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MICROBIOLOGIA
-GENETICA BACTERIANA
-RESPUESTA ANTE LOS ANTIMICROBIANOS
ADRIAN H. ROCHA PAYAN
ESTRUCTURA BACTERIANA
CLASIFICACION
• Se clasifican de la siguiente manera:
-Según la respiración:
• Bacterias aerobias: para respirar, este tipo de bacterias se valen del
oxígeno
• Bacterias anaerobias: estas, en cambio, no utilizan oxígeno, sino
que deben sustituirlo por moléculas inorgánicas como las del
sulfato o carbonato
• Segun sus necesidades de crecimiento:
• Bacterias autótrofas: estas bacterias tienen la capacidad de sintetizar las sustancias que
necesitan para su metabolismo de sustancias inorgánicas. Dentro de este tipo se
encuentran las fotosintetizantes que, gracias a los pigmentos que las componen, se valen
de la energía de las radiaciones luminosas. También existen las quimiosintetizantes que
utilizan la energía generada a partir de las reacciones químicas generadas por la oxidación.
• Bacterias heterótrofas: este tipo de bacterias parasitan a los seres vivos y usan los
compuestos orgánicos que estos elaboran. Dentro de este grupo existen las
bacterias patógenas o parásitarias son las causantes de enfermedades en los seres
vivos. También están aquellas bacterias de la putrefacción o saprófitas que descomponen
las sustancias orgánicas en las que viven y se valen de su materia orgánica muerta para
poder alimentarse. Otro tipo de bacterias son las simbióticas, que viven en cooperación
con otros organismos. Por último están aquellas que realizan fermentaciones, de las que
se vale el humano, como el ácido acético, fermentos lácticos, entre otros.
•
•
• SEGÚN SU FORMA:
Según su forma:
• Cocos: estas, también conocidas como bacterias redondeadas, pueden
hallarse de forma aislada, como los micrococos, en pares, como los
diplococos, en cadena arracimada, como es el caso de los estafilcocos o,
en cadenas arrosariadas como los estreptococos.
• Bacilos: son alargadas, curvas o rectas y pueden o no poseer flagelos.
•
Espirilos: estas bacterias son curvas helicoidalmente y pueden poseer un
arrollamiento completo, como es el caso de las espiroquetas, o bien, un
arrollamiento incompleto, como el de los vibriones.
PARED CELULAR BACTERIANA Y CARACTERISTICAS
• COMPONENTE EXTERNO MAS COMUN DE BACTERIAS, ESTA
FORMADA POR UNA CAPA INTERNA DE PEPTIDOGLUCANO Y POR
UNA CAPA EXTERNA QUE PUEDE VARIAR EN GROSOR Y EN
COMPOSICION QUIMICA SEGÚN EL TIPO DE BACTERIA.
BACTERIAS GRAM POSITIVAS
• LAS BACTERIAS GRAM POSITIVAS TIENEN COMO CARACTERISTICA
QUE SU CAPA DE PEPTIDOGLUCANO ES MAS GRUESA Y TIENEN
FIBRAS DE ACIDOS TEICOICOS QUE SOBRESALEN DEL
PEPTIDOGLUCANO.
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS
• LAS GRAM NEGATIVAS TIENEN UNA CAPA EXTERNA COMPLEJA QUE
CONTIENE LIPOPOLISACARIDOS LIPOPROTEINAS Y FOSFOLIPIDOS,
ENTRE LA CAPA EXTERNA Y LA MEMBRANA CITOPLASMATICA SE VA
A ENCONTRAR EL ESPACIO PERIPLASMICO
PRODUCCION DE TOXINAS
• ES UN MECANISMO DE LAS BACTERIAS A TRAVES DEL CUAL CAUSAN
ENFERMEDADES
-EXOTOXINAS- GRAM POSITIVAS-GRAM NEGATIVAS
-ENDOTOXINAS- GRAMNEGATIVAS
EXOTOXINAS
• -SON SECRETADAS POR LA BACTERIA
-POLIPEPTIDOS CUYOS GENES ESTAN SITUADOS EN PLASMIDOS O
EN VIRUS BACTERIANOS LISOGENICOS (BACTERIOFAGOS)
-BUENOS ANTIGENOS E INDUCEN LA SINTESIS DE ANTICUERPOS
DENOMINADOS ANTITOXINAS.
