Unidad 2. Procariotas

Eubacterias

Gran grupo de bacterias que tienen pared

celular rígida.

Cualquier grupo de bacterias, con

exclusión de las arqueobacterias.

Término formalmente utilizado para

describir y diferenciar cualquier grupo de

procariotes (considerados como bacterias

verdaderas) de las arqueobacterias.

Principales características de las bacterias

Tamaño Forma Estructura Agrupación

Morfología celular

Dimensiones microscópicas

Característica de un grupo taxonómico

(género)

Esféricas, bastón o espiralGrupos (pares,

racimos, cadenas y filamentos)

Célula bacteriana

Anatomía intracelular característica.

Perfeccionamiento de técnicas del microscopio

electrónico.

Tamaño, forma y agrupación de las bacterias

Oval o esférica (cocos) Cilíndrica o bastón (bacilos) Espiral o helicoidal (espirilos)

Formas generales

Formas y agrupaciones de las células bacterianas

Vibriones

Dominio: Bacteria

Filo: Proteobacteria

Clase: Gammaproteobacteria

Orden: Vibrionales

Familia: Vibrionaceae

Género: Vibrio

Varias de las especies de Vibrio son patógenas:

V. choleraeV. parahaemolyticusV. vulnificus

Vida independiente, simbiótica o parasitaria

2 y 3 µm de largo

Un único flagelo polar

Proteobacterias

Principales grupos de bacterias.

Incluyen una gran variedad de patógenos: Escherichia, Salmonella, Vibrio, Helicobacter, Neisseria gonorrhoeae, Burkholderia glumae.

Otras son de vida libre, e incluyen muchas de las bacterias responsables de la fijación del nitrógeno.

Se les llamó Proteobacterias en honor al dios griego Proteus, el cual podía cambiar de forma.

Agrupamiento de las bacterias

Tamaño de las bacterias

Micrómetro ocular

Tipo Tamaño

General 0.5 a 1.0 x 2.0 a 5.0 µm

Estafilococos y estreptococos

0.75 a 1.25 µm diámetro

Bacilos 0.5 a 1.0 x 2.0 a 3.0 µm

Formas filamentosas

100 µm longitud y 0.5 a 1.0 µm diámetro

Estructuras

bacterianas

Estructuras externas a la pared celular

Flagelos

Longitud varias veces

la de la bacteria

No todas las bacterias

poseen flagelos

Muchas especies de

bacilos tienen flagelos

Es raro en los cocos

Clasificación en grupos

taxonómicos

Pseudomonas: flagelos polares Escherichia: flagelos perítricos

Análisis químico de los flagelos

Subunidades de proteína: flagelina

Los flagelos causan la

movilidad de las bacterias

Las cadenas de proteína

macromolecular se

contraen y relajan

Spirillum serpens: 2400

r/min, 50 µm/s

Bacterias deslizantes

Son móviles por medios

diferentes a la actividad de

sus flagelos

Myxobacteriales

Movimientos sinuosos de

flexión

Algas (cianofíceas)

Fimbrias o vellos (pili)

Apéndices filamentosos más

pequeños, cortos y

numerosos

No tienen movimientos

ondulares regulares

No tienen función de

motilidad

Fimbrias o vellos (pili): Funciones

Fimbria F (sexual) Sitios de adsorción para los virus

bacterianos Adherencia a las células de los mamíferos

y otras superficies

Estructura del género Enterobacteriaceae.

Cápsula (capa mucosa)

Sustancia viscosa

Cubierta o envoltura alrededor de la célula

Cápsula (capa mucosa)

Capa gelatinosa Material excretado de la propia célula Aumenta la viscosidad del medio donde se

cultiva el organismo

Funciones de la cápsula

Cubierta protectora

Mejora la difusión y regula el

intercambio de nutrientes

Depósito de alimento

Desecho de sustancias

Favorece la adhesión a los tejidos

En bacterias patógenas, aumenta

su capacidad infecciosa

Composición: polisacáridos

(dextrán, dextrín, leván y

celulosa)

Streptococcus pyogenes (Estreptococo Beta Hemolítico grupo A)

Bacteria Gram-positiva Dimensiones: 1 y 2 µm Hemólisis: destruye los

eritrocitos Causa más frecuente de

faringitis bacteriana Bacterias comedoras de carne Encapsulado (ácido hialurónico),

resistente a la fagocitosis Numerosas exotoxinas:

