Estructura Microbiana PDF

ESTRUCTURA BACTERIANA La célula es la unidad de vida más pequeña que existe. Es la base de todos los seres vivos y puede funcionar de manera independiente o como parte de una estructura más grande. Tipos de seres vivos según su organización celular: 1.Independientes: Organismos unicelulares que pu...

ESTRUCTURA BACTERIANA La célula es la unidad de vida más pequeña que existe. Es la base de todos los seres vivos y puede funcionar de manera independiente o como parte de una estructura más grande. Tipos de seres vivos según su organización celular: 1.Independientes: Organismos unicelulares que pueden vivir y reproducirse por sí mismos, como las bacterias. 2.Colonias: Grupos de células similares que viven juntas, pero no forman tejidos complejos, como algunas algas. 3.Tejidos complejos: Organismos multicelulares donde las células se especializan y forman tejidos y órganos, como en los animales y plantas.. Tipos de células: 1.Eucariotas: 1. Tienen un núcleo definido que contiene el material genético. 2. Poseen organelos rodeados por membranas, como mitocondrias y cloroplastos. 3. Se encuentran en organismos como animales, plantas, hongos y protistas. 2.Procariotas: 1. No tienen un núcleo definido; el material genético está disperso en el citoplasma. 2. Carecen de organelos rodeados por membranas. 3. Se encuentran en organismos como bacterias y arqueas Células Eucariotas Las células eucariotas son aquellas que poseen un núcleo delimitado por una envoltura o membrana nuclear, donde se encuentra el material genético (ADN). Esta característica las diferencias de las células procariotas, que carecen de un núcleo definido. Células Eucariotas Características Principales de las Células Eucariotas 1.Núcleo: El material genético está dentro de una membrana nuclear, lo que permite una regulación precisa de la expresión génica y la replicación del ADN. 2.Organelos: Contienen varios organelos rodeados por membranas, cada uno con funciones específicas: 1. Mitocondrias: Generan energía. 2. Cloroplastos: Realizan la fotosíntesis (en células vegetales). 3. Retículo Endoplásmico (RE): Sintetiza proteínas (RE rugoso) y lípidos (RE liso). 4. Aparato de Golgi: Modifica y empaqueta proteínas y lípidos. 5. Lisosomas: Descomponen macromoléculas con enzimas digestivas. Complejidad Las células eucariotas son más complejas estructural, bioquímica y fisiológicamente que las procariotas, lo que permite una mayor especialización y eficiencia. Células Procariotas Son generalmente más pequeñas y simples que las eucariotas. No tienen un núcleo definido ni organelos rodeados por membranas. Características Principales: Más pequeñas que las eucariotas, típicamente entre 0.1 y 5 micrómetros de diámetro. El ADN está en una región llamada nucleoide, no dentro de una membrana nuclear. Es generalmente circular y puede tener plásmidos (pequeños fragmentos de ADN). No tienen organelos rodeados por membranas, pero sí ribosomas para la síntesis de proteínas. Se reproducen asexualmente por fisión binaria, dividiéndose en dos células hijas idénticas. Células Procariotas Estructuras básicas bacterianas Estructura Función Principal Características Distintivas Pared Celular Protección, forma, rigidez - Su principal componente es el Peptidoglicano - Gram-positivas tienen una pared gruesa y tienen Ácidos teicoicos - Gram-negativas tienen la pared delgada con membrana externa y lipopolisacáridos como componentes adicionales Membrana Barrera selectiva, transporte de - Bicapa lipídica con proteínas integrales y periféricas. Celular sustancias, producción de energía - Es el sitio de la cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa. Citoplasma Medio interno de la célula, - Gel acuoso que contiene ribosomas, inclusiones (gránulos de contiene los componentes almacenamiento), nucleoide y plásmidos. celulares - Sitio de muchas reacciones metabólicas. Nucleoide Contiene el material genético - Región del citoplasma que contiene el ADN cromosómico circular. - No está rodeado por una membrana nuclear. Plásmidos Moléculas de ADN - Pequeños, circulares y autónomos. extracromosómico - Confieren ventajas adaptativas (resistencia a antibióticos, producción de toxinas). Células Procariotas Estructuras Especializadas de las Bacterias Estructura Función Principal Características Distintivas Comparación Cápsula Protección, adherencia - Capa viscosa externa. Similar a la capa S, pero más - Composición variable gruesa y menos organizada. (polisacáridos, polipéptidos). - Impide la fagocitosis. Pili