Microbiología CLASE 1 - Estructura y fisiología bacteriana.pdf

Clasificación fenotípica: basada en estructuras y funciones (ej. Tinción de gram, morfología, escalas bioquímicas) ¿QUÉ ES LA MICROBIOLOGÍA?...

Clasificación fenotípica: basada en estructuras y funciones (ej. Tinción de gram, morfología, escalas bioquímicas) ¿QUÉ ES LA MICROBIOLOGÍA? Clasificación genotípica: relación filogénetica (ANDr 16s, 23s, etc) las Es el estudio de los organismos, del grupo amplio y diversos de comparaciones se realizan a través del ANDr organismos microscópicos que existen como células aisladas, también TINCIÓN DE GRAM – CRISTAL VIOLETA incluye el estudio de virus (no son celulares, pero sí microscópicos) Bacterias: microorganismos comúnmente unicelulares, distinta forma (bacilos, redondos, espirales, comas) Se utilizaba un colorante → CRISTAL VIOLETA. Tiñe las bacterias, se fija con Yodo, y el colorante quedaba retenido; cuando se le agregaba alcohol, el colorante se salia de algunas bacterias y permanecía en otras. Pueden estar: GRAM + : cuando se les agrega alcohol, se mantiene el colorante. - Aislados - Cadenas o dúos GRAM - : no son capaces de retener el colorante. →Estudio de la microbiología: Anton van Leeuwenhoek. En un medio de cultivo se observan como COLONIAS, que se forman de un microorganismo inicial: UFC (UNIDAD FORMADORA DE COLONIAS) CLASIFICACIÓN DE LAS BACTERIAS TEMPERATURA Se pueden clasificar según la capacidad para crecer en un ambiente determinado a ciertas temperaturas. Hay diferencias y similitudes entre las bacterias y eucariontes. ➔ El grupo llamado ARCHAEA es el más parecido a las Eucariotas que a las Bacterias. Bacterias → GRAM POSITIVAS Y NEGATIVAS GRAM → fundamental para clasificar las bacterias, permite ver diferencias estructurales de la envoltura de estos microorganismos. DIFERENCIAS ENTRE PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS FASE LAG O ADAPTACIÓN: se adaptan al medio en que están siendo cultivadas → AJUSTE INZIMÁTICO. FASE EXPONENCIAL: división y multiplicación bacteriana. FASE ESTACIONARIA: los organismos vivos y muertos llegan a una equivalencia (se mantiene el crecimiento de forma constante, exponencial). El medio es cerrado (cultivo) no hay ingreso de nutrientes ni eliminación de sustancias tóxicas que va llevando a la muerte. FASE DE DECLIVE: el número de microorganismos que se estaban Diferencias en la presencial de organelos, las procariotas solo poseen dividiendo comienza a reducirse debido al aumento de los elementos ribosomas, no existe compartimelización, por lo tanto, no habrá tóxicos. núcleo. ➔ Las bacterias cuando se multiplican tienen que dividir todas - Células eucariotas con membranas intracelulares. sus estructuras, incluyendo la pared celular y su material - Bacterias no compartimentadas por membranas. interior (ADN, ribosoma, membrana citoplasmática, etc.) - Pared celular (peptidoglicano en bacterias), aquí es donde se retiene el colorante. - Velocidad de reacciones (producción de proteínas, división celular, etc) CRECIMIENTO BACTERIANO Para cada división, son aprox 20 min. Se parte de una CÉLULA MADRE, que se elonga y forma el SEPTO, ESTRUCTURAS BACTERIANAS y se separa en células hijas. La bacteria necesita tiempo, energía, GRAM +: hay una gruesa pared celular, compuesta por peptidoglican. duplicar el material genético y elongar la pared celular. No hay membrana externa. GRAM -: es una pared más delgada y ocupa el 10% de la envoltura. Tienen una segunda membrana, MEMBRANA EXTERNA, es la principal diferencia. Todos los elementos de la membrana externa (hay lipopolisacáridos) no están en GRAM +. Elementos accesorios de las bacterias: CÁPSULAS (neumococos poseen cápsula) ESTRUCTURA DE LA ENVOLTURA BACTERIANA DIVALENTES de Mg o Zinc → Mantener en la superficie de la membrana externa. GRAM NEGATIVA: Es ASIMÉTICA, por el lado que da al PERIPLASMA, tiene FOSFOLÍPIDOS, en la cara externa tiene FOSFOLÍPIDOS Y LPS. Está la MEMBRANA CITOPLASMÁTICA, esta bacteriana tiene una capa delgada de peptidoglican, en la zona externa está la Proteínas de membrana externa → PORINAS; paso de elementos MEMBRANA EXTERNA. hidrofílicos, agua, iones, vitaminas, etc. La zona donde está el peptidoglicano se denomina PERIPLASMA. ➔ PROTEÍNAS