COMPUESTO DE DOS SUB-UNIDADES A Y B
EXOTOXINAS
• LAS SUB-UNIDAD A ES LA PORCION ACTIVA Y TOXICA
LA SUBUNIDAD B ES LA PORCION ADHERENTE A LOS RECEPTORES
ESPECIFICOS DE LA CELULA HUMANA
ENDOTOXINAS
• SON PARTES INTEGRANTES DE LAS PAREDES CELULARES DE LOS
BACILOS Y LOS COCOS GRAMNEGATIVOS, SON LIPOPOLISACARIDOS,
MIENTRAS QUE LAS EXOTOXINAS SON POLIPEPTIDOS, DE BAJA
TOXICIDAD
QUE ES LA GENETICA BACTERIANA?
• ES UN ESTUDIO QUE NOS SERVIRA PARA ENTENDER Y EXPLICAR
COMO ES EL COMPORTAMIENTO DE LAS BACTERIAS CON SU MEDIO
AMBIENTE, SU FORMA DE COLONIZAR, LAS CARACTERISTICAS DE
SU COMPORTAMIENTO Y COMO CONSECUENCIA TODAS LAS
PATOLOGICAS QUE DE ELLAS SE VAN A DERIVAR.
QUE ES UN GENOTIPO BACTERIANO?
• ES EL CONJUNTO DE CARACTERES GENETICOS QUE LA BACTERIA
POSEE Y QUE ES CAPAZ DE TRANSMITIRSE A LA DESCENDENCIA
QUE ES EL FENOTIPO BACTERIANO?
• ES EL CONJUNTO DE CARACTERES MANIFESTADOS POR
INTERACCION DEL GENOTIPO Y EL MEDIO AMBIENTE
ELEMENTOS GENETICOS EXTRACROMOSOMALES
• -PLASMIDOS
-EPISOMAS
PLASMIDOS
• Moléculas de DNA de doble cadena circular covalentemente
cerradas
• Llevan una pequeña parte de la información genética que no es
esencial para la vida e la bacteria
• Tienen sus propios orígenes de replicación, se replican en forma
autónoma
• Le confieren a las bacterias propiedades especiales que pueden
representar una ventaja con respecto a las bacterias que no lo
poseen. Ej. Resistencia a antibióticos.
• No son capaces de integrarse al cromosoma.
EPISOMAS
• Un episoma es un plásmido capaz de existir integrado o no
integrado en el cromosoma bacteriano.
• Pueden replicarse en forma autónoma pero también pueden
integrarse al cromosoma bacteriano y duplicarse junto con el resto
de los genes cromosómicos.
• Un mismo elemento genético puede existir como plásmido en una
bacteria y como episoma en otra.
• Bacterifagos.
Son elementos que pueden invadir bacterias y llevar material genético
exatrcromosómico.
• Son agentes infecciosos que se replican como parásitos intracelulares
obligados dentro de las bacterias.
• El genoma del fago codifica para funciones necesarias para su replicación
intracelular, pero también codifican para la síntesis de las proteinas
necesarias para el ensamblaje del fago.
• El genoma del fago puede codificar para características bacterianas no
relacionadas a su replicación, fenómeno conocido como CONVERSIÓN,el
cual es responsable de algunas características de virulencia bacteriana
como la producción de toxinas.
• Transposones
Son secuencias de ADN que llevan información para una
transposasa y en los extremos secuencias repetidas conocidas
como de Inserción, y en medio de esta secuencia puede
encontrarse la inserción de genes de virulencia ,como toxinas o
genes de resistencia a antibióticos.
• Éstos se pueden integrar en el cromosoma de las bacterias o
insertarse en fagos.
• Integrones
Son elementos de ADN móviles que pueden capturar genes de
resistencia o virulencia , los cuales están en "casates" y como
acarrean una integrasa, pueden introducirse en el cormosoma, los
transposones y los plásmidos de bacterias; de esta manera , pueden
replicarse y expresar la información que llevan.
