Iesrp.edu.pe. 01 INTRODUCCIÓN A LA BACTERIOLOGÍA Blga. Mblga. Mariciell L. Gonzales Ticona.

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2 01 INTRODUCCIÓN A LA BACTERIOLOGÍA Blga. Mblga. Mariciell L. Gonzales Ticona

3 02 Descubiertas por Anton Van Leeuwenhoek (1674). Células microscópicas que se miden en micras (u). Mayoría presentan pared celular compuesta de peptidoglucano (polímero de proteínas y carbohidratos). Reproducción por fisión binaria (asexual). Material genético encontrado en plásmidos. Algunas poseen cápsula. Pueden formar colonias. BACTERIAS

4 03 ULTRAESTRUCTURA BACTERIANA Estructuras citoplasmáticas: ADN cromosómico, ARNm, ribosomas y metabolitos. Envoltura Celular: Cápsula, matriz exopolisacarida Membrana Externa(solo Gram-) Pared Celular Espacio Peri plásmico (solo Gram) Membrana Citoplasmática Otras estructuras: Flagelos, Pili, Fimbrias RECORDAR! Cromosoma Bacteriano: ADN doble cadena circular y super enrollado que se encuentra en el nucleoide. Tiene función de replicación, recombinación y expresión de genes

5 04 ULTRAESTRUCTURA BACTERIANA a)Pared celular b)Membrana celular c)Mesosomas d)Citoplasma o citosol e)Ribosomas f)Genoide o nucleoide g)Cápsula h)Polirribosomas i)Espora j)Flagelo k)Fimbria l)Pili m)Inclusiones

6 05 CLASIFICACIÓN POR SU PARED CELULAR

7 06 CLASIFICACIÓN POR SU FORMA Mycobacterium tuberculosis Bacillus anthracis Staphylococcus aureus B. Burgdorferi (Borrellia --> Lyme disease) COCOS BACILOS ESPIRILOS

8 AGRUPACIONES BACTERIANAS 07

9 APÉNDICES ESPECIALES 08 Flagelos (locomoción) Fimbrias o pilis comunes (adherencia) Pilis sexuales (intercambio material genético)

10 APÉNDICES ESPECIALES 09 FLAGELOS Localización y número de flagelos para distinguir a las bacterias. Monotrico: único flagelo polar Anfitrico: un flagelo en cada extremo de cuerpo bacteriano Lofotrico: flagelos agrupados en un extremo del cuerpo bacteriano Peritrico: flagelos en todo el cuerpo bacteriano

11 10 ESPORAS (DEFENSA)

12 11

13 12 CÁPSULA

14 13 Klebsiella pneumoniae Staphylococcus aureus Pseudomona aeruginosa

15 14 PARED CELULAR Determina forma celular Protege depresión osmótica Permite clasificación bacteriana Participa en patogenicidad Importante Antígeno de superficie Es blanco de antibióticos Contiene peptidoglicano 1.Membrana citoplasmática 2.Peptidoglicano 3.Fosfolípidos 4.Proteínas 5.Ácido lipoteicoico 1.Membrana citoplasmática (membrana interna) 2.Espacio periplasmático 3.Membrana exterior 4.Fosfolípidos 5.Peptidoglicano 6.Lipoproteína 7.Proteínas 8.Lipopolisacáridos 9.Porinas Bacteria Gram positiva Bacteria Gram negativa

16 15 PARED CELULAR Péptidoglicano (mureína) 2 azúcares: N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico y 4 aminoácidos: L-Alanina D-Alanina D-Glutámico Lisina (o ácido diaminopimélico) Estructura Lámina fina de cadenas de azúcares conectadas por puentes de aminoácidos.

17 16 MEMBRANA CITOPLASMÁTICA Bicapa fosfolipídica con proteínas incrustadas. No contiene Esteroles Modelo Mosaico Fluido De Singer y Nicholson FUNCIONES 1. Permeabilidad selectiva y transporte de solutos 2. Transporte de electrones y fosforilación oxidativa en especies aerobias 3. Excreción de exoenzimas hidrolíticas 4.Transporte de enzimas y moléculas que participan en la biosíntesis de DNA, polímeros de la pared celular y lípidos de la membrana. 5.Portar receptores y otras proteínas quimiotácticas y otros sistemas sensoriales de transducción. Permeabilidad de transporte. 1.Transporte pasivo 2.Transporte activo Transporte acoplado con iones: transporte simple (uniport), transporte paralelo (symport) y transporte antiparalelo (antiport). Transporte ABC 3. Translocación de grupo 4. Procesos especiales de transporte

