B.C. Rogelio Daniel González Cardozo Procariotas B.C. Rogelio Daniel González Cardozo

Introducción En general las células procariotas poseen una estructura más sencilla y son más pequeñas que las eucariotas. El DNA (material genético) usualmente se organiza en un solo cromosoma de ordenamiento circular y no está rodeado de una membrana.

TAMAÑO: célula eucariota - célula procariota

Ubicación de los microorganismos en la naturaleza Los cinco reinos según criterios fenotípicos (L. Margulis)

Son clasificados taxonómicamente en dos dominios Son clasificados taxonómicamente en dos dominios. En el mundo microbiano las bacterias y cianobarterias (dominio Bacteria) y las arqueobacterias(dominio Archaea) son procariontes.

CARARTERÍSTICAS Los principales rasgos distintivos de las células procariotas cuyo nombre deriva de un término griego que significa prenúcleo son los siguientes: A. El DNA no esta rodeado por una membrana y por lo general se organiza en un único cromosoma de disposición circular. B. El DNA no se asocia a histonas. C. Carecen de organelas rodeadas de membrana D. La pared celular casi siempre contiene el polisacárido complejo peptidoglucano. E. Se dividen por fisión binaria.

Los procariontes conforman un grupo muy heterogéneo de organismos unicelulares sumamente pequeños. La mayoría incluidas las cianobacterias fotosintéticas se clasifican como bacterias. Aunque las bacterias y las archaea presentan aspecto similar, su composición química es diferente.

Tamaño, Forma y Disposición de las Células Bacterianas Las millares de especies de bacterias se diferencian por diversos rasgos, como la morfología, la composición química, las necesidades nutricionales, la actividad bioquímica y las fuentes de energía utilizadas La mayoría de ellas miden entre 0,2 a 2 μm de diámetro y entre 2 y 8 μm de largo

Formas de las bacterias ESFÉRICA O ELIPSOIDAL : COCOS En general suelen ser ovalados, elongados o con uno de sus lados aplanado. Son más resistentes a los cambios adversos del ambiente como la desecación. CILÍNDRICA: BACILOS La mayoría se observan como bastones aislados. Algunos presentan aspecto de hebras de paja y otros presentan extremos afinados y se asemejan a cigarros. Otros son ovalados y se parecen mucho a los cocos por lo que recibieron el nombre de cocobacilos. Pueden tomar más fácilmente los nutrientes en solución diluida ESPIRAL: ESPIRILOS O ESPIROQUETAS Presentan una o más curvaturas y nunca son rectas. Las que presentan el aspecto de bacilos curvos se llaman vibriones, Los espirilos tienen configuración helicoidal semejante a la de un tirabuzón y cuerpos rígidos. Las espiroquetas son helicoidales y flexibles. Se propagan rápidamente

FORMA DE LAS BACTERIAS cocos bacilos espirilos

Además de estas tres configuraciones fundamentales existen células con forma de estrella, células planas y rectangulares, piriformes, discoidales, con apéndices o yemas

La forma de una bacteria está determinada genéticamente La forma de una bacteria está determinada genéticamente. Desde esta perspectiva la mayoría de las bacterias son monomorfas, es decir, conservan una configuración única. No obstante existen diversas condiciones ambientales que pueden modificar la configuración de las bacterias. Además algunas son genéticamente Pleomórficas es decir presentan configuraciones diferentes

AGRUPAMIENTOS Cocos DIPLOCOCOS. Cocos que aparecen en parejas, resultan de la división transversal según un plano ESTREPTOCOCOS. Cocos en cadenas, se dividen según un plano, pero permanecen reunidos. TETRADAS. Cocos en grupos de cuatro se dividen según dos planos que forman ángulo recto entre sí SARCINA. Cocos dispuestos en cubos (paquetes ) de 8 . resultan de la división en tres planos perpendiculares entre sí. ESTAFILOCOCOS. Cocos en racimo resultan de la división en planos desordenados.

AGRUPAMIENTOS Bacilos DIPLOBACILOS: Permanecen en pares luego de la división ESTREPTOBACILOS: cuando los bacilos forman cadenas EMPALIZADA: cuando se presentan unidos uno al lado del otro según su eje mayor Los bacilos a menudo forman cadena largas y tortuosas con cortas ramificaciones se denominan bacilos filamentosos.