VARIACIONES FENOTIPICAS DE LA BACTERIA
• SE PRODUCEN POR LA PRESION AMBIENTAL SOBRE BACTERIAS
PERO NO AFECTA EL GENOMA
• SON REVERSIBLES O SEA, CUANDO CESA LA CAUSA RETORNAN AL
ESTADO PRIMITIVO
NO SON HEREDITARIAS POR QUE NO SE MODIFICA EL ADN
TIPOS DE ADAPTACIONES
• -MORFOLOGICAS
-ENZIMATICAS
-PATOGENICAS
-SENSIBILIDAD A ANTIBIOTICOS
MORFOLOGICAS
• EJEMPLO: BACILOS CORTOS Y MOVILES SE CONVIERTEN EN BACILOS
LARGOS E INMOVILES DEBIDO A LA FALTA DE NUTRIENTES
ENZIMATICAS
• ALGUNAS BACTERIAS PRODUCEN PENICILINASA EN PRESENCIA DE
LA PENICILINA, SE VA A DAR EN PRESENCIA DE DETERMINADOS
SUSTRATOS
PATOGENICAS
• BACTERIAS QUE PRODUCEN TOXINAS SEGÚN EN EL AMBIENTE EN
EL QUE CRECEN
SENSIBILIDAD A ANTIBIOTICOS
• HAY BACTERIAS QUE SON SENSIBLES EN DETERMINADAS
CIRCUNSTANCIAS Y EN OTRAS NO.
GENOTIPO BACTERIANO
• -MUTACIONES
-INTERCAMBIO DE GENES
MUTACION
• cambio transmisible en el genoma bacteriano.Estas mutaciones
pueden ser puntuales y suficientes para dar lugar,por ejemplo, a
una resistencia por el cambio en la transducción de un proteina.
Pueden ser mutaciones de segmentos del DNA, sustituciones de
nucleótidos, y microinserciones, o por el contrario provocar
alteraciones en regiones más grandes( inserciones y delecciones)
QUIMICOS RADIACIONES O VIRUS, FISICOS Y BIOLOGICOS
SUSTITUCION DE UNA BASE
• INSERTAR UNA BASE NITROGENADA EN LUGAR DE OTRA, Y ES POR
QUE LA POLIMERASA DE EL ADN COMETE UN ERROR, O BIEN POR
QUE EL MUTAGENO ARRUINA LOS PUENTES DE HIDROGENO, ESTE
TIPO DE MUTACIONES DESTRUYE LA FUNCION DE LA PROTEINA.
MUTACIONES DE DESFASE DEL MARCO DE LECTURA
• SE AÑADEN O DELECIONAN UNA O MAS BASES, DESPLAZANDOSE
DEL MARCO DE LECTURA DEL RIBOSOMA QUE AÑADIRA
AMINOACIDOS ERRONEOS A PARTIR DEL LUGAR DE LA MUTACION Y
PRODUCIRA UNA PROTEINA NO FUNCIONAL.
CON TRANSPOSONES
• TIENE LUGAR CUANDO SE INSERTAN TRANSPOSONES EN EL DNA,
LAS SECUENCIAS DE DNA INSERTADAS PUEDEN CAUSAR CAMBIOS
PROFUNDOS EN LOS GENES QUE LOS TIENEN INSERTADAS ASI
COMO TAMBIENEN LOS GENES ADYACENTES.
TRANSFERENCIA DE GENES
• Movimiento de material genético entre bacterias.
Transmisión vertical; Una bacteria transmite sus información
genética a traves de la división celular.
Transmisión horizontal;Transmisión de material genético de una
bacteria a otra.
Mecanismos de transmisión horizontal; transformación,
conjugación, y transducción.
TRANSFORMACION
• UNA CELULA EN ESTADO DEFICIENTE O DE TERMINACION PERMITE
QUE OTRA BACTERIA TOME SU ADN.