18 17

19 18 MEMBRANA CITOPLASMÁTICA

20 19 LIPOPOLISACÁRIDOS DE MEMBRANA

21 20 CITOPLASMA Localiza dentro de membrana citoplasmática Carece de Plástidos Autónomos: Mitocondrias y Cloroplastos Carece de retículo Endoplásmico y aparato reticular de Golgi PRESENTAN: a)Gránulos de reserva  Poli ß Hidroxibutírico (Fuente de C.)  Volutina o Metacromático (Fuente de Fosfato)  Glicógeno b)Ribosoma 70 S 30S –16S + 21 Proteína (35%) 50S 26S 5S5S + 32 Proteínas

22 21 BLANCO DE ACCIÓN DE ANTIBIÓTICOS

23 22

24 23 MECANISMOS DE RESISTENCIA ANTIBIÓTICA Inhibición enzimática Alteración del blanco ribosomal Modificación de la permeabilidad de la pared Extracción del antibiótico Alteración de los sistemas de transporte Modificación de los precursores de la pared Mutación de las enzimas Cambio de la estructura de las proteínas blanco

25 24 CLASIFICACIÓN SEGÚN SU METABOLISMO Y NUTRICIÓN Se dividen de acuerdo a de dónde obtienen la energía y, por otro lado, de dónde viene el carbono (nutrientes). FotolitoautótrofasQuimiolitoautótrofasQuimioorganoheterótrofasFotoorganótrofas Son aquellas bacterias que obtienen la energía de la luz mediante un proceso de fotosíntesis y su fuente de nutrientes es el dióxido de carbono. Las quimiolitoautótrofas obtienen la energía de la degradación de compuestos inorgánicos y su fuente de nutrientes es el dióxido de carbono. Son las bacterias que, a partir de la degradación de materia orgánica, obtienen tanto la energía como los nutrientes necesarios para crecer. Es decir, son bacterias con un metabolismo similar al nuestro. Son bacterias con un metabolismo a medio camino entre los otros, pues utiliza la luz como fuente de energía pero degrada materia orgánica para obtener los nutrientes necesarios. Ejemplos Las cianobacterias son el ejemplo más claro de este grupo. Se trata de bacterias que, debido a que realizan la fotosíntesis, durante mucho tiempo se pensó que eran algas. Algunos ejemplos son las bacterias nitrificantes, bacterias oxidantes del hidrógeno, bacterias oxidantes del azufre y bacterias oxidantes del hierro. La mayoría de bacterias tienen este metabolismo: “Escherichia “Salmonella”, “Staphylococcus”, etc. Un ejemplo es “Chloroflexus aurantiacus”, una especie de bacteria aislada de fuentes hidrotermales que puede crecer a temperaturas de hasta 70 °C.

26 25 CLASIFICACIÓN SEGÚN SU TEMPERATURA La temperatura a crecimiento óptimo permite el crecimiento más rápido de las bacterias (12 y 14 horas). Los microorganismos se dividen en 3 grandes grupos en base a su preferencia de rango de temperatura. PsicrófilosMesófilosTermófilos Son capaces de crecer a 0°C, tienen una temperatura óptima de 15°C y una máxima de aproximadamente 20°C. Crecen a temperaturas 25°C a 40°C. Los patógenos de humanos y animales, crecen mejor a 37°C. Con la condición de que las temperaturas sean adecuadas, las bacterias mesófilas pueden encontrarse en cualquier hábitat, ya sea aguas marinas, de ríos, en suelos, sobre otros organismos, o en el interior de estos Son bacterias que crecen a una temperatura óptima sobre los 45°C. Termófilos facultativosExtremos Psicrófilos estrictosPsicrófilos facultativos Mueren a <20°C, Tardan en crecer de 2 a 3 semanas. 0°C, Temp. Óptima: 20 a 30°C. 50 a 60°C.Mayor de 90°C. Ejemplos Methanogenium frigidum, una arquea metanógena que vive en las aguas de la Antártida; su temperatura óptima es de 15 °C y no sobrevive por encima de 18 °C.2 Listeria monocytogenes Stenotrophomonas maltophilia Streptococcus pyogenes Streptococcus pneumoniae Thermus aquaticus. Thermus thermophilus. Chloroflexus aurantiacus. Thermococcus litoralis.

