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Autor
M en C. ADA ELIA DÍAZ GONZÁLEZ BORJA
Octubre 2015
PROGRAMA EDUCATIVO:
LICENCIATURA EN MEDICO VETERINARIO ZOOTECNISTA
UNIDAD DE APRENDIZAJE
BACTERIOLOGÍA Y MICOLOGÍA
UNIDAD DE COMPETENCIA I
OBJETIVO
Que el estudiante conozca las principales estructuras que componen
a la célula bacteriana, así como su función.
.

En las últimas décadas se han hecho importantes avances en el
estudio de la ultraestructura bacteriana, lográndose una
identificación bioquímica de muchas fracciones subcelulares; estos
avances han permitido ubicar a las bacterias en el reino
Procaryotae.

El conocimiento de las diferentes estructuras y composición ha
permitido comprender como muchas bacterias se relacionan con el
hombre, ya sea como integrantes de la flora normal o como
agresoras para el mismo.

Estructuras bacterianas bien identificadas son inmunógenos
importantes, que permiten el desarrollo de vacunas, logrando
verdaderos avances en la medicina de los últimos años.

Ejem. Vacunas contra microorganismos causantes de meningoencefalitis
supurada como
Haemophilus influenzae
tipo b y
Neisseria
meningitidis (meningococo) A, B y C.
Las estructuras bacterianas se pueden clasificar en:
Estructuras internas o intracitoplásmicas
 Material genético
 Ribosomas
 Cuerpos de inclusión
 y otras..
Estructuras externas o envoltura celular:




Membrana plasmática
Pared celular
Cápsula y
Apéndices como fimbrias o pilis y flagelos.
Contienen los sitios de transporte para nutrientes, interviene en la relación huésped parásito,
es blanco de las reacciones del sistema inmune y puede contener estructuras tóxicas para el
hospedero.
.
El citoplasma bacteriano es un gel de alta presión osmótica,
compuesto por agua, proteínas, hidratos de carbono, lípidos,
compuestos minerales.
Función

Crecimiento celular.
 Metabolismo
 Reproducción
Citoplasma
Estructuras internas
Nucleoide.
 Plásmidos
 Ribosomas.
 Mesosomas
 Inclusiones de diversos materiales
nutritivos.
 Vacuolas

Citoplasma
nucleoide

El material nuclear bacteriano no se
encuentra delimitado por una
membrana.

Contenido en una región discreta del
citoplasma, llamada nucleoide

El genoma (información genética)
esta contenido en una molécula
circular de ácido desoxirribonucleico
(ADN) de doble cadena, considerado
como un cromosoma único.

Opcionalmente,
plásmidos
además,
por

El ADN de la bacteria esta constituido
por una sola molécula en doble hélice
(esta molécula es grande en
comparación con el tamaño de la
bacteria).

Es circular.

Esta superenrollado.
 Elementos
genéticos extracromosómicos con
capacidad de replicación autónoma.

 Son
pequeñas moléculas de ADN circular, presentes
en el citoplasma, de forma independiente al
genoma.
 Función:
Confieren nuevas propiedades fenotípicas a
las bacterias que los poseen.
 Se
transfieren a otras bacterias a través de dos
formas:
 Fisión binaria
 Durante el proceso
de conjugación (intercambio
de información genética) a través de un pili.

Resistencia a antibióticos (plásmidos R), estos pueden ser transferidos
a partir de miembros de la flora bacteriana normal a bacterias
patógenas.

Resistencia a metales pesados (mercurio).

Plásmidos de virulencia.


Producción de bacteriocinas


Son proteínas tóxicas producidas por bacterias que matan a otras de la
misma especie.
Utilización de hidrocarburos como las Pseudomonas.


producción de toxinas, factores de penetración en tejidos, adherencia a
tejidos del hospedador, etc., en ciertas bacterias patógenas.
Degradación de tolueno, xileno, alcanfor, etc.
Interacciones simbióticas y fijación de nitrógeno en ciertos Rhizobium.
o
Los ribosomas están compuestos de
proteínas en un 35% y de ARN ribosomal
en un 65%.
o
Función: Contienen todos los componentes
que permiten la síntesis proteica.
o
Forman cadenas llamadas polirribosomas o
polisomas, se asocian a diferentes
segmentos del cromosoma bacteriano/ o
membrana citoplasmática
o
Los ribosomas tienen un coeficiente de
sedimentación de 70S.
o
El número de ribosomas en una célula
bacteriana, varía:


Con base a la fase de crecimiento y
A las condiciones de cultivo, generalmente
son más abundantes en fases de crecimiento
logarítmico.

