Tema 4 componentes de la célula procariótica
- 1. Componentes de la célula procariótica Tema 4
- 2. 1. Envolturas celulares, estructuras paraplasmáticas, estructuras externas a la pared bacteriana, citoplasma y nucleoide. 2.- Envolturas celulares: composición, estructura y función de la membrana plasmática (mesosomas), pared bacteriana (gram + y gram -) y cápsula bacteriana. 3.- Estructuras paraplasmáticas: Flagelos, pili bacterianos y fimbrias. 4.- Citoplasma: citosol/hialoplasma y morfoplasma (estructuras citoplasmáticas: ribosomas, inclusiones, vesículas y plásmidos). 5.- Nucleoide.
- 4. Células Procariotas Los microrganismos procariotas son: Arqueobacterias Eubacterias. Pertenecen al Reino Móneras
- 5. Células Procariotas: Arqueobacterias Su membrana celular , que puede ser bicapa o monocapa, carece de ácidos grasos . Su pared celular carece de peptidoglucanos y de D-aminoácidos. Su genoma es una sola molécula de ADN circular muy pequeña . Muchas especies son autótrofas y otras son capaces de colonizar medios de condiciones extremas : halofílicas, termofílicas, metanógenas. Se cree que los primeros organismos que aparecieron sobre la Tierra fueron muy parecidos. Arqueobacterias
- 6. Células Procariotas: Eubacterias Bacterias verdaderas. Son muy antiguas. Tamaños muy variables y cuatro formas externas típicas . Son los organismos más pequeños que disponen de mecanismos metabólicos para obtener y transformar la materia, para crecer y replicarse. Bacterias
- 7. Características microorganismos Eukarya Archaea Bacteria EUCARIOTAS PROCARIOTAS
- 8. Célula Procariota Membrana plasmática Pared celular Cápsula Flagelo Fimbrias Ribosomas Plasmidio Clorosomas Carboxisoma Vacuolas de gas Material genético ESTRUCTURA DE UNA BACTERIA TIPO
- 9. La forma de las bacterias 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.
- 10. La forma de las bacterias Entre las formas más comunes destacan las siguientes: 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 . La 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.
- 11. Cocos
- 12. La forma de las bacterias 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 ....). Son menos resistentes, susceptibles a los cambios ambientales y no pueden transmitirse por el aire, sólo lo hacen por líquidos o superficies húmedas. Algunos (Baccillus y Clostridium) desarrollan endosporas.
- 13. La forma de las bacterias 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 . Vibrio Espirilo
- 14. Célula Procariota Membrana plasmática Pared celular Cápsula Flagelo Fimbrias Ribosomas Plasmidio Clorosomas Carboxisoma Vacuolas de gas Material genético ESTRUCTURA DE UNA BACTERIA TIPO
- 15. Célula Procariota Los componentes estructurales básicos de las bacterias son: Cápsula bacteriana (puede faltar). Pared bacteriana. Membrana. Ribosomas. Cromosoma bacteriano. Inclusiones. Flagelos. Fimbrias o pili.
- 17. Cápsula bacteriana En numerosas bacterias se forma en la parte externa de la pared una cápsula viscosa compuesta por sustancias glucídicas : polímeros de glucosa, ácido urónico, ácido glucurónico, acetil glucosamina y glucoproteínas. 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. La presencia de la cápsula no es, sin embargo, un carácter diferenciador, pues determinadas bacterias pueden o no formarla en función de los medios de cultivo . Permite la formación de colonias .
- 19. Pared bacteriana Estructura presente en todas las bacterias . Es una envoltura rígida exterior a la membrana. Da forma a la bacteria y sobre todo soporta las fuertes presiones osmóticas de su interior. Los componentes fundamentales de la pared son los peptidoglucanos o mureínas , formados por anillos de polisacáridos complejos (NAG Y NAM) enlazados con oligopéptidos. Además contiene otros elementos diferentes según pertenezca al grupo de las Gram negativas o al de las Gram positivas : En las Gram negativas (rojo) hay una sola capa de péptidoglucanos sobre la que se dispone una membrana externa constituida por una capa de fosfolípidos y otra de glicolípidos asociados, estos últimos, a polisacáridos que se proyectan hacia el exterior. En las bacterias Gram positivas (azul) la red de peptidoglucanos origina varias capas superpuestas , es gruesa y homogénea y no hay membrana externa .