27 26 CLASIFICACIÓN SEGÚN EL pH El pH es la acidez o alcalinidad de una solución, medida por el log 1/(H+).Según el pH en que se desarrollan, se dividen en: AcidófilasNeutrófilasBasófilas Son bacterias que se desarrolla preferentemente en un medio ácido. Se desarrollan a pH entre 1.0 y 5.0 (< 7.0). Para poder desarrollarse, necesitan un medio neutro. Se desarrollan a pH entre 5.5 y 8.5. Se desarrollan pH entre 9.0 y 10.0 (> 7.0). Los hábitats donde viven son muy básicos, como lagos sódicos o suelos muy carbonatados. Ejemplos Lactobacillus acidophilus (A) Lactobacillus casei (C) Lactobacillus bulgaricus Bifidobacterium bifidum (B) La Pseudomonas aeruginosa y otros miembros de este grupo de bacilos gramnegativos son patógenos oportunistas que con frecuencia causan infecciones intrahospitalarias. Los alcalófilos mejor estudiados pertenecen al género Bacillus.

28 27 CLASIFICACIÓN SEGÚN LA RESPIRACIÓN Otro aspecto a tener en cuenta en la clasificación de bacterias es la necesidad de oxígeno para poder vivir. Dependen en buena medida de la disponibilidad de las enzimas eliminadoras de peróxidos y superóxidos. Aerobias estrictasAnaerobias estrictas Anaerobias y aerobias facultativas Microaerófilas Dependen de O2 para su crecimiento. Se desarrollan en ausencia total de O2, utilizan aceptores finales distintos del oxígeno: CO2, H2 y N2, o poseen metabolismo estrictamente fermentativo. Pueden respirar en presencia y ausencia de oxígeno, ya que cuentan con sistemas enzimáticos que pueden activarse. Sólo se pueden desarrollar en presencia de bajas tensiones de O2 (menor del 12% en lugar del 20% que es la atmosférica) y altas tensiones de CO2. Ejemplos Las cianobacterias son el ejemplo más claro de este grupo. Se trata de bacterias que, debido a que realizan la fotosíntesis, durante mucho tiempo se pensó que eran algas. Bacilos. Mycobacterium tuberculosis. Nocardia. Lactobacillus. Bacteroides sp. Clostridium Escherichia coli. Salmonella enteritidis. Lactococcus lactis. Lactobacillus rhamnosus. Streptococcus pneumoniae. Helicobacter pylori. Campylobacter sp. Borrelia burgdorferi

29 27 CATEGORÍAS TAXONÓMICAS Las categorías taxonómicas forman la base para organizar a las bacterias. La taxonomía linneana o de Linneo es el sistema que mejor conocen los biólogos. Utiliza las categorías taxonómicas formales (en orden) reino, tipo, clase, orden, familia, género y especie. CRITERIOS PARA CLASIFICAR A LAS BACTERIAS 1.Crecimiento en medios de cultivo Medios no selectivos Medios selectivos Medios diferenciales 2.Microscopia bacteriana 3.Pruebas bioquímicas 4.Pruebas inmunológicas: serotipos, serogrupos y serovariedades 5.Inestabilidad genética

30 27 Categorías principales y grupos de bacterias patógenas en seres humanos como parte de un esquema de identificación descrito en el Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology, 9th ed.

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33 28 APLIQUEMOS LO APRENDIDO

34 28 APLIQUEMOS LO APRENDIDO

35 28 APLIQUEMOS LO APRENDIDO La polimerasa de DNA de Thermus aquaticus es un componente importante de los métodos de amplificación de DNA como la reacción en cadena de polimerasa. Este organismo crece a temperaturas mayores de 100°C. Los organismos que crecen a estas temperaturas se denominan: (A) Mesófilos (B) Psicrófilos (C) Halófilos (D) Termófilos (E) Quimiolitótrofos

36 28 Revisar este material de apoyo. Clasificación bacteriana: https://www.youtube.com/watch?v=q0Y9e5JjOzc Medios de cultivo https://www.youtube.com/watch?v=26AjiZ_W8vI División celular procarionte - Fisión binaria https://www.youtube.com/watch?v=T3MS11nJ8oU ACTIVIDADES ASINCRÓNICAS

37 62 1.Microbiología Médica, Jawetz, Melnick y Adelberg. 26 ed. México D.F, México: McGrawHill 2014. 863 p. 2.Murray PR y col: Microbiología Médica. 6° Edición. Editorial Elsevier Mosby. 2009. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS “La salud es la mayor posesión. La alegría es el mayor tesoro. La confianza es el mayor amigo” Lao Tzu

38 ¡GRACIAS! SÉ UN PROFESIONAL EN SALUD SÉ IRP