PBP; unión a penicilina, favorecen elongación y síntesis de peptidoglican. La pared de peptidoglicano está anclada a la membrana interna y externa mediante LIPOPROTEÍNAS. ➔ ATPasa; transportadoras, saca elementos del citoplasma al periplasma para que lleguen a la membrana externa o se La membrana externa tiene LIPOPOLISACÁRIDO (solo Gram mantengan en periplasma como algunas enzimas. Producen negativas), le dan carga +. ATP. ➔ PROTEINAS SecA; de secreción, translocan proteínas o algún elemento en el periplasma o en la mb externa. Membrana citoplasmática → fosfolípidos + proteínas. LIPOPOLISACÁRIDO (LPS) GRAM +: el peptidoglican ocupa un espacio mayor en la pared. Unido por lipoproteínas. Llevan ÁCIDOS LIPOTEICOICOS y ÁCIDOS TEICOICOS, que tienen función parecida a LPS → estabilidad estructural a la pared, y - En envoltura de bacterias GRAM NEGATIVAS. funciones como la captación de IONES DIVALENTES. - Macromolécula compleja: lípidos + carbohidratos. Los ácidos contribuyen a la carga negativa de las bacterias + - Representa el 75% de la superficie bacteriana. - Se estabiliza con cationes divalentes → Zn o Mg. - Llamado ENDOTOXINA. Lípido A → función de toxina. PROTEÍNAS DE LA MEMBRANA EXTERNA (OMPs) Facilitan la entrada de METABOLITOS específicos como la VITAMINA B12, HIERRO O MALTOSA. Y otras generales como moléculas hidrofílicas. Forman TRÍMEROS, barriles con láminas beta. ESPACIO PERIPLÁSMICO - N – acetilglucosamina. Está entre 2 membranas. - Ácido N – acetil murámico. (-) tiene enzimas para síntesis de peptidoglican (PBP); proteínas CHAPERONAS, que toman proteínas sin plegar y las llevan a la - Pentapeptido. membrana externa. ESTRUCTURA DE LA PARED BACTERIANA ENZIMAS PBP → se produce TRANSGLICOSIDACIÓN, se unen los COMPONENTES DEL PERIPLASMA polímeros, se elongan y crece la pared. - Enzimas degradativas: nucleasas, proteasas Se estabiliza por la unión del PENTAPEPTIDO a uno de otra cadena, - Proteínas transportadoras: captación de fierro formando un red entrecruzada. Para esta unión se requiere de una - Chaperonas periplásmicas: exportación de proteínas. TRANSPEPTIDACIÓN a través de proteínas PBP. - Enzimas inactivantes de antibióticos: Beta – lactamasas. MEMBRANA PLASMÁTICA - Sensores: osmolaridad Principales fosfolípidos bacterianos: PEPTIDOGLICAN (MUREÍNA) - Fosfatifil glicerol - Estructura indispensable presente solo en DOMINIO BACTERIA (hay excepciones) - Fosfatidil etanolamina (mayoritario) - Polímero altamente ENTRECRUZADO. - Disfosfatidil glicerol - Principal función → PROTECCIÓN DE LISIS OSMÓTICA (que las bacterias no se rompan si entra mucha agua) Principales acidos grasos bacterianos: - Mantención de tamaño y forma de la célula bacteriana, no - Ácido palmítico (saturado) da la forma (genética) - Anclaje de ÁCIDOS TEICOICOS, polisacáridos capsulares, - Ácido palmitoleico (insaturado) y oleico proteínas, lipoproteína de BRAUN. - Importante rol en CRECIMIENTO Y DIVISIÓN. COMPONENTES BÁSICOS DEL POLÍMERO DE PEPTIDOGLICAN  en ese momento, si el destino es la membrana externa, otra chaperona está en el periplasma, lo toma y lo lleva al complejo BAM. - En la membrana externa: diversas proteínas, como PORINAS, que se encargan de captura de sustancias útiles, también puede haber Nucleasas o DNAsas. - hay otros transportadores que llevan las biomoléculas directo al exterior. Esta mb es similar a la de los eucariontes, pero esta tiene AUSENCIA DE ESTEROLES COMO EL COLESTEROL. FUNCIONES ASOCIADAS A LA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA - Barrera de permeabilidad selectiva - Procesos energéticos: - Transporte electrónico: genera protones (respiración ¿POR QUÉ SE LIBERA AL MEDIO EXTERNO? celular) - Gradiente de protones: síntesis de ATP Son elementos propios de patógenos, como, por ejemplo, enzimas que degradan cuerpos, proteínas que capturan hierro, etc. - Anclaje de proteínas celulares RIBOSOMAS: TRADUCCIÓN DE PROTEÍNAS - Secreción de proteínas, toxinas, etc. ¿CÓMO SE LAS ARREGLAN LAS BACTERIAS GRAM NEGATIVAS PARA AGREGAR COMPONENTES EN SU ENVOLTURA? La mb externa hace que sea menos permeable. ➔ Se hace con TRANSPORTADORES CITOPLASMÁTICOS. Los ribosomas de las bacterias sintetizan proteínas, pasan de la MB INTERNA al PERIPLASMA, mediante BAM (proteína), captura