Morfologías prevalentes de la cavidad bucal Estreptococos Bacilos especialmente el tipo filamentoso Diplococos El aspecto morfológico es uno de los primeros criterios a tenerse en cuenta para su identificación y clasificación

Criterios Fenotipificación Biotipificación Serotipificación Lisotipificación Genotipificación

ESTRUCTURA Pared celular Membrana citoplasmática Citoplasma o masa citoplasmática Material nuclear Cápsulas Flagelos Pili Esporas

PARED CELULAR Es una estructura compleja y semirrigida responsable de la configuración de la célula. Rodea a la frágil membrana plasmática subyacente y la protege y al interior de la célula de los cambios adversos del medio externos. Función principal: consiste en evitar la ruptura de la célula bacteriana cuando la presión intracelular es mayor que la extracelular. Contribuye al mantenimiento de la forma y sirve como anclaje para los flagelos.

COMPOSICIÓN Y CARACTERÍSTICAS La pared esta compuesta por una red macromolecular denominada PEPTIDOGLUCANO O MUREÍNA, que puede ser una estructura solitaria o combinada con otras sustancias

Está compuesto por un disacárido repetitivo unido por polipéptidos que forman un losange que rodea y protege a la totalidad de la célula. El disacárido está formado por monosacáridos denominados N-acetilglucosamina NAG y N-acetilmurámico NAM. Unidos por enlace β-1,4 Las moléculas alternas de NAM y NAG se unen para formar hileras de 10 a 65 azúcares que constituyen un esqueleto de hidrato de carbono.

Las hileras vecinas están unidas por polipéptidos Las hileras vecinas están unidas por polipéptidos. Aunque la estructura de las uniones peptídicas es variable, en todos los casos existen cadenas laterales tetrapeptídicas unidos a NAM en el esqueleto. Los aminoácidos están dispuestos en un patrón alterno de formas D y L. L-Alanina, D-Alanina, D-Glutámico, Lisina ( o ácidodiaminopimélico) Las cadenas laterales tetrapeptídicas paralelas se pueden unir directamente entre sí o mediante un puente transversal peptídico compuesto por una cadena corta de aa.

Tinción de Gram La tinción de Gram fue desarrollada por el bacteriólogo danés Hans Christian Gram en 1884 y es uno de los procedimientos de tinción más útiles porque permite clasificar las bacterias en dos grandes grupos: Bacterias Grampositivas Bacterias Gramnegativas

Pared celular de las bacterias grampositivas La pared está compuesta por varias capas de peptidoglucano que conforman una capa gruesa y rígida. La pared contiene además ácidos teicoicos, que están compuestos principalmente por un alcohol (glicerol o ribitol) y fosfato. Existen 2 clases: el ácido lipoteicoico que abarca toda la capa de peptidoglucano y está unida a la membrana plasmática y el ácido teicoico mural, que está unido a la capa de peptidoglucano

Ejemplos Genéros Bacillus, Listeria, Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus, y Clostridium.

Pared celular de las bacterias gramnegativas Está compuesta por una capa o por muy pocas capas de peptidoglucano y una membrana externa. Está unido a lipoproteínas de la membrana externa y se encuentra en el periplasma (una sustancia gelatinosa localizada entre la membrana externa y la membrana plasmática. No contiene ácidos teicoco y el hecho de que tenga escasa cantidad de peptidoglucano aumenta su susceptibilidad a la ruptura mecánica.

La membrana externa de las bacterias gramnegativas está compuesta por Lipopolisacáridos, lipoproteínas y fosfolípidos. Su intensa carga negativa dificulta considerablemente la fagocitosis y la actividad del complemento. Su permeabilidad se debe a la presencia de porinas que forman canales de membrana

Ejemplos Muchas especies de bacterias Gram-negativas causan enfermedades. Los cocos Gram-negativos (Neisseria gonorrhoeae), meningitis (Neisseria meningitidis) (Moraxella catarrhalis), entre otros. Los bacilos Gram-negativos (Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae , Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa), (Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens) y (Helicobacter pylori, Salmonella enteritidis, Salmonella typhi) (Acinetobacter baumanii).