Son estructuras membranosas intra
citoplásmicas que se observan en la mayor
parte de las bacterias.

Son invaginaciones
citoplásmica.


de
la
membrana
Tabiques transversales
Zonas cercanas a los nucleoides.
 Funciones:
 Formación del septo transversal.
 Participan en los procesos de remodelación de la
pared celular, así como favorecer el transporte de
electrones y síntesis de componentes.
 Secreción de ciertos exoenzimas en Bacillus

Las inclusiones citoplasmáticas, son acúmulos de sustancias
orgánicas o inorgánicas, rodeadas o no de una envoltura
limitante de naturaleza proteínica, que se originan dentro
del citoplasma bajo determinadas condiciones de
crecimiento.

Son reservas de fuentes de C o N (inclusiones orgánicas).

Son reservas de fuentes de P o S (inclusiones inorgánicas).

Su presencia depende de las condiciones de cultivo y del estado
funcional de la célula bacteriana.

Ejemplo: gránulos de polifosfato/metacromáticos, presentes en
bacterias de los géneros Corynebacterium y Micobacterium y
otras.

Bacterias acuáticas fotosintéticas verdes pueden
contener clorosomas, cuya función es captar la luz.

Cianobacterias: contienen gránulos de cianofina cuya
función es reserva de nitrógeno.

Cianobacterias contienen gránulos de ficobilisomas
cuya función es captar energía de la luz y transferirla a
la clorofila.
Muchos
tipos
de
bacterias,
contienen
gránulos de glucógeno
cuya
Función: reserva
fuente de carbono
Imagen: microscopía electrónica de transmisión se observan
los gránulos de glucógeno como puntos negros
de

Gránulos de cianoficina: son gránulos refringentes de cianobacterias.


Función: reservas de fuente de N.
Gránulos de polifosfato/ gránulos de volutina/metacromáticos: Son
acúmulos de polifosfato, es un modo osmóticamente inerte de acumular
fosfato.

Función: Reserva intracelular de fosfato y energía, que puede utilizarse en la
síntesis de ATP.
Granulos de poly B hidroxibutirato
Función: Reserva
carbono
de energía y

Granulos de azufre: En dos grupos de eubacterias que usan el sulfuro de
hidrógeno (SH2) como fuente de energía.


Bacterias fotosintéticas purpúreas del azufre
Bacterias filamentosas no fotosintéticas (Beggiatoa, Thiotrhix).
Granulos de poly B hidroxibutirato
Función: Reserva
carbono
de energía y
Glóbulos de azufre:
bacteria gigante Thiomargarita.
Obsérvese su gran refringencia
Función: reserva de azufre.
Fotografía microscopio óptico.
Bacteria gigante descubierta en un lago
de Namibia. Se observan sus glóbulos
“perlados” de azufre.
VACUOLAS DE GAS

Las bacterias tienen una densidad mas elevada a la del
agua, en un medio acuosos tienden a sedimentarse.

Estructuras responsables de que las células floten, en
respuesta a factores microambientales.

Estructuras huecas, rígidas de diferente longitud,
llenas de gas, ubicadas en el citoplasma de bacterias
acuáticas fotosintéticas pueden contener vacuolas de
gas en el citoplasma.

Composición: naturaleza proteica GvpA (hidrofobica
97%) y GvpC.

Función: La función de estas vacuolas es mantener un grado de
flotabilidad óptimo en los hábitats acuáticos a las bacterias que las
poseen, permitiéndoles alcanzar la profundidad adecuada para su
modo de vida:

Obtención de una intensidad adecuada de luz
Concentración óptima de oxígeno
Concentración de nutrientes.


