Principios básicos en Microbiología médica.Metabolismo bacteriano

Genética bacteriana

Med. Belem Celiz Nicho

Asignatura de Microbiología 2015-II

Facultad de Medicina Humana

Universidad San Martín de Porres

Microbiología : Ciencia que estudia los microorganismos y sus interacciones con otros seres vivos y con el ambiente.

Microorganismo causal: Microbio patógeno causante de una enfermedad infecciosa determinada.M. tuberculosis : Tuberculosis

Microbiología médica

Bacteria Hongos Virus

Microorganismo patógeno: que es capaz de producir enfermedad infecciosa. (Bacillus anthracis, Vibrio cholerae)

Parásitos

¿Cómo causan enfermedad los microorganismos?

Fuente externa Flora propia

EXÓGENAS ENDÓGENA

HOSPEDERO

ENFERMEDAD

• Factores de virulencia• Ingreso • Capacidad sobrevivir

• Inmunidad• Susceptibilidad

MEDIO AMBIENTE

MICROOGANISMO

Geografía, clima, alimentación, vivienda

Bacterias

Bacteria : microorganismo procariota unicelular de tamaño variable ( 0,1-0,2µm) que se multiplica por fisión binaria.

Clasificación

Por su forma Por reacción a tinción Gram

Gram positivas Gram negativas

Estructura bacteriana

1. Citoplasma• Doble capa lipídica.• Forma- soporte: similar actina• Trasporte - producción energía• Proteínas :captar / liberan

metabolitos• Bombas de iones• No esteroides (excepto micoplasmas)

(Nucleoide)

Membrana citoplasmática

Cromosoma

Ribosoma : 70S (30 S y 50S )

2. Pared celular

2.1. Bacteria Gram positiva

o Varias capas o Peptidoglucano (PG): malla.

• Estructura- replicación- supervivencia)

• Difusión metabolitoso Polisacárido C : PS complejoo Ácido teicoico : Viabilidado Ácido lipoteicoico :

• Antígenos (serotipos)• Fijación-adherencia• Respuesta inmunitaria

(endotoxina)o Lisozima : altera PC: Protoplasto

2.2 .Bacteria Gram negativa

Membrana externao Exclusiva Gram negativao “Saco rígido”o Barrera : proteínas

grandes- sustancias hidrófobas

o Protección

Porinas: Proteínas transmembrana (difusión moléculas)

Lipopolisacárido (LPS)o Endotoxina: respuesta

inmuneo Fiebre-choque.o Neisseria:

Lipooligosacárido (LOS)

Tinción de Gram

Bacteria Gram negativa

o “Jeringa”o Factor de virulenciao Paso de sustanciaso SS I-II-III-IVo Enterobacterias, Pseudomona

Sistema de secreción de tipo III

3. Estructuras externas

Flagelo (15-20nm diámetro)

Flagelina • Motilidad• Quimiotaxis• Antigénicidad

Fimbrias- pili (Diámetro 3-8nm /largo 15-20 µm)

• Pilina• Adhesinas: Virulencia• Unión a bacterias/ huésped• Pili F (sexuales) :Transfencia

segmentos cromosómicos

Cápsula • Capa laxa: proteína o PS• Glucocalix• Virulencia• Antifagocítica• Poco antigénica• Facilita adherencia a superficies

Pared celular: Mycobacterium

Espora

Bacterias Gram positivas Estructura deshidratada (varias capas) Protección genoma bacteriano. Resistencia Estado vegetativo-estado latencia o espora (adversa) Identificación Bacillus , Clostridium

Clostridium tetani

Metabolismo bacteriano

Crecimiento bacteriano

Energía Carbono-nitrógeno Agua Elementos: K, Na, Mg, Ca,Zn, Fe Cl

(Enzimas,proteínas,lípidos,acidos nucleicos)

o Hierro (Fe) : Sideróforos

o Oxígenoo Anaerobias estrictas : Clostridium perfringens o Aerobias estrictas: Mycobaterium tuberculosis o Anaerobias facultativas ( mayoría de las bacterias)

