MORFOLOGÍA BASICA DE LAS BACTERIAS

MORFOLOGÍA BACTERIANA

Ultraestructura, Ultraestructura, Composición Composición

Química y Función Química y Función de las Estructuras de las Estructuras

Celulares Celulares BacterianasBacterianas

Estructura de la Célula Estructura de la Célula BacterianaBacteriana

Región Nuclear Membrana nuclear:

AUSENTE

“Nucleoide” Única molécula de DNA

circular, largo y bicatenario Superenrollado

“Cromosoma Bacteriano”Plásmidos:

Fragmentos de DNA “Extracromosómicos”

con replicación autónoma

Plásmidos Bacterianos

• Los Plásmidos bacterianos

– No necesarios para crecimiento bacteriano– Grandes ó pequeñas moléculas circulares o lineales,

extracomosómicos, constituidos por ADN– Contienen 5 a 100 genes de ADN bicatenario– Replicación independientes del cromosoma durante

procesos de recombinación.

Tipos de Plásmidos

– Plásmido “F” Fertilidad codifican sintesis de “pilis” sexuales

– Plásmido“R” Resistencia a drogas, quimioterápicos

– Plásmidos codifican Virulencia (hemolisinas, enterotoxinas)

– Productores de bacteriocinas y antibióticos

CitoplasmaTodo el contenido que encierra

la membrana plasmáticaComposición:

70% de aguaProteínas (Coenzimas)Azúcares, Lípidos, aa,vitaminas Iones inorgánicos Compuestos de bajo peso

molecularContenido:

Región Nuclear o Genoma (DNA)Ribosomas, MesosomasInclusiones Bacterianas

(Reservas)

Ribosomas Procariotas

Función: Síntesis de proteínas, inicio síntesis región responsable de la traducción

RibosomasInclusiones

Intracitoplasmaticas

Depósitos de reserva orgánicos ó inorgánicos

intracitoplasmáticosSu presencia varia entre

diferentes grupos bacterianosNo siempre están presentes

Dependerá estado nutricional

Inclusiones Intracitoplasmaticas

Formación y utilización de ácido poli-beta-hidroxibutírico

Membrana Plasmática

• Bicapa lipídica, flexible y dinámica, rodea al citoplasma bacteriano

• Separa el interior celular de su medio ambiente

• Componentes– Fosfolípidos (30%) – Proteínas (70%) > Eucariotas

– H. de Carbono (10%) • Carece Esteróles (Colesterol)

– Excepto género Mycoplasma

• Poseen Hopanoides (Mólecula pentacíclica con función

de estabilizar la membrana)

CapsulaPared CelularMembrana Plasmática

Estructura Molecular de la Membrana Plasmática

Bicapa fosfolipídica de la membranaPeptidoglican

Membrana externa(Gram Negativas)

Exterior de la célula

Interior de la célulaProteínaPeriférica

Poro

Polar hidrofílicaCabeza (grupo fosfato y glicerol)

Molécula fosfolipídica en bicapa

No Polar hidrofóbicacadenas (ácidos grasos)

Bicapa de fosfolípidos

Bicapa de fosfolípidos

-7 nm

Proteína integral

Membrana en bicapa fosfolipídica

Funciones de la Membrana Plasmática

• Retiene el citoplasma y los separa del medio exterior

• Permeabilidad

• Barrera selectiva y “Semipermeable”

• Transporte de electrones y enzimas de la Fosforilación oxidativa

• Sistemas Quimiotácticos– Sistemas de atracción y repulsión

Mesosomas• Plegamientos grandes

e irregulares de la membrana plasmática

• Ausentes en Eucarióticas

• Funciones:– Pobremente entendidas– Inician la formación del

“Septo Transverso” necesario para la “Fisión Binaria”

Pared Celular Bacteriana

CapsulaPared CelularMembrana Plasmática

• Complejo muy rígido• Mantiene integridad,

tamaño y forma de la bacteria

• Presente en todas las bacterias excepto: – Mycoplasma– Formas “L”

bacterianas

Pérdida de la Pared Celular de la Bacteria

Importancia de la Pared Celular

• Es antigénica – Útil en el diagnóstico Serológico

• Posee Factores de Virulencia – Determinantes de Patogenicidad

• Esencial para la “viabilidad bacteriana”