Ejemplo:

Eubacterias fototrófas como
fotosintéticas purpúreas y verdes.
Cianobacterias
y
bacterias

Algunas arqueas como Halobacterium, algunas metanógenas y en
bacterias prostecadas (Ancalomicrobium, Prosthecomicrobium).
Flotación de cianobacterias en un lago
rico en nutrientes de Wisconsin.

Estructura bacteriana
polisacáridos.

Ubicación: por fuera de los elementos que
constituyen a la membrana externa de la
pared celular de las Gram - y por fuera de
peptidoglicano de las bacterias Gram +, es
una acumulación de material mucoso o
viscoso.



que
contienen
Son estructuras inertes
Carentes de papel activo metabólico,
Confieren a las bacterias importantes
propiedades .

Mejora las propiedades de difusión de nutrientes hacia la célula.

Protege contra la desecación, predación por parte de protozoos.

Protege contra: agentes antibacterianos, metales pesados, bacteriófagos,
células fagocíticas (p. ej., la cápsula del neumococo), detergentes.
Favorece la adhesión a células hermanas, generando microcolonias.


Adhesión a sustratos inertes o vivos, permitiendo la colonización de nichos
ecológicos (ejemplo: tejidos de organismos superiores)

Resistencia frente a la fagocitosis.

Importante en la fijación (adherencias) en ciertos microorganismos
patógenos.

En procesos patológicos, la cápsula es un factor de virulencia, de este
depende el inicio de muchas infecciones, por parte de bacterias patógenas
Cápsulas polisacarídicas
Heteropolisacáridos
constituidos
de
aminoazúcares,
ácidos
polioles.
aniónicos,
azúcares,
urónicos,
Homopolisacáridos
neutros,
constituidas de levanos (polímeros de
unidades de fructosa unidas por b(2
6), dextranos, celulosa, alginatos,
ejemplo en Pseudomonas.
Cápsulas polipeptídicas
Constituidos por glutamil-polipéptidos,
presente solo en el género Bacillus.

Son largos apéndices filamentosos
extracelulares, helicoidal, hueco, que se
fijan a la célula por uno de sus extremo
y el otro se encuentra libre, longitud de
10 a 20 nm.

Ejemplos: Escherichia coli es de 20 nm
Función:


Confiere movilidad a la célula.

Permiten a la célula
bacteriana,
moverse, o trasladarse a lo largo de
superficies sólidas.

Se desplaza a 0.00017 Km./h

Presentes en bacterias Gram + y Gram-,
con frecuencia en bacilos y muy raro en
cocos.
Composición: proteína
llamada
flagelina, sustancia que confiere
propiedades antigénicas, (antígeno H ).
A. Monotricas:
 un solo flagelo se puede localizar en
cualquiera de ambos extremos, es común en
bacterias bacilares.
B. Lofotrica:
 significa lofos; penacho trica pelos, penacho
de pelo. Spirillum volutans hay más de 80
flagelos en el penacho.
C. Anfitricas:
 dos penachos de flagelos, uno en cada polo.,
por ejemplo Elenomonas
D. Peritríca:
 peri: alrededor, los flagelos pueden estar
insertados en uno o varios ligares alrededor
de la superficie celular.
Por ejemplo, Escherichia coli posee 10 flagelos,
Proteus mirabilis y Salmonella tiphymurium

Apéndices filamentosos rectos y rígidos, más
cortos y más finos (3-10 nm de diámetro) que
los flagelos, presentes en muchas bacterias
Gram-.
Función:
Estructura de fijación o adherencia a
superficies (tejidos animales).
 Presentes en bacterias patógenas.
 Ejemplos: Neisseria gonorrhoeae y en cepas
uropatogénicas de Escherichia coli.

Composición:

Naturaleza proteica, (pilina), no participan en
la motilidad.
Estructuras similares a las fimbrias, pero más
largos y más gruesos (unos 10 nm de diámetro)
que las fimbrias adhesivas, se observan en un
número de 1 a 10 por célula.
Función:

Permitir los contacto inicial, para que se realice
el intercambio genético (conjugación).

