Dr. Juan Carlos Velsquez M.
Facultad de Ciencias Biolgicas
BIOL252-BIO252
Microscopa
Microscopio en la historia
Microscopio en la historia
Antecedentes histricos de la microbiologa. El Microscopio
Imgenes de Hooke y Leeuwenhoek
Microscopio compuesto actual
Aumento efectivo mximo:
Hasta 2000X
Resolucin mxima: 0,2 mm
Microscopa de luz
En la microscopa de luz, el espcimen se aprecia gracias al contraste
mnimo entre la muestra y el medio que la rodea.
Clulas naturalmente pigmentadas se visualizan ms fcilmente al
microscopio
Mejorando el contraste de la muestra. Tinciones
Tincin simple
Gram (-)
Gram (+)
Tinciones diferenciales. Tincin de Gram
Contraste de fases - Campo oscuro
Permite marcar estructuras especficas o clulas determinadas con
fluorforos (emiten luz cuando son excitados)
Bacterias
Clulas de ratn
Microscopa de fluorescencia
Tinciones diferenciales. Tincin de Gram de un paso
Usando una mezcla de colorantes fluorescentes se aprecia la diferencia
entre Gram (+) (anaranjado) y Gram (-) (verde).
Transmisin
Virus Bacteria en divisin
Es anlogo al microscopio ptico de campo
claro pero utiliza electrones en vez de luz
Microscopa electrnica
Barrido
Permite tomar imgenes tridimensionales
porque capta los electrones que rebotan en
las clulas cubiertas con una delgadsima
pelcula de un metal denso.
Bacterias creciendo en el estoma Bacilos
Microscopa electrnica
Dr. Juan Carlos Velsquez M.
Facultad de Ciencias Biolgicas
BIOL252-BIO252
Fisiologa bacteriana
Exopolisacridos (Glicoclix): Capa o cubierta de polisacridos que se
dispone por fuera de la pared celular de bacterias Gram (+) y Gram (-)
Cpsula
Unin firme a la bacteria (estructura rgida y compacta).
Importante en patogenicidad (Inhibe la Fagocitosis).)
Facilita la adherencia a superficies inertes. Antignico (antgeno K)
Capa mucoide (slime)
Unin dbil a la bacteria No tiene una organizacin determinada Participa en la formacin de biopelculas Protege de la accin del complemento, anticuerpos y antimicrobianos.
Microfotografa de cpsula
(Klebsiella pneumoniae)
Componentes externos
Se utiliza para observar la cpsula alrededor de las bacterias.
Se llama tincin negativa ya que tie todo menos la cpsula.
bacteria cpsula
Tinciones especiales. Tincin negativa de cpsula
Pared Celular: responsable de
la morfologa celular
Morfologa
Bacterias Gram (+): Pared gruesa de Peptidoglicn, c. Teicoico y
Lipoteicoico, Protenas asociadas (M).
Bacterias Gram (-): Pared delgada de Peptidoglicn, periplasma,
Membrana Externa (LPS o LOS, Porinas,
Lipoprotena)
Envoltura celular
Envoltura celular. Gram positivo
Envoltura celular. Peptidoglicn
Peptidoglicn (murena):
Capas de polisacridos entrelazadas
por puentes peptdicos.
Cadena polisacrida: N-acetil
glucosamina (NaG) + c. N-acetil
murmico (NaM)
Puentes: Tetrapptidos (unido a NaM)
Peptidoglicn. Gram (+) y Gram (-)
Polisacridos acdicos presentes slo en Gram positivos.