Estreptolisina O y S, Toxina Pirogénica

No esporulado Estreptoquinasa (fibrina) Hialuronidasa (tejido conectivo)

La pared celular

Gran rigidez

Grosor: 10 a 25 nm

Puede representar del 10 al 40 % del peso seco del organismo

Esencial para el desarrollo y división celular

La pared celular:composición química y estructura

Ácido diaminopimélico

(ADP)

Ácido murámico

Ácido teicoico

Aminoácidos

Azúcares aminados

Carbohidratos

Lípidos

Forman sustancias poliméricas complejas

Paredes de las eubacterias

Tinción de Gram

La pared celular:composición química y estructura

Peptidoglucano: proporciona la estructura rígida

Una especie bacteriana puede identificarse de acuerdo con sus constituyentes celulares

Componente Bacterias Gram negativas

Bacterias Gram positivas

Peptidoglucano

En menor cantidad

Aminoácidos Mayor cantidad

Ácidos teicoicos

No contienen

Lípidos Mayor cantidad

Lipopolisacáridos (endotoxinas)

No contienen

Toxinas

Endotoxina: toxina producida en un organismo y liberada sólo cuando éste se desintegra. Componente de la pared celular de las bacterias gramnegativas constituida por lípidos y polisacáridos

Exotoxina: toxina excretada por un microorganismo en el medio circundante (toxina botulínica).

Estructura del peptidoglucano

Determina la forma de la pared celular Polímero insoluble

• Acetilglucosamina (NAG)

• Ácido acetilmurámico (NAM)

• Péptido (4 a 5 aminoácidos)

Estructuras internas a la pared celular:protoplastos y esferoplastos

Frágil membrana citoplásmica

Protoplastos: cuerpos redondos que toman la forma esférica desde el momento en que carecen de la pared celular externa rígida

Inmóviles, esféricos, no se dividen, no forman nuevas paredes celulares, no son susceptibles a la infección por bacteriófagos

Esferoplastos

Mientras que los protoplastos se obtienen de bacterias Gram positivas, los esferoplastos se obtienen a partir de bacterias Gram negativas

Célula bacteriana sin pared celular con otras capas que se adhieren a los cuerpos redondos

Adición de penicilina

No son protoplastos limpios

Membrana citoplásmica

Grosor: 7.5 nm Similar a los sistemas de membranas de otros organismos Semipermeable selectiva Varias enzimas se localizan en la membrana (citocromos)

Bacterias Gram positivas

Bacterias Gram negativas

Inclusiones membranosas y sistemas de membranas (mesosomas) Intervienen en varios procesos metabólicos y de la

reproducción Participan en la formación del tabique durante la

división celular Los mesosomas están conectados con el material

nuclear y su replicación, y están involucrados con el transporte de electrones

Es el lugar de

obtención de

energía por

respiración o

por fotosíntesis

Citoplasma

Área citoplásmica: Aspecto granular, rica en RNA Área cromosómica o nuclear: rica en DNA Parte líquida: disuelve sustancias nutritivas

Inclusiones citoplásmicas

Gránulos metacromáticos (metafosfato y polifosfato)

Gránulos de ácido beta-hidroxibutírico

Gránulos de almidón o glucógeno

Los gránulos no son igualmente prominentes en todas las especies bacterianas y su presencia está influida por la edad de la célula y el ambiente en el que se desarrollan

Reserva de alimento

Material nuclear bacteriano

Sin núcleo definido

Cuerpo cromatínico, nucleoide, cromosoma

bacteriano

Estructura fibrilar delicada

Los ribosomas de procariotas son menores a los ribosomas de los eucariotas (70s)

Toda la información genética se encuentra en un solo filamento de DNA, el cromosoma bacteriano

Hebra circular y cerrada, no hay histonas

DNA extracromosómico, moléculas de DNA pequeñas, plásmidos

Material nuclear bacteriano

Endosporas bacterianas

Células de alta resistencia

Bacillus y Clostridium

Esporulación bacteriana

Características de las esporas bacterianas

Todas las esporas bacterianas contienen grandes cantidades de ácido dipicolínico

Grandes cantidades de calcio

Resistencia especial a los agentes físicos y químicos nocivos

Las esporas representan una fase durmiente (de reposo) de la célula bacteriana

Ciclo de esporulación

Las especies de los géneros Bacillus y Clostridium producen una espora por célula vegetativa

Exosporas

La diferencia entre exosporas y endosporas

consiste en la manera en que se forman.