• Barrera contra agentes tóxicos, químicos y biológicos

• Protege de alteraciones osmóticas y cambios ambiente

• Constituyente principal: “PEPTIDOGLICAN” -Determina la forma de la bacteria

Estructura Molecular del Peptidoglican

Estructura Molecular del Peptidoglican

Tinción de Gram• “Hans Christian Gram”

Siglo XIX– Bacteriólogo Danés

• Coloración mas útil y usada en Bacteriología

• Divide al mundo bacteriano en dos (2) grandes grupos: Gram + y Gram -

Coloración de Gram

Gram +

Gram -

Aplicación de Cristal Violeta

Aplicación de Lugol

Aplicación de Alcohol

Aplicación de Safranina

Bacterias Gram positivas

Pared celular de una Bacteria Gram positiva

Ácidos teicoicos PeptidoglicanÁcidos lipoteicoicos

Pared Celular

Membrana plasmática

Proteína

Funcione Pared celular Gram +

• Poseen ácidos Teicoicos y Lipoteicoicos– Son determinantes antigénicos importantes– Ej. polisacárido “D” de E. faecalis, carbohidrato “C” en S. pneumoniae

• Actúan como adhesinas– Favoreciendo la supervivencia de la bacteria

• Favorecen liberación de mediadores de la inflamación – Monocinas y Citocinas e Interleucina 1

• Estos ácidos están cargados negativamente dotan a la bacteria de carga negativa

Bacterias Gram negativas

Bacterias Gram negativas

Pared celular de bacterias Gram negativas

Lipopoli-sacarido

Polisacarido O

Lipido A

Pared CelularMembrana externa

Peptidoglican

Membrana Plasmática

Espacio periplásmico

Proteína

Proteína Porina

Lipoproteína

fosfolípido

Enzimas y otras sustancias activas

Membrana Externa de Gram -

• Similar a membrana plasmática – Microscopio óptico

• Limites: – Externo: Medio ambiente– Interno: Peptidoglican

• Funciones de la membrana externa:– Barrera física y funcional– Control del paso de solutos y agentes externos– Barrera para antibióticos , detergentes y tóxicos– Permeabilidad a nutrientes del medio– Impide pérdida de proteínas periplásmicas– Protege a bacterias entericas de “sales biliares”

y “enzimas”

Estructura de membrana externa

Sustitución de Fosfolípidos externos por Lipopolisacárido (LPS)

• Proteínas inmersas en matriz fosfolipídica

Lipopolisacárido (LPS)

“ENDOTOXINA”:

El LPS es un componente de la membrana externa

fijado por interacciones hidrófobas

Síntesis: Citoplasma y posterior

transporte a superficie celular

Muy tóxico para animales y humanos Múltiples efectos biológicos:

Activar Linfocitos B, Interleucina, Factor de Necrosis tumoral, Fiebre, Schock= “Reacción de Schwartzman” (Coagulación

Intravascular Diseminada)

Composición: 3 regiones1. Antígeno “O”2. Core (interno y externo)3. Lípido “A”

Ag “O”

Core

Lipido “A”

Antígeno “O”

• Antígeno “somático” bacteriano– Muy Inmunogénico: Induce respuesta de Anticuerpos

• Muy importante para identificación serológica• No se requiere para viabilidad• Estructura:

Unidades repetidas de Trisacáridos lineales

Funciones:Permite adherencia bacteriana a estructuras superficiales celulares

Confiere cierta resistencia contra la fagocitosis

Receptor para ciertos bacteriófagos

“Core”

• Constituye el Núcleo del LPS• Dos porciones:

– Core (centro) Externo• Variable en composición• Diversos azúcares y aminoazúcares• Poseen azúcar de 7 carbonos: Heptosa

– Core (centro) Interno• Principalemente un solo azucar• “Acido 2-ceto-3-desoxioctulosónico” (KDO)

• Función: – Unir el Antígeno”O” con el Lípido “A”

Lípido “A”

• Glucofosfolípido Hidrófobo• Constituido por:

– Unidades de disacáridos (glucosamina fosforilada)– Ácidos grasos de cadena larga – Contiene la “actividad tóxica” de la molécula

• Es la verdadera “Endotoxina” bacteriana

Capsula y Glícocáliz• Cápsula

– Capa bien definida que rodea estrechamente a la célula

– Constituda:Polisacáridos, Polipéptidos y Proteinas

– Contribuyen en la invasividad (antifagocítica)

– Antigénica (Ag “K”)• Glícocáliz

– Polímero que forma una maraña, red de fibras que se extiende fuera de la célula

– Adherencia de las bacterias a la superficie de su medio (dientes, huesos, catéteres)

– Dificulta fagocitosisBiopeliculas: Placa dental y P.

aeruginosa (protege acción antibióticos.