- 20. Pared bacteriana
- 21. Pared bacteriana
- 22. Pared bacteriana Membrana plasmática Membrana externa Mureína PARED BACTERIAS GRAM - PARED BACTERIAS GRAM + Membrana plasmática Mureína
- 23. Pared bacteriana Estructura de la pared de una bacteria Gram negativa. Estructura de la pared de una bacteria Gram positiva.
- 24. Membrana Es una envoltura que rodea al citoplasma . Está constituida por una membrana de tipo unitario de 75 Å de espesor. Su estructura es idéntica a la de las células eucariotas, variando sólo en algunas de las moléculas que la componen; por ejemplo, en la membrana bacteriana no hay esteroides (colesterol) . Una particularidad que presenta la membrana bacteriana es la existencia de unos repliegues internos que reciben el nombre de mesosomas . Las funciones de la membrana plasmática bacteriana son las mismas que en la célula eucariota, es decir, limitan la bacteria y regulan el paso de sustancias nutritivas .
- 25. Membrana: mesosomas Los mesosomas incrementan la superficie de la membrana plasmática y además tienen gran importancia en la fisiología bacteriana, puesto que en ellos hay gran cantidad de enzimas responsables de importantes funciones celulares , entre las que destacan las siguientes: Transporte de los electrones , mediante el conjunto de transportadores de la cadena respiratoria, y fosforilación oxidativa. Síntesis de diversos componentes de la membrana, la pared y la cápsula . Contienen los pigmentos fotosintéticos y demás componentes de los fotosistemas . La ADN polimerasa de los mesosomas regula el proceso de duplicación del ADN . Asimilación de N .
- 26. Membrana
- 28. Flagelos Son apéndices filiformes de mayor longitud que la bacteria que permiten su locomoción . Se presentan en número y disposición variable y están formados por fibrillas proteicas compuestas de una proteína llamada flagelina . Según posición: Monotricas (1) Lofótricas (varios en un extremo) Anfítricas (varios en ambos polos) Perítricas (rodean la bacteria) Atricas (sin)
- 29. Flagelos Son sencillos. Tienen dos partes: Zona basal. Dos partes: Cuerpo basal formado por el bastón central y cuatro estructuras discoidales. Codo. Tallo. Formado por flagelina.
- 30. Flagelos
- 31. Fimbrias o pili Son filamentos huecos, delgados y rectos , situados en la superficie de determinadas bacterias y cuya función no está relacionada con la locomoción, sino con la adherencia a los substratos y el intercambio de fragmentos de ADN durante la conjugación. Fimbrias cortas y numerosas. (unión). Pelos largos y escasos. (sexuales)
- 32. Citoplasma: citosol/hialoplasma y morfoplasma
- 33. Ribosomas Son corpúsculos similares a los de las células eucarióticas, aunque de menor tamaño (su velocidad de sedimentación es de 70 S ), compuestos por una subunidad pequeña de (30 S) y otra mayor de (50 S). Se encuentran dispersos en el protoplasma bacteriano, aislados o asociados en cadenas de ARNm ( polirribosomas ), y se encargan de la síntesis de proteínas .
- 34. Inclusiones En el protoplasma bacteriano se encuentra una gran variedad de granulaciones, que cumplen, generalmente, la función de depósitos de sustancias de reserva . Los gránulos suelen ser de: Polisacáridos (almidón o glucógeno). Lípidos (triacilglicéridos, céridos). Volutina (polifosfatos y azufre).
- 35. Vesículas Estructuras huecas que contienen gas . Permiten la flotabilidad de las bacterias que las poseen.
- 36. Plásmidos En las células bacterianas puede haber también una o varias moléculas de ADN circular extracromosómico de menor masa molecular que el cromosoma denominadas plásmidos . Estos plásmidos, en algunas bacterias, pueden tener genes que las protegen de los antibióticos o también genes que intervienen en los procesos de reproducción ( plásmido F ).
- 37. Plásmidos
- 38. Plásmidos
- 39. NUCLEOIDE
- 40. Cromosoma bacteriano o nucleoide El ADN de la bacteria está constituido por una sola molécula en doble hélice (esta molécula es muy grande en comparación con el tamaño de la bacteria), circular, superenrollada y asociada a proteínas no histonas . Su función es mantener y conservar la información genética y dirigir el funcionamiento del metabolismo bacteriano . Suele estar unida a los mesosomas . En las células bacterianas puede haber también una o varias moléculas de ADN circular extracromosómico de menor masa molecular que el cromosoma denominadas plásmidos .
- 41. REPRODUCCIÓN Y GENÉTICA BACTERIANA Reproducción por bipartición : Generalmente las bacterias se multiplican por bipartición o división binaria ; tras la replicación del ADN, que está dirigida por la ADN polimerasa de los mesosomas, la pared bacteriana crece hasta formar un tabique transversal separador de las dos nuevas bacterias que serán idénticas .