o Bacterias autótrofas:sustancias químicas inorgánicas y CO2

o Bacterias heterótrofas : C orgánico

Metabolismo bacteriano

ENERGÍAPiruvato, AcetilCo-AOxalacetato, C, N, H2OK, Na, Mg, Ca,Cl,Fe, O2

ÁCIDOS GRASOS, AZÚCARES, AMINOÁCIDOS, NUCLEÓTIDOS

MACROMOLÉCULAS LÍPIDOS, LPS,GLUCÓGENO,MUREÍNA,ADN,ARN

ESTRUCTURAS CUBIERTA FLAGELOS-PILI-CITOSOL-NUCLEOIDE

Respiración anaeróbica

FermentaciónRespiración

aeróbica

Curva de crecimiento bacteriano

Adaptación

Crecimiento se detieneFalta de nutrientesTóxicos

Se duplica la población bacterianaIntervalos regularesSe alcanza el mayor nivel

Genética bacteriana

Genética bacteriana

o Gen : o ADN que codifica para producto específico.o Pares de bases (bp) o Kilo pares de bases (kpb)

o Genoma: o Genes de un organismo.o Cromosoma.

o Bacterias : bases ADN o Bacteriófagos- virus : ARN

GENOMA BACTERIANO

Isla de patogenicidad

Transposón

Extracromosómico: o Plásmidoo Bacteriófago

Cromosoma

Cromosoma

o ADN simple , circular, “desnudo”o ( 90%)o Haploide o Proteínas funcionaleso Compacto : “Superenrrollamiento”: o E. coli: 1300 µ largo (bacteria 1x3

µ)o Especies de Brucella : 2 ADN

circulares

Plásmidos

o Pequeños ADN circulares o Independientes(replicones)o Libres o integrados

(episoma)o Especializados: o Resistencia antibacterianoso Toxinaso Factores de virulencia.

Transposones

• Transposasa

• Transposasa• Resistencia

microbiana

o Genes saltarines (móviles)o Transferencia en mismo genoma o genoma/plásmido.o Elementos de inserción. o Gen para propia transferencia.o No tienen genes de replicación autónoma : integran al genoma

T. simple(secuencias de inserción)

T. complejos

Islas de patogenicidad (Ipa)

o Grupo de genes específicos patógenos (virulencia)

Bacteriófago

o Virus bacterianos .o Viven fuera del huésped.o ADN o ARN con envoltura

proteica .o Variedad morfológicao Estructuras “punta” : inyecta AN

en huésped.o Lisis celular ( Infección lítica)o Entran genoma bacteriano

(estado lisogénico) :toxinas

Expresión de la información

genética

1. Transcripción o ADN plantilla o ARN polimerasa dependiente de ADNo ARNm

2. Traduccióno ARNto Anticodón / Unión a codón .o Triplete incompatible con anticodón:“Señal de

detención”o Proteína se liberao Ribosoma: Desplazamiento característico.o Blanco de antibacterianos

Transcripción

CTT TTT GTT ATT CAG CAT

GAA AAA CAA TAA GTC GTA

CUU UUU GUU AUU CAG CAU

5’

3’

3’

5’

ADN molde

ARN polimerasa

5’ 3’ARN mensajero

(ARNm)

Traducción

Control de la expresión génica

o Regular-coordinar expresión génica.o Cambio coordinado (Factor sigma distinto).o Señal de grupo (Quorum sensing).o Control positivo (Proteína inductora)o Control negativo (Proteína represora)

Transferencia genética

1. Conjugación2. Transducción3. Transformación

Transferencia genética

1. Conjugación

o Plásmidoso Unidireccionalo Pilus sexualo Misma especie o

relacionada. o Resistencia

antibacteriana

Transferencia genética

2. Transducción

o Bacteriófagoso Captación y

almacenaje ADNo Genoma de fago

pasa a genoma de receptor.

Transferencia genética

o Captan e incorporan ADN a genoma.o Capacidad natural(competentes) : Streptococcus pneumoniae,

Haemphilus influenzae, Bacillus y Neisseria

3. Transformación

MUTACIÓN

Cambio secuencia ADN

Físicos : o Calor, RUV ,rayos X

Espontáneas : Mayoría

Químicoso Ácido nitroso (HNO2)o Análogos nucleótidoso Mutágenos de desfase o de lecturao Cambio de marco:

Introducen o eliminan de par de bases

Agentes externos

MUCHAS

GRACIAS