CapsulaPared CelularMembrana Plasmática

Estructura de la Célula BacterianaEstructura de la Célula Bacteriana

Apéndices Superficiales Bacterianos

Flagelos

Filamentos Axiales

Fimbrias

Pilis Sexuales

Flagelos y MovilidadFlagelos y Movilidad

• Apéndices locomotores en forma

de hilo que se extienden fuera de la

membrana plasmática y de la

pared celular, que impulsan a las

bacterias

• No se flexionan, se mueve por

rotación como una “helice”

• Órganos de locomoción de los

microorganismos

Salmonella typhi con flagelos y

pilis

Tipos de bacterias según el Nº de

Flagelos

ANFITRICAS

MONOTRICAS

LOFOTRICASPERITRICAS

ANFITRICAS

MONOTRICAS

LOFOTRICASPERITRICAS

ATRICAS

Ultraestructura Flagelar

Sub-unidades de proteína elástica que se agregan en estructura enrolladas helicoidalmente la

Flagelina:

• Los Flagelos son Antigénicos. – Antígeno H (Hauch)

• Son delgados y filamentosos– Miden de 3 a 12 m

• Constituidos por 3 partes:– Filamento– Gancho– Cuerpo Basal

Cuerpo Basal del Flagelo

• Constituido por varios anillos:

• 2 en Gram + (anillos S y M)

4 en Gram – (L-P-S-M)• Anillo L: Unido a LPS • Anillo P: Unido al

Peptidoglic.• Anillo S: Sin unión a

estructuras bacterianas. “Supramembrana”

• Anillo M: Unido a Membrana plasmática

Gram positivasGram positivas

Gram negativasGram negativas

Filamentos Axiales

• Filamentos semejantes a flagelos alrededor de los cuales se arrolla la célula y se desplaza.

• Presentes en Espiroquetas y bacterias helicoidales – Borrelia– Treponema y – Leptospira

• Función: Movimiento flexión y giro, producidos por el filamento axial.

Fimbrias• Apéndices semejantes a “Pelos”

– Mas cortas, rectos y delgadas que los flagelos, más numerosas (1000/célula)

• Ubicación – Superficie de las bacterias. Se unen al

la membrana plasmática atravesando la pared celular de bacterias Gram -

• Constituidos por proteínas “PILINA” – Monómeros que se autoagregan

helicoidalmente formando hebras• Función: • Órganos de “adherencia” No movilidad, inician la infección

bacteriana (adhesinas).• E. coli (colonización tracto urinario)• N. Gonorrhoeae (tracto genital)

Pili sexuales

Apéndices delgados y anchos (1 a 10/célula)

• Funciones– Conjugación Bacteriana (Pili

Sexual ó Pili “F”), transferencia de material genético (DNA)

– Adherencia (“Pili común”), antígenos de adherencia para colonización de células del hospedador

Endosporas• Estructura deshidratada de resistencia de las bacterias

– Proceso de diferenciación celular• Presentes solo en algunos géneros Gram+ Bacillus, Clostridium, Sporosarcina y Coxiella• Función:

– Sobrevivir en condiciones ambientales adversas como: Depleción fuente de Nitrógeno, Carbono o ambos– Contiene copia del cromosoma bacteriano, ribosomas,

proteinas esenciales y elevada concentración de Calcio + ácido dipicolínico

Resistencia:Resisten calor, RU, desinfectantes químicos, desecación,

congelación, ebullición• Proceso de formación de endosporas:

– “Esporulación”• Retorno de endospora a estado vegetativo:

– “Germinación”

Ultra estructura de la Endospora Bacteriana

ProtoplastoCortexCubierta endosp.Exosporio

La disciplina es la parte más importante del éxito Truman Capote