péptidos o proteínas que llegan a su membrana externa. Son elementos que permiten la síntesis de proteínas. ➔ Se necesita un transportador de membrana interna (SEC Diferencias como: dependiente y hay independientes) para que pase al pariplasma y luego el complejo BAM de la membrana lo - Tamaños de los ribosomas bacterianos, son mas pequeños. distribuye. - Tiene 50 a 30 s valor de sedimentación. - Tiene ARN ribosomales de 16s/23s/5s y lo peculiar, es que ¿LAS PROTEÍNAS DEBEN IR PLEGADAS O NO? son utilizados para estudiar filogenia. Las CHAPERONAS reconocen la señal, toman la proteína sin estar plegada (para que no se incorpore antes) y luego es llevado al periplasma, dependiendo del lugar final adopta o no su conformación final, por ejemplo, en el periplasma lo adopta su conformación final POLISOMAS O POLIRIBOSOMAS - Motilidad bacteriana → bomba de protones. - Adherencia - Ventaja adaptativa - Factor de virulencia, se mueve por el daño de velocidad. NO tiene compartimiento intracelular, no hay membrana. cuando se sintetiza ARN, va a ser blanco directo de los ribosomas. La síntesis de ARN mensajero es mucho más rápido. Hay sistema de secreción tipo 3, forma parte del filamento, permiten ADN BACTERIANO: NUCLEOIDE el paso del citoplasma al periplasma. - Información genética. - Cromosoma circular de ADN doble hebra. - No posee histonas, LIGHT HISTONAS con bajo peso molecular, polaridad +, sirve para compactar. - No se encuentra rodeado de membrana nuclear - Algunas bacterias pueden tener dos cromosomas. - ADN extracromosomal: plásmidos. DIVISIÓN CELULAR Y MORFOLOGÍA exporta proteínas del medio citoplasmático al medio extracelular. Por fuerza protón motriz. Realiza movimiento en Depende de la pared celular, y también de estructuras similares al sentido antihorario u horario. citoesqueleto/micro túbulos llamadas FTS2, MREB con las actinas y Pueden ser: monotricos, anfitricos, lofotrica y peritrica. las CRES con los filamentos intermedios. FIMBRIAS FLAGELOS - Estructuras cortas en la superficie bacteriana. - Apéndice proteico  - Muy comunes en bacterias GRAM NEGATIVAS y en algunas GRAM POSITIVAS. - Adherencia a superficies, sustratos y otras células o Son parte de esta esporas los tejidos, por lo tanto, se considera factor de virulencia. ÁCIDOS DIPICOLINICOS, y dentro - Son determinantes de virulencia (colonización) de las esporas irá el ADN, proteínas, etc. Gracias a que - Dominio tipo – lectina. esto prolifera creará una nueva - Variación fase: FIM + FIM – célula bacteriana. - En E. coli, el pili F o pili sexual, estabiliza la unión bacteriana durante el proceso de conjugación. Se realiza una transferencia de material genético, como por ejemplo, plásmidos. ADICIONAL Los flagelos son más largos que las fimbrias. Las bacterias son capaces de ocultar estos elementos para evadir respuestas inmunológicas. CAPSULA Capsula: protegen a la bacteria de la fagocitosis - Polímero + los que tienen capsula, fimbrias y flagelos tendrán una mayor extracelular, principalmente capacidad adaptativa. de polisacáridos, sintetizado Esporas: solo algunas bacterias las desarrollan, como bacillus y tridium por la bacteria en su ambiente natural. En el caso de las esporas para la división, se forma un tabique polar, se guarda el material genético en un lado y en el otro. El guardado - Protección de la está protegido por una estructura sólida, resistente a la radiación, bacteria a la fagocitosis desecación. (factor de virulencia) Se forma una corteza de proteína, una capa también de peptidoglican - Protección contra agentes antibacterianos. y además tendrá la membrana citoplasmática. Dentro de la - Capacidad antigénica. endoespora estaran los ribosomas y el material genético. ESPORAS: factores de resistencia Ahora la bacteria tendrá la CELULA VEGETATIVA y la ENDOESPORA. Luego muere lo que rodea a la endoespora. - Fase I: formación del filamento. - Fase II: formación del septo acéntrico. Los plásmidos se pueden perder si no existe la variabilidad selectiva - Fase III: formación de la forespora. q le diga a la célula q debe conservar tales plásmidos. - Fase IV: formación de la corteza. - Fase V: síntesis de las cubiertas. - Fase VI: maduración de la PREESPORA a ENDOSPORA. - Fase VII: liberación de la espora.