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Células eucariontes y
procariontes.Estructuras importantes
en ambos tipos celulares
a.-Pared celular:en los procariontes, esta es una estructura
rígida que envuelve la membrana citoplasmática y es
responsable de la forma de la célula y de su protección contra
la lisis osmótica.Muchas células eucariontes tienen pared
celular, como las algas y las plantas.
b.-Membrana citoplasmática : barrera de
permeabilidad,constituida por una capa doble de fosfolípidos
y proteínas.
c.-Ribosomas : lugar de síntesis proteica. Formados por
proteínas y ARN.En los eucariontes los ribosomas son
mayores y más densos.
d.-Región nuclear : en célula procarionte se
denomina nucleoide,presenta una única
molécula larga y circular de ADN doble.el
cromosoma bacteriano está ligado a la
membrana plasmática ,no contiene histonas y
no se encuentra rodeado por una membrana
nuclear.En las células eucariontes , se observa
un núcleo verdadero.
Bacterias
• Se han descrito miles de especies de bacterias,tanto
patógenas como benéficas.
• Son los seres vivos más pequeños y más simples desde
el punto de vista estructural.
• La ausencia de compartimentos separados por
membranas hace que los metabolitos difundan por el
citoplasma.
• A pesar de su simplicidad estructural, las bacterias son
seres complejos y diversificados desde un punto de
vista bioquímico,lo que ha permitido su adaptación a
las más variadas condiciones de vida.
Formas bacterianas
• La mayor parte de las bacterias adoptan
formas características, aunque en ocasiones la
configuración puede verse influida por las
condiciones del medio de cultivo. Son
unicelulares, pero también aparecen
agrupadas cuando se mantienen unidas tras la
bipartición. Entre las formas más comunes
destacan las siguientes:
Formas bacterianas
• Cocos :
* Cocos, de aspecto redondeado, que
aparecen aislados o en grupos de dos:
diplococos, otras veces forman cadenas
arrosariadas: estreptococos, grupos
arracimados: estafilococos, o masas cúbicas:
sarcinas. Esta diversidad depende de que la
división de las células se dé a lo largo de uno,
dos o tres ejes.
Las bacterias con forma de cocos tienen una
relación superficie/volumen mínima, son
bacterias con poca relación con el exterior,
muy resistentes y se transmiten por el aire.
Son pequeñas y exigentes con el medio de
cultivo. Suelen ser patógenas: Streptococcus,
Staphylococcus, etc.
• * Bacilos, alargados y cilíndricos, en forma de bastón; a
veces se presentan en cadenas lineales o ramificadas.
Presentan mayor relación superficie/volumen que los cocos
y obtienen nutrientes con mucha mayor efectividad, por lo
que pueden vivir en lugares pobres en nutrientes (vías
urinarias, agua ....). Por el contrario, son menos resistentes,
susceptibles a los cambios ambientales y no pueden
transmitirse por el aire, sólo lo hacen por líquidos o
superficies húmedas. Los más grandes (Baccillus y
Clostridium) desarrollan endosporas para resistir los
períodos de condiciones precarias.
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• * Espirilos, con forma de hélice o espiral; las
espiroquetas tienen un aspecto similar, pero con
la espiral más acusada. Las formas espirales se
mueven en medios viscosos avanzando en
tornillo. Su diámetro es muy pequeño, lo hace
que puedan atravesar las mucosas; por ejemplo:
Treponema pallidum, causante de la sífilis. Son
más sensibles a las condiciones ambientales que
los bacilos, por eso cuando son patógenas se
transmiten por contacto directo (vía sexual) o
mediante vectores, normalmente artrópodos
hematófagos.
• * Vibrios, que son muy cortos y curvados, en
forma de coma. Ejemplo: Vibrio cholerae.
• FUNCIONES DE NUTRICIÓN EN LAS BACTERIAS
•
La mayor parte de las bacterias son heterótrofas y deben tomar el
alimento orgánico sintetizado por otros organismos. La obtención
del alimento la hacen por diversos caminos:
• * Las bacterias de vida libre suelen ser saprófitas, viven sobre
materia orgánica muerta.