Adhesión, conjugación - Cortos y numerosos. Más cortos y numerosos que - Compuestos de pilina. los flagelos. - Tipo I: adhesión a superficies. - Tipo IV: conjugación. Flagelos Motilidad - Largos y filamentosos. Estructura compleja con - Compuestos de flagelina. cuerpo basal, gancho y - Diferentes tipos de filamento. distribución: monotricos, lofotricos, peritricos. Esporas Supervivencia en - Estructura latente y Permite a las bacterias condiciones adversas resistente. sobrevivir en condiciones - Pared gruesa y extremas. deshidratada. - Contiene ADN y pocas enzimas esenciales. Células Procariotas / Pared celular La mayoría de los procariotas poseen una pared celular que les proporciona rigidez y protección. Esta estructura es crucial para evitar la lisis celular debido a la presión osmótica del citoplasma y delimita la célula. Funciones Principales: 1. Proporciona una estructura rígida que mantiene la forma de la célula. 2. Evita la lisis celular al resistir la presión osmótica interna. 3. Define los límites de la célula, separándola del entorno externo. Células Procariotas / Pared celular Composición: La pared celular de las bacterias está formada principalmente por peptidoglicano (también conocido como mureína), un polímero que proporciona la rigidez necesaria. El peptidoglicano está compuesto por: 1. N-acetilglucosamina (NAG): Un azúcar aminado que forma parte de la estructura del peptidoglicano. 2. Ácido N-acetilmurámico (NAM): Otro componente azucarado que se une a NAG. 3. Enlaces β: NAG y NAM están unidos por enlaces β (1,4), formando largas cadenas. 4. Capas: Estas cadenas se organizan en capas que se entrecruzan, proporcionando una estructura robusta. Exclusividad: El peptidoglicano es exclusivo de las bacterias, lo que lo convierte en un objetivo importante para los antibióticos, como la penicilina, que inhiben la síntesis de la pared celular y, por lo tanto, matan a las bacterias. Células Procariotas / Pared celular Capas del Peptidoglicano: 1.Primera Capa: 1. Peptidoglicano Horizontal: Compuesto por una línea alternada de N- acetilglucosamina (NAG) y ácido N-acetilmurámico (NAM). 2. Estas cadenas se disponen horizontalmente, creando una red básica. 2.Segunda Capa: 1. Peptidoglicano Vertical: Formado por un tetrapéptido que se une a las moléculas de NAM. 2. Estos tetrapéptidos se extienden verticalmente y se entrecruzan con las cadenas horizontales de NAG y NAM, proporcionando una estructura tridimensional robusta. Tetrapéptido del Glicano: Cada tetrapéptido está compuesto por una secuencia específica de aminoácidos: L-alanina D-glutámico L-lisina (gran +) ácido diaminopimélico (gram-) D-alanina Células Procariotas / Pared celular Tercer capa: La unión de dos NAM vecinos Segunda Se forma un enlace peptídico entre el cuarto aminoácido de un tetrapéptido Los aminoácidos y la posición de este enlace se ha usado para clasificarlos Hans Christian Gram Bacteriólogo danés Desarrollo la tinción de Gram en 1884 Tinción diferencial mas usada Es la primer prueba ante un estudio o diagnostico PARED CELULAR SEGÚN EL GRAM Gram + Presentan varias capas de peptidoglucano entrecruzados entre si Retiene el tinte violeta por la estructura molecular de la pared, que atrapa el tinte en las múltiples capas de peptidoglicano. Poseen una membrana citoplásmica GRAM + Acid. Lipoproteico Pared de peptidoglucano Membrana plasmática Proteínas de membranas Gram - Presentan pocas capas de peptidoglicano, lo que hace que su pared celular sea más delgada. Poseen dos membranas: una interna (membrana citoplásmica) y una externa. La membrana externa contiene una bicapa lipopolisacárida (LPS), compuesta de fosfolípidos, proteínas y polisacáridos. No retienen el tinte violeta durante la tinción de Gram debido a la estructura de su pared celular. En su lugar, se tiñen de rosa o rojo con el colorante de contraste (safranina). Gram - Entre la membrana citoplasmática y la membrana externa hay una delimitación de espacio periplamico Es ocupado por periplasmas: Es una matriz isotónica Los oligosacáridos son moléculas importantes para la función celular, pero no son los responsables de la isotonicidad.  