RECOMBINACION HOMOLOGA
RECOMBINACION NO HOMOLOGA
TRANSDUCCION
• ESTE PROCESO SE LLEVA A CABO CUANDO UN VIRUS INYECTA SU
MATERIAL GENETICO, AL ENTRAR SE LLEVA CON EL PLASMIDOS Y
OTROS COMPONENTES DE LA BACTERIA, SALE DE LA BACTERIA E
INFECTA A OTRAS
CONJUGACION
• APAREAMIENTO DE DOS BACTERIAS Y SE PRODUCE UNA
TRANSFERENCIA DE ADN, CONTROLADO POR EL PLASMIDO F
(FERTILIDAD), EL PROCESO SE DA CON PROTEINAS LLAMADAS
PILINA QUE ESTAN EN EL PILI DE LA BACTERIA DONADORA
RESISTENCIA ANTE LOS
ANTIMICROBIAMOS(FARMACORESISTENCIA)
QUE ES LA RESISTENCIA ANTE LOS
ANTIMICROBIANOS?
• SURGE CUANDO BACTERIAS HONGOS O VIRUS SUFREN CAMBIOS
QUE AFECTAN A LA EFICIENCIA DE LOS FARCAMOS, LA MAYORIA DE
LOS MICROORGANISMOS RESISTENTES A LOS ANTIMICROBIAMOS
SE LES LLAMA ULTRARRESISTENTES.
FARMACORESISTENCIA
• SE VE FACILITADA CUANDO NO SE TOMA EL MEDICAMENTO
ADECUADO, CUANDO SON DE MALA CALIDAD, O CUANDO NO SE
TERMINA EL TRATAMIENTO DE FORMA DEBIDA
BASES GENETICAS DE LA RESISTENCIA
• EXISTEN 4 MECANISMOS QUE MEDIAN LA RESISTENCIA BACTERIANA A LOS
ANTIBIOTICOS
-PRODUCIENDO ENZIMAS QUE INACTIVEN A LOS FARMACOS
-SINTETIZAN DIANAS MODIFICADAS FRENTE A LAS CUALES EL FARMACO NO
TIENE EFECTO
-DISMINUYENDO SU PERMEABILIDAD DE MANERA QUE NO SE ALCANCE LA
CONCENTRACION INTRACELULAR DEL FARMACO
-LAS BACTERIAS EXPULSAN EL FARMACO ACTIVAMENTE USANDO UNA BOMBA
DE RESISTENCIA BOMBA MDR multidrug resistance pump
RESISTENCIA CROMOSOMICA
• MUTACION EN UN GEN QUE CODIFICA LA DIANA DEL FARMACO O
QUE CODIFICA EL SISTEMA DE TRANSPORTE DE LA MEMBRANA
QUE CONTROLA LA CAPTACION DEL FARMACO.
RESISTENCIA PLASMIDICA
• PLASMIDOS DE RESISTENCIA O FACTORES R SON MOLECULAS DE
DOBLE CADENA DE ADN EXTRACROMOSOMICAS Y CIRCULARES
QUE CONTIENEN GENES QUE CODIFICAN GRAN VARIEDAD DE
ENZIMAS QUE DEGRADAN LOS ANTIBIOTICOS Y MODIFICAN LOS
SISTEMAS DE TRANSPORTE DE LAS MEMBRANAS
FACTORES R
• SE TRANSFIEREN POR CONJUGACION Y ADEMAS DE RESISTENCIA
ANTIBIOTICOS, TAMBIEN TIENEN RESISTENCIA A IONES METALICOS
RESISTENCIA A CIERTOS VIRUS BACTERIANOS QUE CODIFICAN
ENDONUCLEASAS DE RESTRICCION QUE DEGRADAN EL DNA DE LOS
BACTERIOFAGOS
RESISTENCIA ASOCIADA A TRANSPOSONES
• GENES QUE SE TRANSFIEREN DENTRO O ENTRE GRANDES
FRAGMENTOS DE DNA COMO EL CROMOSOMA BACTERIANO O
PLASMIDOS, ESTA COMPUESTO POR 3 GENES CON UNA SECUENCIA
CORTA DE ADN
LOS 3 GENES CODIFICAN UNA TRANSPONASA, QUE CATALIZA LA
ESCISION Y REINTEGRACION DEL TRANSPOSON, UN REPRESOR QUE
REGULA LA SINTESIS DE TRANSPONASA Y EL GEN DE RESISTENCIA A
UN ANTIBIOTICO