• * Muchas viven en relación estrecha con otros organismos. De ellas,
la mayoría son comensales y no causan daños ni aportan beneficios
a su huésped; algunas son parásitas (producen enfermedades) y
otras son simbiontes.
• Otras bacterias son autótrofas y utilizan
compuestos inorgánicos para su nutrición.
• Independientemente del tipo de nutrición, las
bacterias pueden necesitar el oxígeno
atmosférico (bacterias aerobias) o no (bacterias
anaerobias). Para algunas bacterias anaerobias el
oxígeno es un gas venenoso (anaerobias
estrictas), otras lo utilizan cuando está presente,
aunque pueden vivir sin él (anaerobias
facultativas).
Estructura de una célula bacteriana
Elementos distintivos
• Mesosoma : pliegue que presenta la
membrana plasmática hacia el interior de la
célula bacteriana.
Laminillas o lamelas: Se trata de pliegues membranosos que se
extienden desde la membrana plástica hacia el interior (abiertos:
no forma compartimentos). Su función puede ser muy diversa
dependiendo de el organismo que se trate, como por ejemplo:
presentar pigmentos relacionados con la fotosíntesis
(bacteriorodopsina o bacterioclorofíla) o partículas captadores
de nitrógeno molecular, etc.).
Bacterias gram positivas y gram
negativas
• En las bacterias , la pared celular ha servido
como criterio de clasificación.
• En 1884, el bacteriólogo danés Christian Gram
desarrolló un método para observar bacterias
al microscopio óptico empleando una tinción
específica (cristal violeta).
• Las Gram positivas, se tiñen.Las gram
negativas,no se tiñen.
• La pared de las gram positivas está formada
por peptidoglicano y ácido teitoico.
• La capa de peptidoglicano confiere una gran
resistencia a la bacteria y es responsable de
retener el tinte.
• La pared de las gram negativas tienen una
capa de peptidoglicano pero más delgada , lo
que deja escapar el tinte.
Comparación de las envolturas
celulares bacterianas
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Gram positivas:
1.-membrana citoplasmática
2.-peptidoglicano
3.-fosfolípido
4.-proteínas
5.-ácido lipoteitoico
Gram negativas:
1.-membrana citoplasmática
2.-espacio periplasmático
3.-membrana externa
4.-fosfolípidos
5.-peptidoglicano
6.-lipoproteína
7.-proteínas
8.-lipopolisacáridos
9.porinas
Ejemplo de bacterias gram-positiva:
Streptococcus pneumoniae
Ejemplo de bacteria Gram-negativa:
Vibrio cholerae
Cápsula bacteriana
• En numerosas bacterias se forma en la parte
externa de la pared una cápsula viscosa
compuesta por sustancias glucídicas.Esta
envoltura, que se presenta en casi todas las
bacterias patógenas, las protege de la
desecación y de la fagocitosis por los
leucocitos del hospedador, así como del
ataque de los anticuerpos ,lo que aumenta la
virulencia de las bacterias encapsuladas.
Reproducción de las bacterias
• Las bacterias se reproducen por simple división o fisión
binaria. Durante este proceso, las células duplican su ADN y
luego lo reparten equitativamente entre las células hijas,
junto con los diferentes componentes celulares.
• La cantidad de bacterias presentes en un medio
determinado, donde existan condiciones óptimas de
nutrientes,temperatura,luminosidad,entre otros
factores,puede aumentar con el tiempo en forma
exponencial.
• La mayoría de las bacterias se divide, generalmente ,en
menos de una hora cuando se encuentran en condiciones
óptimas.
Reproducción de las bacterias
Fisión binaria
• Comienza con la replicación del ADN que consta
de una sola molécula circular.Luego se ancla a la
membrana plasmática en los polos de las células.