Endosporas: se forman dentro de la célula

bacteriana original.

Exosporas: se forman afuera, por crecimiento

o gemación de uno de los extremos de la

célula, no tienen todas las capas protectoras

de las endosporas, pero perduran igual.

El tamaño de las esporas es útil en la caracterización

e identificación de las bacterias que forman esporas

Cultivo de las bacterias: necesidades nutricionales

Fuente de energía: fototrofas y quimiotrofas

Fuente de carbono: autotrofas y heterotrofas

Fuente de nitrógeno

Azufre y fósforo

Metales (sodio, potasio, calcio, magnesio,

hierro, zinc, cobre y cobalto)

Vitaminas

Agua

Tipos de nutrición de las bacterias

Tipo Fuente de energía

Fuente de carbono

Ejemplo

Fototróficas

Fotolitotróficas (autotróficas)

Luz CO2 Chromatium

Fotoorganotróficas (heterotróficas)

Luz Compuestos orgánicos

Rhodopseudo-monas

Quimiotróficas

Quimiolitotróficas (autotróficas)

Oxidación de compuestos inorgánicos

CO2 Thiobacillus

Quimioorganotróficas (heterotróficas)

Oxidación de compuestos orgánicos

Compuestos orgánicos

Escherichia

REPRODUCCIÓN Y DESARROLLO BACTERIANODivisión celular

Fisión binaria transversa

Reproducción asexual

Streptomyces: producen

muchas esporas por cada

individuo

Norcadia: desarrollo

filamentoso y fragmentación

de los filamentos

Hyphomicrobium sp.:

reproducción por gemación

RNA DNA Proteínas Enzimas Otras

macromoléculas

REPRODUCCIÓN Y DESARROLLO BACTERIANODivisión celular

Nutrientes

Aumento del tamaño y la masa celular

Síntesis de nuevas sustancias de la pared celular

Fisión binaria

Desarrollo

Tiempo de generación: tiempo necesario para que la población celular se duplique

Escherichia coli: 15 a 20 min

1→2 →22 →23 →24 →25 → → → 2n

Tiempo de generación

Depende de:

Nutrientes y de las condiciones físicas

Número de bacterias iniciales

Número de bacterias al final de un intervalo de tiempo

Intervalo de tiempo

Preguntas:

En un cultivo de bacterias que se está multiplicando activamente, ¿hay algunas «células viejas»? Explica la causa.

Cabe esperar que el tiempo de generación sea una característica constante de las especies bacterianas? Explicar por qué.

Si un medio es inoculado con cultivo de bacterias que contiene 1,000 células por mililitro en el tiempo cero, ¿cuántas generaciones se han formado después de 10 horas de desarrollo si el cultivo contiene entonces 1 millón de células por mililitro? ¿Qué valor tiene el tiempo de generación G?

Curva de crecimiento bacteriano

Desarrollo exponencial

o fase logarítmica de

desarrollo (fase log)

Log

del n

úm

ero

de

célu

las

Núm

ero

de c

élu

las

Fases de crecimiento bacteriano

1. Fase de retardo (fase lag)

2. Fase logarítmica o exponencial

3. Fase estacionaria

4. Fase de declinación o muerte

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PRINCIPALES GRUPOS DE BACTERIAS

1. Bacterias fototróficas2. Bacterias deslizantes3. Bacterias envainadas4. Bacterias gemantes5. Espiroquetas6. Bacterias espirales y curvas7. Bacilos y cocos aerobios gramnegativos8. Bacilos anaerobios facultativos

gramnegativos9. Bacterias anaerobias gramnegativas10. Cocos y cocobacilos gramnegativos

PROCARIOTAS

División ICianobacterias

División IIBacterias

11. Cocos y anaerobios gramnegativos12. Bacterias quimiolitotróficas gramnegativas13. Bacterias productoras de metano14. Cocos grampositivos15. Bacilos y cocos formadores de endosporas16. Bacterias en forma de bastón

anesporógenas grampositivas17. Actinomicetos y organismos relacionados18. Rickettsias19. Micoplasmas

PRINCIPALES GRUPOS DE BACTERIAS

Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology

TAREA:

Capítulo 13. El mundo de las bacterias I

Capítulo 14. El mundo de las bacterias II: rickettsias y chlamydias

MicrobiologíaMichael J. PelczarRoger D. ReidE.C.S. ChanMcGraw Hill