Estructura y Morfología BACTERIANA Bacteriología y Micología Veterinaria Otoño 2011 MC Gerardo Castillo

PROCARIOTAS

GENERALIDADES Bacteria: bacterium = bastón Características Procariota: pro=primitivo, karyon=núcleo Ribosoma 70S Pared bacteriana Ausencia de esteroles Ausencia de mitocondrias, RE, AG Órganos de Movilidad Cromosoma único Plásmidos Esteroles: La asociación de los esteroles con las membranas favorece su estabilización, pero las hace menos flexibles. Se ha podido comprobar que cuando se añaden esteroles a bicapas lipídicas artificiales, se hacen más compactas e impermeables frente a las membranas que sólo están compuestas de fosfolípidos. La mayor rigidez de la membrana puede ser una necesidad para los eucariotas porque la mayoría de ellos carecen de pared celular. Además, las células eucarióticas son en general considerablemente más grandes, por lo que sus membranas están sometidas a tensiones físicas muy superiores, de ahí que sea necesaria una mayor rigidez para mantener a la célula estable y funcional. Ribosomas: Todas las células, tanto eucarióticas como procarióticas, contienen ribosomas, que actúan como lugares para la síntesis de proteínas. Las células que presentan una elevada velocidad de síntesis de proteínas tienen un número mayor de ribosomas. El citoplasma de una célula procariótica contiene miles de estas pequeñísimas estructuras, que dan al citoplasma un aspecto granuloso. Los ribosomas están formados por dos subunidades, cada una compuesta por proteínas y un tipo de RNA llamado RNA ribosómico (RNAr). Los ribosomas procarióticos difieren de los eucarióticos en el número de proteínas y moléculas de RNA que contienen y son algo más pequeñas y menos densas que los ribosomas de las células eucarióticas. A causa de ello los ribosomas procarióticos se denominan ribosomas 70S y los de las células eucarióticas se conocen como ribosomas 80S. La letra S corresponde a unidades Svedberg, que indican la velocidad relativa de sedimentación durante la centrifugación a velocidad ultraelevada. La velocidad de sedimentación depende del tamaño, peso y morfología de la partícula. Las subunidades de un ribosoma 70S son una subunidad pequeña 30S que contiene una molécula de RNAr y una subunidad grande 50S que contiene dos moléculas de RNAr. Varios antibióticos, como la estreptomicina, la neomicina y las tetraciclinas, ejercen sus efectos antimicrobianos inhibiendo la síntesis de proteínas en los ribosomas. Gracias a las diferencias entre los ribosomas procarióticos y eucarióticos pueden ser destruidas las bacterias por el antibiótico sin afectar a la célula eucariótica hospedadora.

MORFOLOGÍA Tamaño: 0.2 a 3-4 µm de diámetro. Micoplasmas (pequeñas) Forma: Cocos Bacilos Espirales Filamentosas Pleomórficas Tamaño pequeño intercambio más eficiente, permite mayor velocidad metabólica

Cocos 1 plano: 2 cocos juntos: Diplococos 4-20 cocos juntos: Estreptococos 2 planos: Micrococos 3 planos: Sarcina Varios planos: Estafilococos

Bacilos Parejas: Diplobacilos Cadenas: Estreptobacilos Bacillus sp. Empalizada: Corynebacterium sp. Bacilos curvados: Vibrio sp.

Espirales Filamentosas Actinomyces sp. Espirilos: Rígida: Brachispira sp. Espiroquetas: Flexible: Leptospira sp. Filamentosas Actinomyces sp.

MORFOLOGÍA BACTERIANA Estafilococos Grampositivos Diplococos Gramnegativos Estreptococos Grampositivos Cocobacilos Gramnegativos

Diplococos Grampositivos Bacilos Grampositivos Espirilos Levaduras Espiroquetas Diplococos Grampositivos Vibrios Cápsula Bacilos Ácido Alcohol Resistentes Esporas

ESTRUCTURA Estructuras permanentes Pared celular Membrana Citoplasmática (mesosomas) Citoplasma (ribosomas, inclusiones, ADN) Estructuras variables Flagelos Fimbrias o pili Exopolisacáridos (Cápsula y glicocalix) Espora

Pared Celular Protección física. Prevención de lisis osmótica. Ausente en Micoplasmas. 10 – 40% peso bacteriano. Capa gruesa en gram positivas, en gram negativas es mucho mas delgada. Constituido principalmente por peptidoglicano o mureina. Superficie externa cubierta de proteínas Lugar de acción antibióticos β-lactámicos.

Composición Pared Celular Péptidoglicano (mureína) 2 azúcares: N-acetilglucosamina (NAG) y ácido N-acetilmurámico (NAM) (ß 1-4). Ac. Muramico: L-Alanina, D-Alanina, D-Glutámico, Lisina ( o ácidodiaminopimélico)

Diferencias entre Gram (+s) y (-s) Varias capas de peptidoglicano Acidos teicoicos, carga (-): Poliglicerol fosfato: Acidos lipoteicoicos (MC) Poliribitol fosfato: Acidos teicoicos (P) Funciones tipo adhesinas. Retienen colorante Gram (Cristal Violeta) Gram (-) Una sola capa de peptidoglicano. No se tiñen con Cristal violeta, si no con fucsina básica. En acido-alcohol resistentes, NAM es sustituido por N-glicosil muramico. Acidos micolicos

PARED CELULAR GRAM (+)

PARED CELULAR GRAM (-) PC compleja: Membrana externa con fosfolípidos – proteínas (porinas) y LPS Espacio periplasmico (periplasma: mureína y abundantes enzimas). Fina capa de peptidoglicano. Membrana citoplasmatica.