GRAM - Lipoproteína Membrana plasmática Pared de peptidoglucano Membrana Proteínas de plasmática membranas Gram - Membrana extracelular Permite la difusión de moléculas pequeñas Proporciona protección frente a agentes antibacterianos Contienen lipoproteínas especificas (receptores) Las LPS constituyen ciertas endotoxinas bacterianas que pueden ocasionan traumatismos en pacientes Característica Gram positivas Gram negativas Color de la célula después de la tinción de Gram Violeta Rojizo-rosado Géneros representativos Bacillus, Staphylococcus, Streptococcus Escherichia, Neisseria, Pseudomonas Componentes y estructuras distintivas Peptidoglicano Capa gruesa Capa delgada Ácido teicoico Presente Ausente Membrana externa Ausente Presente Lipopolisacáridos (endotoxinas) Ausente Presente Presentes (permiten el paso de moléculas a través de Proteínas porinas Ausentes la membrana externa) Periplasma Ausente Presente Características generales Generalmente más susceptibles (con notables Por lo general poco susceptibles (con notables Sensibilidad a la penicilina excepciones) excepciones) Sensibilidad a las lisozimas Sí No Bacterias acido alcohol resistentes Las BAAR tienen una pared celular única que las distingue de otras bacterias. En lugar de ácido N-acetilmurámico (NAM), estas bacterias contienen N-glicolimurámico en su pared celular. Debido a su estructura celular, presentan resistencia a las tinciones convencionales, como la tinción de Gram. Ácidos Micólicos: Estas bacterias poseen diferentes tipos de ácidos micólicos, que son ácidos grasos de cadena larga. Están unidos covalentemente a la arabinogalactana, que a su vez se enlaza a una delgada capa de peptidoglicano Bacterias acido alcohol resistentes Tipos de Ácidos Micólicos por Género: Corynebacterium: Poseen entre 22 y 38 tipos de ácidos micólicos. Rhodococcus: Poseen entre 34 y 64 tipos de ácidos micólicos. Mycobacterium: Poseen entre 60 y 90 tipos de ácidos micólicos. Nocardia: Poseen entre 34 y 60 tipos de ácidos micólicos La presencia de ácidos micólicos y la estructura de la pared celular proporcionan una barrera protectora contra agentes químicos y desecación. Los lipopolisacáridos (LPS) en la membrana externa pueden actuar como endotoxinas, causando respuestas inmunitarias severas en los pacientes Estas características hacen que las BAAR sean resistentes a muchos tratamientos antibacterianos y les permiten sobrevivir en condiciones adversas. Bacterias acido alcohol resistentes No se tiñen con tinción de Gram o cualquier otra coloración TINCION DE ZIEHL-NEELSEN Click to enter the title content Bacterias sin pared Mycoplasma y Ureaplasma Son las bacterias más pequeñas registradas, con tamaños que varían entre 0.2 y 0.8 micrómetros Por su ausencia de la pared celular, los hacen resistentes a antibióticos que atacan la síntesis de la pared celular, como la penicilina Contienen una gran cantidad de esteroles en su membrana, lo que les proporciona estabilidad y flexibilidad Los esteroles, como el colesterol, son raros en otras bacterias pero comunes en las células animales Estas características permiten a Mycoplasma y Ureaplasma adaptarse a diversos ambientes y sobrevivir en condiciones que serían desfavorables para otras bacterias. Click to enter the title content Bacterias sin pared Especie Enfermedades asociadas Características clínicas Fiebre, tos seca, dolor de garganta, a veces erupción cutánea. Puede causar Mycoplasma faringitis, traqueítis, complicaciones como pneumoniae bronquitis y neumonía. neumonía atípica. Fiebre puerperal, Infecciones del tracto genital Mycoplasma infecciones de trompas femenino, pueden causar hominis uterinas infertilidad. Uretritis, prostatitis, epididimitis. En neonatos Uretritis no gonocócica en puede causar neumonía, Ureaplasma varones, neumonías en meningitis y enfermedad urealyticum prematuros inflamatoria pélvica. Infecciones uretrales, otras Uretritis, cervicitis, Mycoplasma infecciones del tracto enfermedad inflamatoria genitalium genital pélvica. MEMBRANA CELULAR Delimita la célula, es similar a la membrana Eucariota Permite el intercambio de sustancia extra celular – intracelular. Incluye transporte pasivo (difusión simple y facilitada) y transporte activo (bombas de iones, endocitosis y exocitosis). Contiene receptores que permiten la comunicación celular y la respuesta a señales externas. Selectivamente permeable regula qué sustancias pueden entrar o salir de la célula, manteniendo un ambiente interno estable. Constituida por: Proteínas 50-75% Lípidos 20-35% Carbohidratos 10%  MEMBRANA CELULAR La membrana está constituida por una bicapa de fosfolípidosEsta bicapa proporciona fluidez y flexibilidad a la membrana. Repliegues Internos (Mesosomas): son invaginaciones de la membrana celular que intervienen en la división celular y en la distribución del ADN durante la replicación. Contiene los componentes de la cadena de transporte de electrones, que