Actúa como órgano de reconocimiento entre la
bacteria donadora, dotada del pelo sexual, y la
receptora, carente de él.

Fijación de bacterias patógenas a superficies
como tejidos animales.
Composición:
Naturaleza
proteica
E.
coli cepas llevandoa cabo la
conjugación. Una cepa tiene fimbrias ©
Dr Dennis Kunkel, University of Hawaii.
Tipos de pili o pelos sexuales:
Tipo F y tipo I, cada uno con un tipo de proteína distinta
(genéricamente conocida como pilina sexual).
Función: usados como receptores específicos por parte de algunos
fagos.
Célula diferenciada extraordinariamente resistentes al calor y de
difícil destrucción.
Forma de reposo, durmiente (criptobiótica)
Amplia resistencia a una
ambientales, físicos y químicos.
gama de agentes agresivos
Clostridium spp.
Características:

Presentes en ciertas especies bacterianas.

Las bacterias formadoras de esporas normalmente se encuentran en el
suelo.

Se desarrollan dentro de células vegetativas.

Presentes en bacterias Gram+ de los géneros: Bacillus, Clostridium,
Sporosarcina y Thermoactinomyces.

Estructuras de perdurabilidad son resistentes al calor, la desecación, la
radiación y desinfectantes químicos

Su descubrimiento permitió el desarrollo de métodos de esterilización
(alimentos, medios de cultivo y productos perecederos).
¿Cuando se desarrollan?

En condiciones adversas como la falta de nutrientes.

Las bacterias se prepararan para sobrevivir ante la
carencia nutricional.

Llevan a cabo un proceso de diferenciación celular para
la producción de la endospora.

Son formadoras de esporas las
bacterias
bacilares
Gram
positivas,
ejemplo
género
Bacillus y género Clostridium
anaeróbicas.

Estructuras fabricadas en
interior de algunas bacterias.

Función:
el

Formas
de
resistencia,
permanecen
latentes
por
períodos de tiempo muy largos.

Resisten al calor, compuestos
químicos, desecación, radiación,
ácidos y desinfectantes.
 Exosporio:


Cubierta fina y delicada mas externa
Composición proteíca.
 Cubierta




de la espora:
Varias capas
Composición proteíca
Impermeable
Responsable de su resistencia a
sustancias químicas
 Corteza:

Composición de peptidoglicano
 Pared

de la espora
Rodea al protoplasto
 Núcleo o



protoplasto
Presenta ribosomas
Material genetico
El citoplasma de la espora es deshidratado, contienen
dipicolinato de calcio (ácido dipicolínico), el cual está
relacionado con la resistencia de la espora al calor extremo.
El núcleo de la endospora sufre una deshidratación del 10 al 30%
comparado con el núcleo de una célula vegetativa normal, lo que
favorece a la endospora en:

Aumento a la termorresistencia.

Resistencia al peróxido de hidrogeno.

Inactiva las enzimas del núcleo.

Producción de proteínas llamadas SASP.


Protegen de daño potencial de la radiación UV, desecación y calor
seco.
Fuente de carbono y energía para la formación de la nueva célula
vegetativa
SASP: pequeñas proteínas acido solubles de la espora
A. Terminal
B. Subterminal
C. Central.
TIEMPO DE VIDA DE UNA ESPORA:

Indefinido, hasta que las condiciones del medio sean favorables
(Clostridium aceticum --- 30 años)
COLORACION DE LA ENDOSPORA:
 Verde malaquita, Eosina o safranina

Madigan Michael T. Coral Barrachina y col. (2009). Brock Biología de los
microorganismos,
edición
12a
ed..
Pearson.
Madrid.ISBN:
9788478290970. Clasificación Biblioteca El Cerrillo: QR 41.2 .B753 2009

Prescott, Harley, Klein. Microbiología. Mc Graw-Hill Interamericana de
España. 4ª ed. 1999.

Quinn P. J. y col. (2002) Veterinary microbiology & microbial diseases.
Blackwell Science, Malten,Mass

Stanchi O. N. y col. (2007). Microbiología Veterinaria. Inter-Médica
Editorial. Buenos Aires, Argentina.