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CÉLULA PROCARIOTA

BibliografíaBrock, Madigan, Martinko, Parker. 2004. Biología de los microorganismos, 10 ed, Prentice Hall

Prescott, Harley, Klein 2004. Microbiología, McGraw-Hill Interamericana.

Página de la Universidad de Wisconsin:http://textbookofbacteriology.net

Qué son los microorganismos?

• Organismos que no pueden verse a simple vista, al menos en parte de su ciclo

• Organismos que viven como células aisladas o entidades que contienen ácidos nucleicos capaz de replicarse, por lo menos en parte de su ciclo.

• Incluye algas, hongos, protozoarios, arqueas y bacterias.

Virus.

PROCARIOTAS

Microscopios

• Ojo humano 0,2mm.

• Microscopio óptico , resolución máxima 0,2 micras (1 micra).

• Microscopio electrónico, resolución máxima 0,5nm

TAMAÑO: célula eucariota versus célula procariota

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Tamaños células procariotas Area de superficie vs. volumen

Tamaño pequeño→intercambio máseficiente, permitemayor velocidadmetabólica

Formas

cocos bacilos espirilos

FORMA DE LAS BACTERIAS

Procariota vs. Eucariota

• Células procariotas– Sin núcleo– Sin organelos– Pared celular de peptidoglicano

– Fisión binaria– 1 cromosomacircular

• Células eucariotas– Núcleo– Organelos– Si tiene pared celular, de celulosao quitina

– Mitosis– Cromosomas lineales

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Pared celular

• Bacteria:– Gram positiva– Gram negativa– Sin pared

• Archaea:– Diversas estructuras

– Sin pared

Formación de Protoplastos

Alta concentraciónde solutos

Baja concentraciónde solutos

Lisozima: enzima que hidroliza el principal componente de la pared celular bacterianao

Estructura del Peptidoglicano

Penicilina (antibióticos β-lactámicos) inhibe transpeptidización.

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Pared Celular Gram Positiva

Otros compuestos característicos de la pared de Gram+ : Ácidos teicoicos

Membrana externa de Gram negativas

Porinas - proteinas que permiten el pasaje de moléculaspequeñas a través de la membrana

-- específicas e inespecíficas

Gram + Gram-Bacteria

Funciones de la pared

• Rigidez (mantener la forma, evitar la lisis).

• Comunicación con el medio exterior.• Puede estar involucrada en patogenicidad (LPS)

• Barrera para algunas moléculas. • Espacio periplásmico (enzimas de transporte, hidrolíticas, etc.)

Pared celular de Archaea

• No contiene mureína• Puede ser de

– pseudopeptidoglicano (pseudomureina)

– Existen Archaea sin pared

Pseudopeptidoglicano de Archaea

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Estructura:• Bicapa fosfolipídica con proteínasembebidas; puede contener tambiénhopanoides de estructura similar al colesterol.

• En Archaea, éteres de alcohol isoprenoide, algunas forman monocapas.

La membrana celularEstructura de la Membrana

Citoplasmática

Los lípidos en Bacteria y Archaea tienen diferentesenlaces químicos

Funciones de MembranaCitoplasmática

• Barrera de Permeabilidad– sólo moléculas pequeñas, sin carga, hidrofóbicas, pueden atravesar la membrana pordifusión.

• Ancla de Proteínas– transporte, generación de energía, quimiotaxis

• Generación de fuerza proton motriz� En fotótrofas: Estructuras intracitoplasmáticas, soportan el aparato fotosintético(Vesículas, túbulos, tipo tilacoides)

• Síntesis de pared, y estructuras extracelulares.

Citoplasma

• Proteínas (enzimas, complejos enzimáticos, estructurales)

• Ribosomas (70S: 55 proteínas, rRNA 5S, 16S, 23S)- polisomas

• mRNA, tRNA• Otras macromoléculas, solutos• Sin estructura visible al microscopio

DNA• No tiene núcleo. El DNA está en el citoplasma:

“nucleoide” : zona que ocupa el DNA.

• Es haploide. Genoma: una única molécula de DNA de doblecadena, circular.

• El genoma contiene 1 - 6 x 106 pares de bases (bp) en procariotas de vida libre; 1000-5000 genes

• No contiene histonas.

• Puede contener otros elementos genéticos no genómicos: plásmidos y genomas fágicos.

• No tienen membrana nuclear

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DNA Cromosomal

–No hay porcesamiento del ARNm

–La transcripción estáligada a la traducción.

–DNA circular cerrado

–Superenrrollado

Estructuras características

• Estructuras con funciones específicas.• No todos los microorganismos las tienen.• Son características de género y especie (taxonomía)

• Ejemplos: – fimbrias, flagelo, pili, endoespora, cápsula, inclusiones citoplasmáticas

Fimbrias - Pili• Fimbria - filamento proteicocorto, involucrado en funciones de adhesión a superficies.

• Pelo sexual - unión a célulareceptora durante la conjugación.

Flagelos

La energía la proporciona la fuerza protomotriz

Sólo detectados por técnicas de tinción específicas

Flagelos

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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 estrés, la disponibilidad de nutrientes dispara la germinación y el crecimiento

• La localización de la endospora en la célula puede ser usada para la identificación

Estructura de la endospora

Inclusionescitoplasmáticas

• Algunas bacterias tienen estructuras internas– gránulos de almacenamiento - polifosfato, azufre, polihidroxibutirato (PHBs)

– vesículas de gas – flotación– Carboxisomas, clorosomas.

• Gránulos de polihidroxibutirato (PHBs)

vesículas de gas flotación

Cubiertas extracelulares

• Glicocalix: Material externo a la pared celular– Cápsulas - Material en la superficie celular– Capas mucilaginosas - Material adherido, menosfuertemente

– Capa S: Subunidades proteicas o glicoproteicas. G+, G-y Archaea. Pueden constituir la pared

• Funciones– Protección contra defensas del huésped (fagocitosis)– Protección contra desecación– Protección contra virus, toxinas– Adhesión a superficies (células, objetos inanimados) formación de biofilms.

Glicocalix

Tinción negativa

Microscoíaelectrónica

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Diferencia entre la estructura celular de Bacteria, Archaea y Eucarya

Eter, ramificados

Ester unido a glicerol

Ester unidos a glicerol

Lípidos de membrana

SISINO (hopanoides)

Esteroles en membrana

NONOSIPeptidoglicanoen la pared

70S80S70STamaño ribosoma

NOSINOOrganelos

NOSINOMembrana nuclear

ArchaeaEucaryaBacteriaPropiedad