son esenciales para la respiración celular y la generación de energía (ATP). Estos componentes incluyen proteínas y complejos enzimáticos que facilitan el transporte de electrones y la producción de ATP a través de la fosforilación oxidativa. Citoplasma Es el contenido intracelular delimitado por la membrana celular. El citoplasma bacteriano contiene numerosos ribosomas, que son las estructuras responsables de la síntesis de proteínas. A diferencia de las células eucariotas, el citoplasma bacteriano no tiene organelos rodeados por membranas. El nucleoide es la región del citoplasma donde se encuentra el ADN de la bacteria. Contiene el único cromosoma de la célula, que es generalmente una molécula circular de ADN y a diferencia del núcleo en las células eucariotas, el nucleoide no está delimitado por una membrana nuclear. Citoplasma Los plásmidos son moléculas de ADN que existen independientemente del cromosoma bacteriano principal, contienen genes adicionales que no están presentes en el cromosoma principal de la bacteria. Muchos plásmidos portan genes que confieren resistencia a antibióticos, lo que puede ser una ventaja en ambientes con presencia de estos fármacos. También pueden transferirse entre bacterias a través de un proceso llamado conjugación, facilitando la propagación de características beneficiosas dentro de una población bacteriana. Citoplasma Los ribosomas contienen los componentes necesarios para ensamblar aminoácidos en proteínas según las instrucciones del ARN mensajero (ARNm). Tienen el ribosoma tipo 70S, compuestos por dos subunidades: una subunidad pequeña (30S) y una subunidad grande (50S). Contienen Gránulos de Polifosfato donde almacenan fosfato inorgánico, que puede ser utilizado en la síntesis de ácidos nucleicos y ATP. Cianoficina: Almacenan los compuestos nitrogenados, como arginina y ácido aspártico, que pueden ser utilizados en la síntesis de proteínas y otros procesos metabólicos. Vacuolas de Gas estas permiten a las bacterias regular su flotabilidad en medios acuáticos, facilitando el acceso a luz y nutrientes. Flagelos Los flagelos son complejas estructuras de proteínas ancladas en la membrana celular. Junto con los sistemas de señalización química, las bacterias pueden usar sus flagelos para moverse hacia una fuente de nutrientes o alejarse de un entorno desfavorable. Se conocen tres tipos de disposición: monótrico (flagelo polarúnico), lofótrico (múltiples flagelos polares) y perítrico (flagelosdistribuidos sobre la totalidad de la célula). Vibrio cholera Helycobacter pillory Espiroqueta sp. Sp. Escherichia coli Pilis Similares a los flagelos pero más cortas y numerosas. Estos no participan en la motilidad, pero permiten a las bacterias adherirse a superficies, tejidos del huésped o entre sí, facilitando la colonización y la formación de biopelículas. Clasificación: Las fimbrias, ayudan en la adhesión a superficies. Pilis Sexuales permiten el intercambio de material genético entre bacterias a través de un proceso llamado conjugación bacteriana. Durante este proceso, un pili sexual (o pili F) se extiende desde una bacteria donante y se une a una bacteria receptora, formando un puente a través del cual se transfiere el ADN plasmídico. Pilis En el caso de E. coli enteropatógena, tanto las enterotoxinas como las pilosidades codificadas por plásmidos contribuyen a la capacidad de esta bacteria de causar diarrea. Las enterotoxinas dañan las células del intestino, mientras que las pilosidades permiten a la bacteria adherirse a las células intestinales y colonizar el intestino.  Capsula Es una estructura externa que rodea la pared celular de algunas bacterias. Generalmente compuesta de polisacáridos, aunque algunas cápsulas pueden contener polipéptidos. Es una capa viscosa y gelatinosa que puede ser gruesa o delgada, dependiendo de la especie bacteriana. Funciones: 1. Proporciona protección contra la desecación y la fagocitosis por parte de células del sistema inmunitario del huésped. 2. Facilita la adherencia a superficies y tejidos, lo que Algunas bacterias están ayuda en la colonización y formación de biopelículas. encapsuladas. Esta cápsula inhibe la fagocitosis y es una propiedad 3. Confiere resistencia a ciertos antibióticos y patógena importante de bacterias agentes antimicrobianos. como Haemophilus influenzae, neumococo y meningococo. Capsula La inyección de millones de neumococos no encapsulados en el peritoneo de un ratón no es letal, mientras que inyectar unos cientos de microorganismos encapsulados sí lo es.