- 42. REPRODUCCIÓN Y GENÉTICA BACTERIANA Reproducción por bipartición :
- 43. REPRODUCCIÓN Y GENÉTICA BACTERIANA : parasexualidad Reproducción parasexual : Intercambio de material genético de otras bacterias sean o no de la misma especie. Hay varios mecanismos: conjugación, transducción y transformación.
- 44. Plásmidos
- 45. 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 (establecen relaciones con otros organimos con beneficio mutuo ).
- 46. FUNCIONES DE NUTRICIÓN EN LAS BACTERIAS Otras son autótrofas y utilizan compuestos inorgánicos para su nutrición: Las autótrofas fotosintéticas , como las bacterias sulfurosas verdes y purpúreas. No utilizan agua como dador de electrones en la fotosíntesis, sino otros compuestos, como el sulfuro de hidrógeno, y por lo tanto no producen oxígeno . Al poseer pigmentos que absorben luz casi infrarroja, pueden realizar la fotosíntesis prácticamente sin luz visible. Las autótrofas quimiosintéticas , a diferencia de las fotosintéticas, utilizan la energía que desprenden ciertos compuestos inorgánicos al oxidarse.
- 47. FUNCIONES DE NUTRICIÓN EN LAS BACTERIAS 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 ).
- 48. FUNCIONES DE RELACIÓN EN LAS BACTERIAS Las bacterias responden a un número elevado de estímulos ambientales diversos mediante modificaciones de su actividad metabólica o de su comportamiento . Algunas, ante los estímulos adversos del ambiente, forman esporas de resistencia , que, al ser intracelulares, se denominan endosporas . Estructuras destinadas a proteger el ADN y el resto del contenido protoplasmático, cuya actividad metabólica se reduce al estado de vida latente; pueden resistir temperaturas de hasta 80ºC y soportan la acción de diversos agentes físicos y químicos. En condiciones favorables germinan y dan lugar a una nueva bacteria (forma vegetativa). Pero la respuesta más generalizada consiste en movimientos de cercamiento o distanciamiento respecto a la fuente de los estímulos ( taxias ) que pueden ser de varios tipos: flagelar , de reptación o flexuosos (parecido al de las serpientes, pero en espiral).
- 49. Observación de microorganismos. Tinción de Gram: INTRODUCCIÓN El tamaño de la mayoría de las células bacterianas es tal que resultan difíciles de ver con el microscopio óptico. La principal dificultad es la falta de contraste entre la célula y el medio que la rodea. El modo más simple de aumentar el contraste es la utilización de colorantes. Si se desea simplemente aumentar el contraste de las células para la microscopía, son suficientes los procedimientos que usan un solo colorante llamados de tinción simple. Sin embargo, a menudo se utilizan métodos que no tienen de igual modo todas las células, es el proceso denominado tinción diferencial. Uno muy usado en microbiología es la tinción Gram. Basándose en su reacción a la tinción Gram, las bacterias pueden dividirse en dos grupos: grampositivas y gramnegativas. Esta tinción tiene gran importancia en taxonomía bacteriana ya que indica diferencias fundamentales de la pared celular de las distintas bacterias. Para explicar el mecanismo de la tinción de gram se han propuesto varias hipótesis fundadas en la naturaleza química de las paredes celulares de los microorganismos. TINCIÓN DE GRAM. Extensión: En un porta bien limpio (con alcohol, papel de filtro y flameado) se coloca una gota de agua destilada a la que, con el asa de siembra, previamente esterilizada a la llama, se lleva una pequeña cantidad de suspensión de bacterias o, en su caso, de una colonia. Con el asa se extiende la gota y las bacterias sobre el porta y se fija la extensión por el calor, calentando suavemente a la llama del mechero hasta que se seque. Coloración: a) 1 minuto en cristal violeta de Hucker (colorante inicial) b) se lava con agua destilada c) 1 minuto en lugol (mordiente) d) se decolora con alcohol de 951 (decolorante) e) se lava con agua destilada f) 1 minuto en fucsina (colorante de contraste) g) se lava con agua corriente h) se seca suavemente y sin frotar con papel de filtro Una vez que la preparación está totalmente seca, poner una gota muy pequeña de aceite de cedro y observar al microscopio con el objetivo de inmersión. Observación: Las bacterias que aparecen coloreadas de violeta son Gram+ y las que aparecen coloreadas de rojo más o menos intenso, son Gram-.