Lipopolisacárido (LPS) Lípido A (NAG-P + grupos acilos) Núcleo del polisacárido contiene KDO (cetodesoxioctonato) otros carbohidratos (ramnosa, ácido galacturónico) usualmente específico de especies O-antigen número de repeticiones variables también contiene carbohidratos específico de cepa A menudo tóxico para animales - endotoxina Crea superficies densamente hidrofílicas

características Grampositivas Gramnegativas Reacción de Gram Retienen el cristal violeta Pueden perder el color y aceptan el colorante de contraste Peptidoglicano Capas múltiples Una sola capa Ac. teicoicos Presente Ausente Espacio periplasmático Membrana externa LPS Prácticamente nulo Elevado Lípidos y lipoproteínas Reducido Toxinas producidas Exotoxinas Endotoxinas Resistencia a la destrucción física Elevada Reducida

PARED CELULAR ATIPICA Algunas células procariotas no poseen pared o posee una pared compuesta por una cantidad muy escasa de material Comprenden miembros del género Mycoplasma y microorganismos relacionados. Los Mycoplasmas son las bacterias más pequeñas de todas las que poseen la capacidad de desarrollarse en cultivo y reproducirse en el exterior de las células vivas

Su membrana plasmática es la única que posee lípidos llamados esteroles, los que les confieran protección contra la lisis celular. Las archaea pueden estar desprovistas de pared celular o poseer una pared celular inusual compuesta por polisacáridos y proteínas pero sin peptidoglucanos. Sin embargo tienen pseudomureína

Pseudpéptidoglicano (metanogénicas) 2 azúcares: N-acetilglucosamina y ácido N-acetiltalosaminurónico (ß 1-3) Otros Methanosarcina: polisacáridos a base de glucosa, ácido glucorónico, galactosamina y acetato. Diversidad de paredes en Archaea

Pared Celular Acido-Alcohol Resistente La pared celular de estas bacterias contiene concentraciones elevadas 60% de un lípido ceroso hidrófobo (ac. Micólico) que impide la absorción de colorantes. El ácido micólico forma una cubierta por fuera de una capa delgada de peptidoglucano; y se mantienen unidos por la acción de un polisacárido.

Protoplastos: células grampositivas que han perdido su pared celular. Esferoplastos: células gramnegativas que han perdido su pared celular.

La membrana celular Funciones: Estructura: Transporte selectivo de sustratos. Participa en la generación de energía y en la división celular. Estructura: Bicapa fosfolipídica con proteínas embebidas; puede contener también hopanoides de estructura similar al colesterol. *en Archaea, membranas adaptadas a condiciones extremas - éteres de alcohol isoprenoide, algunas monocapas.

Citoplasma o masa citoplasmática Material genético ADN en bacterias ARN Plásmidos Sustancias de reserva Otros

Fimbria, Pili, Flagelo Fimbria - filamento proteico corto, involucrado en funciones de adhesión a superficies. Pelo sexual - unión a célula receptora durante la conjugación. Flagelo - filamento proteico involucrado en la motilidad.

Flagelos

Flagelos Localización y número frecuentemente usados para distinguir bacterias. Solo detectado por técnicas de tinción específicas monotrico - único flagelo polar anfitrico - uno en cada extremo lofotrico - agrupados en un extremo peritrico - todo alrededor

Funciones del Flagelo La principal función es el movimiento que permite que las células se acerquen o se alejen del medio según este les sea favorable o no. Actúan como antígeno y se los denomina antígeno H

Cápsulas Algunas bacterias segregan materiales mucosos: polisacáridos, polipéptidos y complejos de polisacáridos y proteínas (glucocálix) Cápsula: cuando el material está dispuesto de un modo compacto alrededor de la célula Capa mucosa: si el material es laxo, de modo que forma solo una capa difusa.

Otros polisacáridos extracelulares Glicocalix Cápsulas - altamente organizado Capas mucilaginosas - menos organizado Usualmente constituído por polisacáridos Funciones Protección contra defensas del huésped Protección contra desecación Protección contra virus, toxinas Adhesión a superficies

Cápsulas - funciones Adherencia a las superficies. Protegen de protozoos , de ataques por agentes antimicrobianos,etc. Protegen de la desecación en bacterias del suelo . Sirven de reserva de carbohidratos para el metabolismo subsecuente. Actúan como depósito para productos de desecho. Componen biofilms: biocorrosión, "biofouling" (bacterias, micro algas, hongos y protozoos)

Material genético - ADN ADN circular (cromosoma procariótico) Plásmidos Intercambio genético

Esporas bacterianas

Endosporas Resistencia al calor, radiación, desecación. Producidas principalmente por los géneros Bacillus y Clostridium Permite la supervivencia en ambientes desfavorables DNA protegido por ácido dipicolínico y proteínas Luego de la activación por stress, la disponibilidad de nutrientes dispara la germinación y el crecimiento La localización de la espora en la célula puede ser usada para la identificación

Inclusiones citoplasmáticas Algunas bacterias tienen estructuras internas: gránulos de almacenamiento - polifosfato, sulfuro, polihidroxibutirato (PHBs) vesículas de gas - flotación membranas fotosintética y respiratoria

GRACIAS……………………..