Ac. Lipoteicoico:
Polmero de Glicerol fosfato unido (anclado) a lpidos de membrana citoplasmtica
Ac. Teicoico:
Polmero de Ribitol fosfato unido de manera covalente al peptidoglicn
Funciones:
-Estabilizacin del peptidoglicn
-Adhesin celular (Adhesina) -Le dan la carga negativa a la envoltura bacteriana
Estructura del Ribitol
(c. Teicoico producido
por B. subtillis)
Gram positivo. cidos teicoicos y lipoteicoicos
Envoltura celular. Gram negativo
ENDOTOXINA !!! Unidad repetida de polisacrido
(Antgeno O) Core
Oligosacrido central
Lipopolisacrido (LPS):
Molcula compleja, formada por una porcin lipdica (Lpido A o
endotoxina) anclada en la membrana externa, y unidades repetidas de un monmero compuesto por distintos azcares (Regin
altamente variable y antignica; antgeno O, antgeno Somtico)
Membrana externa. Lipopolisacrido
Estructura de Barril
(16-18 hebras empacadas en forma antiparalela)
Canal hidroflico interior
Exterior altamente hidrofbico
Se encuentran en la membrana externa
Definicin
Grupo de protenas que generan poros o canales acuosos que permiten el paso de pequeas
molculas hidroflicas a travs de membranas
biolgicas
Membrana externa. Porinas
Posee consistencia de gel
Representa un 20 a 40% del
volumen celular total
Ambiente altamente oxidante (reacciones de oxidacin como
formacin de puentes dislfuro intra e inter moleculares)
Contiene al peptidoglicn
En general, contiene tres tipos de protena:
- Enzimas hidrolticas (metablicas y detoxificantes)
- Protenas de unin para sustratos especficos (carriers)
- Quimioreceptores (involucrados en quimiotaxis)
Envoltura celular. Gram negativo, periplasma
Bacterias Gram (+) Bacterias Gram (-)
Envoltura celular. Gram positivo y Gram negativo
Modelo mosaico fluido
Singer y Nicholson, 1972
Envoltura celular. Membrana citoplasmtica
Esta molcula de
fosfolpido
es parte de una
bicapa lipdica
la bicapa lipdica forma
el andamio de la
membrana citoplasmtica
La bicapa lipdica y protenas
asociadas a ella constituyen
la membrana citoplasmtica
Esteroles (eucariontes)
Hopanoides (algunos procariontes)
Envoltura celular. Membrana citoplasmtica
No contiene esteroles
Generacin de energa
Gradientes de iones
Sntesis de ATP
Barrera de permeabilidad
Separa el medio interno y externo
Permeabilidad selectiva a solutos
Rol estructural
Sntesis y transporte de macromolculas
Sealizacin al medio intracelular
Quimiotaxis
Funciones de la membrana citoplasmtica
Tipos de transporte de solutos
Uniporte
Antiporte
Simporte La membrana citoplasmtica se encuentra
poblada de mltiples protenas responsables
del transporte selectivo de solutos
Transporte de Solutos
Funciones de la membrana citoplasmtica
Generacin de potenciales de membrana
(bombeo de iones H+, Na+,etc.)
Reacciones de xido/reduccin
Sntesis de ATP
Fotosntesis*
Obtencin de Energa
Funciones de la membrana citoplasmtica
Sistemas encargados de detectar cambios en el medio ambiente del
microorganismo y de enviar esta
informacin al medio intracelular
por medio de una seal molecular
Objetivo:
Modificar la fisiologa bacteriana
para lograr adaptarse a las
condiciones del medio externo
Receptores y Sensores
Funciones de la membrana citoplasmtica
Filamentos helicoidales formados por polmeros de flagelina
Anclado a maquinaria rotatoria presente en la membrana
citoplasmtica (cuerpo basal) a travs de una estructura de
gancho (hook)
Apndice responsable de la movilidad bacteriana (consumo de
energa)
Factor de Virulencia
Antignico
Apendices proteicos. Flagelo
Gram Negativo
Su carcter proteico le brinda propiedades altamente antignicas (Antgeno H o flagelar)
Interviene en la patogenicidad de ciertas especies (Ej: Helicobacter
pylori, Pseudomonas spp.).
Gram Positivo
Apendices proteicos. Flagelo
Flagelo. Autoensamblaje
Las flagelinas y dems componentes del flagelo son transportados
hasta la punta del mismo por su interior.
Flagelo montrico (polar)
Vibrio cholerae
Flagelo pertrico
Salmonella enteritidis
Flagelo anftrico
Spirillum sp. Flagelo loftrico
Helicobacter pylori
Apendices proteicos. Flagelo
Flagelo pertrico
Flagelo polar
Flagelo. Movilidad
Las bacterias sienten peridicamente su microambiente y procesan esa informacin a travs de una va de transduccin de seales que
controla el sentido y la velocidad de la rotacin flagelar
Los procariontes mviles se acomodan bien a su entorno (fisicoqumico) y pueden alejarse o aproximarse a un hbitat en respuesta a diversos
estmulos
Este mecanismo representa un medio de competir con xito con otros organismos y lograr su supervivencia
Ejemplos de Taxias:
Quimiotaxia Fototaxia Aerotaxia
Taxia: Movimiento dirigido en respuesta a un gradiente fisicoqumico
Flagelo. Movilidad
Quimiotaxia: La direccionalidad del movimiento est dada por variaciones en
la proporcin de tiempo en que el flagelo est rotando a favor o en contra de
los punteros del reloj. De esta forma:
Rotacin a favor de los punteros del reloj (Clockwise): NADA EN TUMBOS Rotacin en contra de los punteros del reloj (Counter clockwise): NADA EN LNEA RECTA
Flagelo. Movilidad y quimiotaxia
- Transductores (Sensores en la membrana) captan la presencia de atractantes o
repelentes
- Transductores estn en contacto con CheA (kinasa) y CheW. En respuesta a la unin
de repelente CheA se fosforila y a su vez fosforila a CheY (regulador)
- CheY fosforilado interactua con el motor para causar movimiento CW y tumbos.
- Atractantes disminuyen la fosforilacin de CheA, CheY no se une al flagelo y la
bacteria se mueve CCW
Mecanismo molecular de la quimiotaxia
Fimbrias
Pequeos apndices o microfibrillas de naturaleza proteica (Pilina).