LPS (Lipopolisacarido) Potente endotoxina. Constituido por: Lipido A (porcion toxica, solo actua en lisis celular) Core (4-5 azucares) heptosas y ceto-deoxioctanoico (KDO) Antigeno “O” (clasificacion de microorganismos).

Pared Celular Gram (-)

Bacterias que no poseen pared Membrana celular mas gruesa pueden tener esteroles y lipoglicanos. Son pleiomórficos Micoplasma Archea No contiene peptidoglicano Puede ser de pseudopeptidoglicano (pseudomureina) tiñe G+ pseudomureina cubierta de proteina,tiñe G+ monocapa superficial de proteina o glicoproteina, sin pseudomureina. tiñe G- Existen Archaea sin pared

Citoplasma Gel de alta presión osmótica. Aspecto finamente granular Rico en ribosomas e inclusiones de material nutritivo. Incluye al Nucleoide y Material genético extracromosomico: plásmidos.

Nucleoide: Cromosoma único Carece de Membrana ADN doble hebra circular superenrrollado, se fija al mesósoma en la etapa previa de división celular. Se asocia a proteínas semejantes a histonas, configuración de “collar de perlas” Mantiene y conserva la estructura genetica Dirige el funcionamiento bacteriano Nucleoide:

Ribosomas Contienen todos lo componentes necesarios para la síntesis proteica Ribosoma 70S (2 subunidades 30S y 50S). Unidad Svedberg

Plasmidos Moléculas circulares de DNA Capaces de integrarse al cromosoma o replicarse de forma autónoma Relativamente pocos genes Su información no es esencial para la bacteria Plásmidos de una sola copia y plásmidos multicopia Plasmidos

Muchas bacterias Gram- Resistencia a Ap,Km,Nm,Tc R1 80 Bacterias Gram- Tipo Representante Tamaño aprox Numero de copias Hospedador Características fenotípicas Factor de fertilidad Factor F 95-100 1-3 E.Coli Salmonella Pilus sexual Plásmido R RP4 54 Muchas bacterias Gram- Resistencia a Ap,Km,Nm,Tc R1 80 Bacterias Gram- Resistencia a Ap,Km, Su,Sm Plásmidos de virulencia Ent (P307) 83 E.coli Producción de Enterotoxinas K88 Antígenos de Adhesión ColV-k30 2 sideróforos

Membrana plasmática Constituida por una bicapa fosfolipídica y proteínas. El acido graso hidrofóbico se orienta hacia el interior y el glicerol hidrofílico hacia el exterior. Carece de esteroles. Contiene las proteínas y otros componentes de la respiración celular y fosforilación oxidativa.

Permeabilidad selectiva Fotosíntesis, síntesis de componentes de la pared celular Lugar de síntesis de enzimas y proteínas. Da lugar a los mesosomas, al plegarse hacia el interior. Mesosomas: sitio de anclaje del cromosoide bacteriano a la MP, participando en la separación postreplicación.

Flagelos Apéndices filamentosos helicoidales. Movilidad bacteriana. Presentes solo en bacilos. Formado por: cuerpo basal, un gancho y un filamento externo (flagelina). Buenos inmunógenos. Antígenos flagelares se denominan antígenos “H”.

… flagelos Disposición: Rotación: Peritrica, Monotrica, Lofótrica y Anfitrica Rotación: Rotación de anillos en el cuerpo basal. Rotación antihoraria, movimiento hacia adelante: corridas. Rotación horaria ,cese del movimiento hacia adelante: vueltas Corridas/ Vueltas controladas por quimioatrayentes y repelentes

Fimbrias o pili Microfibrillas parecidas a pelos que rodean ha algunas Gram (-). Constituidas por el ensamblaje de una proteína estructural “pilina”. Posee propiedades de adhesina. Fimbrias tipo 1, que se adhieren a residuos de manosa.

… Pili sexual Son mas largos. 2 – 3 por célula. Se comportan como adhesinas. Intercambio génico entre bacterias CONJUGACION

Exopolisacáridos Cubierta de naturaleza polisacarida que rodea un bacteria. Sintetizados en MP, atraviesan PC y se establecen afuera. Se clasifican en: Capsula. Glicocalix.

… Cápsula Sustancia mucosa o viscosa. Unión firme a las bacterias Rígidas Protegen a las bacterias de la fagocitosis. Factor de virulencia. Poseen los antígenos capsulares “k”. Debido a estructura fibrilar hidratada, no se tiñen con tinciones habituales. Tinción negativa o Tinta china.

… Glicocalix Es Flexible Participa en la formación de biopeliculas. Forma colonias rodeadas de glicocalix. Protegen de fagocitosis o acción de antimicrobianos. Streptococcus mutans

Espora Dos géneros: Bacillus sp. y Clostridium sp. Se originan dentro de la célula vegetativa. Se libera por lisis celular. Se produce en condiciones adversas. Forma muy resistente