cuerdas” (factor de virulencia) Sulfolípidos de trehalosa: Importantes factores de virulencia. En M. tuberculosis funcionan como evasinas (evade la acción de los MØ inhibiendo la formación del fagolisosoma) Sulfolípidos de trehalosa: Importantes factores de virulencia. En M. tuberculosis funcionan como evasinas (evade la acción de los MØ inhibiendo la formación del fagolisosoma) Micósidos: Factores de virulencia Micósidos: Factores de virulencia Ceras: Unión de ácidos micólicos con ftioceroles Ceras: Unión de ácidos micólicos con ftioceroles Propiedades que le confieren: Propiedades que le confieren: Gran impermeabilidad de la P.C Gran impermeabilidad de la P.C Gran resistencia a la desecación Gran resistencia a la desecación Gran resistencia a sustancias antibacterianas Gran resistencia a sustancias antibacterianas

BACTERIAS SIN PARED Son bacterias pequeñas Son bacterias pequeñas Características Características Pleomórficas Pleomórficas Gran plasticidad Gran plasticidad Afinidad por las membranas celulares Afinidad por las membranas celulares Sensibilidad a la lisis osmótica Sensibilidad a la lisis osmótica Resistencia a los AB que actúan sobre la pared Resistencia a los AB que actúan sobre la pared Existen como bacterias sin pared (Micoplasmas) o como bacterias que han perdido su pared (formas L, protoplastos o esferoplastos.) Existen como bacterias sin pared (Micoplasmas) o como bacterias que han perdido su pared (formas L, protoplastos o esferoplastos.)

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