Papel en adherencia especfica (con bacterias y clulas eucariontes)
No participan en el movimiento.
Las fimbrias se clasifican de acuerdo a su modo de expresin y ensamblaje en
tres tipos principales:
Pertricas
Tipo Curli
Tipo IV (polar)
Apendices proteicos. Fimbrias o pili (pilus)
Apndice retrctil de mayor longitud.
Polmero de protena retrctil (Pilina)
Papel en adherencia: Pili tipo IV, curli.
Intervienen en el proceso de conjugacin (Intercambio de material
gentico entre bacterias): Pili sexual
Apendices proteicos. Fimbrias o pili (pilus)
Pili tipo IV
Fimbria tipo curli
Pilus (Pili sexual) Fimbrias
Bacterias en conjugacin
Se describen slo en dos gneros bacterianos importantes para el ser humano:
Clostridium y Bacillus
Ocurre en respuesta al agotamiento de algn nutriente
Las esporas se originan dentro de la clula
(Proceso de diferenciacin celular)
Estructura compuesta fundamentalmente por DNA bacteriano muy compactado
Funcin: resistencia al calor, desecacin, radiacin, etc.
Viables por cientos de aos
Esporas
Se realiza con verde malaquita (el cual presenta
afinidad por las esporas) y una tincin de contraste.
Tinciones especiales. Tincin de esporas
Depsitos de diversos metabolitos primarios y secundarios para reservas de energa o de elementos
a usar en reacciones biosintticas (Glicgeno,
polihidroxibutirato PHB, polifosfatos, etc)
Grnulos o corpsculos densos (muy compactos)
Generalmente, material poco soluble o insoluble
Grnulos de PHB en
Rhodovibrio sodomensis Chromatium buderi con glbulos de azufre
Cuerpos de inclusin (grnulos)
-Representan una forma de motilidad que permite que las clulas floten en
respuesta a factores medioambientales
-Poseen paredes rgidas para resistir la presin
-La protena principal de una vescula de gas la constituye la GvpA,
altamente hidrofbica
Cianobacteria Vesculas de gas para
regular la flotacin
Cuerpos de inclusin. Vesculas de gas
Partcula ribonucleoproteica 70S (RNA + Protenas)
Compuesta por 2 subunidades de distinto peso
50S (subunidad mayor: 31 prots. + rRNA 23S + rRNA 5S)
30S (subunidad menor: 21 prots. + rRNA 16S)
Presente en miles de copias en el citoplasma bacteriano
(Aspecto granular del citoplasma)
Responsable de la sntesis proteica
Subunidad
mayor
Subunidad
menor
Ribosomas
Ribosomas: Sntesis proteica
Polisoma
(Collar de perlas)
Ribosomas
Replicn autnomo (Ori y Ter de replicacin)
Generalmente, formado por DNA circular de doble hebra (sobreenrollado)
Existe como una megamolcula desoxirribonucleoproteica (DNA+protenas) no envuelta por membranas
Tamao variable (H. influenzae ~0,8 Mb; E. coli ~ 4,5 Mb; Pseudomonas ~ 8 Mb; etc.)
Se presenta en copia nica (Las bacterias son haploides) Existen bacterias con 3, 4 y hasta 5 cromosomas.
Normalmente, contiene el patrimonio gentico de cada bacteria
Genoma bacteriano. Cromosoma.
Replicones autnomos (se replican de manera independiente al cromosoma bacteriano)
DNA circular de doble hebra (sobreenrollado) Tamao variable (menor que el cromosoma) Nmero de copias variables (1 a >100) Capacidad de transferencia horizontal (conjugacin, etc.) Contienen genes no esenciales, que aportan una ventaja adaptativa
(resistencias a antibiticos y metales pesados, rutas metablicas, toxinas
y factores de virulencia)
Plasmidio sobreenrollado
Plasmidio relajado
Genoma bacteriano. Plsmidos (plasmidios)
Principales estructuras bacterianas
Dr. Juan Carlos Velsquez
Facultad de Ciencias Biolgicas
BIOL252-BIO252
Morfologa y agrupaciones
bacterianas
Pared Celular: responsable de
la morfologa celular
Morfologa
Planos de divisin celular definen la agrupacin bacteriana
Agrupaciones bacterianas
Cadena
(del griego: Strepto)
Streptococcus pyogenes
(Fascitis necrotizante, infecciones de garganta)
Principales agrupaciones bacterianas
Racimo
(del griego: Staphylo)
Staphylococcus aureus
(Imptigo, endocarditis,)
Principales agrupaciones bacterianas
Pares
(Diplo)
Agrupaciones pequeas
y empacadas
(Ttradas, octetos)
Neisseria gonorrhoeae
(Gonorrea)
Sarcina lutea
Principales agrupaciones bacterianas
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