• La fisión binaria depende de la proteína FtsZ que
forma un anillo en el ecuador de la célula y
reclutan a las demás proteínas que dirigen el
crecimiento de la pared celular y de la membrana
plasmática hacia el interior.
• La proteína FtsK coordina la separación de las
células hijas(citocinesis).
• El ADN bacteriano tiene tasas de mutación
elevadas.De esta manera, la rápida
reproducción bacteriana da amplias
oportunidades para que se produzcan nuevas
cepas capaces de desarrollar resistencia a
antibióticos y les ayuda a proliferar en una
gran variedad de ambientes.
Crecimiento bacteriano
• Si se observa el crecimiento de bacterias en un cultivo,se obtiene
una curva en la que se pueden reconocer diferentes etapas o fases:
• (1) Fase de latencia: período en que las bacterias se están
adaptando a las condiciones ambientales para iniciar su
crecimiento,lo que requiere de la síntesis de nuevas proteínas y
enzimas.
• (2) Fase exponencial: multiplicación acelerada de las
bacterias,debido a que las condiciones del medio son óptimas.
• (3) Fase estacionaria: el crecimiento de la población bacteriana
experimenta una reducción debido al agotamiento de los nutientes
y por la acumulación de desechos metabólicos producidos por las
propias bacterias.
• (4) Fase de declinación : aumento sostenido de la mortalidad de la
población, lo que determina su extinción.
Transferencia de material genético en
bacterias
Transferencia de material genético por inserción
en una célula receptora de un fragmento de
ADN genéticamente diferente.Existen distintos
mecanismos.
Implica la inserción de fragmentos de
ADN libre, provenientes de otras
bacterias destruidas.
Se transfieren ciertos genes, desde
una bacteria a otra, a través de un
puente proteico llamado Pili. Puede
ser plasmidial o cromosomal.
El fragmento de ADN se transfiere
mediante la participación de un virus.
Bacterias beneficiosas
• las bacterias son más beneficiosas que
perjudiciales para las personas. Sólo una muy
pequeña parte de las bacterias son patógenas
para el hombre. El resto pueden ser
indiferentes o beneficiosas.
• Industria alimentaria. Varios alimentos y bebidas
se producen utilizando la fermentación producida
por ciertas bacterias. Ej. Producción de yogurt,
quesos, aceitunas.
• Control de plagas. Se pueden utilizar para
introducir en las plantas genes de otras bacterias
que sintetizan toxinas que las defienden de sus
enemigos naturales (por ejemplo los insectos), así
obtenemos plantas resistentes a ciertas plagas.
• Descontaminación biológica. Hay bacterias que se
utilizan en el tratamiento de aguas residuales,
para la descomposición de desechos sólidos.
• Flora bacteriana. En el cuerpo humano se
encuentran bacterias muy beneficiosas dentro
del intestino (Bacteroides, Lactobacillus) que, a
cambio de comida y un lugar donde vivir,
sintetizan para nosotros vitamina K, vitamina
B12, que son elementos esenciales para la vida
humana.
• También hay bacterias que defienden al ser
humano de las agresiones de las bacterias
patógenas, pues “invaden” el organismo y no
dejan sitio para que las dañinas entren e
infecten. En este caso, se dice que actúan
como un escudo protector.
• La fijación del nitrógeno en las plantas
leguminosas es debida a la simbiosis de unas
bacterias (Agrobacterium, Rhizobium,
Bradirhizobiun) con la misma planta. Esta
simbiosis consiste en que la planta le da
alimento a la bacteria, y la bacteria le da el
nitrógeno que requiere la planta. Luego, Las
personas se alimentan de las legumbres que
se han enriquecido con ese nitrógeno tan
necesario para el ser humano.
• En Medicina, utilizamos las bacterias para
producir antibióticos (bacitracina, polimixina)
o transformamos genéticamente ciertas
especies como Escherichia coli y Bacillus
antracis, para que fabriquen elementos
imprescindibles para remediar ciertas
enfermedades como la diabetes (insulina).
Biotecnología y bacterias