Universidad de Costa Rica Enfermedades Infecciosas I Generalidades de Bacterias I Dra. Edith Barrantes Departamento Clínico San Juan de Dios 2007

Morfología General Reino Monera Seres son universales Notables colonizadores Tamaño: oscila entre 1 a 10 μm (1-2 x 0,5) μm Su tamaño pequeño facilita su crecimiento rápido No se les detecta núcleo o membrana nuclear

Formas Bacterianas Cocos Bacilos Cocobacilos Fusiformes Espirilas Espiroquetas

Organización Diplococos Estreptococos Estafilococos (ej. Neisseria gonorrohea) Estreptococos (ej. Streptococcus pneumoniae) Estafilococos (ej. Staphylococcus aureus)

Célula Bacteriana Célula procariota Cubierta Apéndices Nucleoide Cápsula Pared Celular Membrana Celular Apéndices Flagelos Pilos o pillis Nucleoide Citosol Plásmidos Esporas

Composición Bioquímica Es similar a las de las células eucariotas, pero con algunos componentes únicos. Componentes principales Proteínas ARN (m, t, r) ADN Carbohidratos (CHO) Fosfolípidos

Cubierta

Cubierta La estructura compleja de la cubierta de la bacteria se adapta a múltiples funciones Funciones Lleva a cabo procesos singulares que se llevan a cabo en la célula eucariota. Sitio primario de las funciones que protegen a las células bacterianas de amenazas químicas y biológicas Permite la colonización de diversas superficies

Cubierta Permite diferenciar entre 3 grupos principales de bacterias Gramnegativas Grampositivas Bacterias sin pared (Mycoplasma sp. y Chlamydia sp)

Cápsula Tipo de gel hidrofílico, bastante grueso Difícil observación Cápsula  si forma una capa discreta Capa mucilaginosa  apariencia amorfa Proporciona apariencia lisa o rugosa a las colonias Función  protección, impide la ingestión por los leucocitos.

Cápsula del Streptococcus pneumoniae

Pared Celular Presente en todas las bacterias (excepto micoplasmas y clamidias). Posee funciones vitales: Protege contra alteraciones mecánicas. Impide lisis osmótica. Barrera contra productos químicos tóxicos y agentes biológicos. Contribuye a la colonización Protege contra fagocitosis Determina la forma celular

Tinción de Gram Método de tinción ideado por el médico danés Hans Christian Gram en 1884 Se basa en diferencias estructurales de la pared celular bacteriana Determina 2 grandes grupos Bacterias Gramnegativas (rojas) Bacterias Grampositivas (violetas)

Método de Tinción Colorante azul violeta (o Violeta de Genciana) Lugol (adhiere el colorante a la pared) Se lava la muestra con Alcohol-Acetona Colorante rojo (Safranina)

Pared Celular Grampositiva Componentes principales Proteoglicano (mureína) Ácido teitoico y lipoteitoico * (exclusivos) Otros componentes: proteínas y CHO Mureína cadenas lineales de glicano donde se alternan NAG  N-acetilglucosamina NAM  Ácido N-acetilmurámico

Pared Celular Grampositiva Saco de mureína rodea la célula como un armazón. Los componentes de la mureína le confiere resistencia a la mayoría de enzimas de los mamíferos. Las enzimas que sintetizan la mureína durante el crecimiento son el blanco terapéutico de algunos antimicrobianos. La pérdida de la pared celular induce a la lisis

Pared Celular Grampositiva Los ácidos teitoico y lipoteitoico promueven la adhesión y fijación de la pared a la membrana Diversos agentes grampositivos tienen distintos ácidos teitoicos Polisacáridos, proteínas (prot M, adhesinas) promueven la colonización y permite la adhesión a nuevas superficies.

Estructura de la Pared Celular Grampositiva

Pared Celular Gramnegativa Escasa semejanza química con la pared celular grampositiva. Saco de mureína + membrana externa Escasa mureína embebida en el gel periplámico. Saco de mureína da forma y resguarda integridad celular. Formación de esferoplastos

 Pared Celular Gramnegativa Periplasma Membrana externa Entre la membrana celular y la membrana externa (exclusiva de las gramnegativas) Membrana externa Doble capa de fosfolípidos Capa interna  fosfolípidos comunes Capa externa  lipopolisacárido (LPS), Endotoxina [Alta toxicidad para humanos] 

Pared Celular Gramnegativa Funciones de la membrana externa Formar periplasma que retiene enzimas digestivas y protectoras, y proteínas Presentar superficie externa con carga negativa Barrera permeable contra barreras peligrosas

Pared Celular Gramnegativa LPS Lípido A * (parte tóxica) Polisacárido nuclear Cadenas laterales de polisacárido antigénico O Transporte activo y las porinas vencen la impermeabilidad de la membrana externa

Pared Celular Gramnegativa La lipoproteína une el saco de mureína a la membrana externa Membranas interna y externa pueden mostrar adherencia en ciertos sitios

Estructura de la Pared Celular Gramnegativa (Mureína) Estructura de la Pared Celular Gramnegativa

Rojo  Membrana Celular Negro  Peptidoglicano Verde  Membrana Externa

Membrana Celular Bicapa de fosfolípidos y proteínas (70% peso) que casi siempre carece de esteroles Funciones Síntesis (ADN, polímeros de la pared y lípidos) Homeostasis Secreción (exopreoteínas, ej. Exotoxinas y enzimas hidrolíticas) Transporte de electrones División celular Quimiotaxis

Membrana Celular Equivalente funcional de organelos eucariotas

Anexos

Flagelos Estructuras proteícas que giran y permiten desplazamiento Filamento está formado por flagelina Distribución Contorno celular En un polo celular Ambos extremos celulares Si poseen muchos flagelos se produce el swarming

Dispositivo flagelar gramnegativo

Distribución de los Flagelos

Fimbrias o pilli Proyecciones vellosas proteicas similares a los vellos. Constituidos por pilina Función adherencia Tipos Comunes  cubren la superficie celular, adhesinas que facilitan la colonización Sexuales  en “bacterias macho” gramnegativas permite intercambio genético, sólo 1 por célula. Proporciona resistencia.

Pili Sexual

Interior de la Célula

Citosol Limitado por la membrana celular Apariencia granular Contiene ribosomas La mayoría de reacciones metabólicas de la célula se llevan a cabo aquí Puede presentar gránulos de reserva

Nucleoide Contiene genoma bacteriano Cromosoma único Doble cadena de ADN circular superenrollado Carece de membrana nuclear Puede unirse a la membrana celular Puede haber más de un cuerpo nuclear, dependiendo de la tasa de crecimiento

Plásmidos Moléculas pequeñas y circulares de ADN de doble cadena Funciones Codifican enzimas protectoras, Determinates de virulencia Autotransmisibles Papel importante en la resistencia a antimicrobianos

Esporas

Endosporas Formas de latencia, deshidratadas y pequeñas En respuesta a limitación de nutrientes Bacilos grampositivos No es una estructura reproductiva Puede persistir por tiempos prolongados

Endosporas Esporulación  proceso de formación Germinación  producción de célula bacteriana a partir de una espora (idéntica a las que realizan la esporulación) Resistencia es debida a su estado deshidratado, el dipiconato de calcio y recubrimientos especializados.

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“Sólo con el corazón se puede ver bien. Lo esencial es invisible a los ojos” Antoine de Saint-Exupéry