Bacterias: Estructura

y metabolismo

Tema 2

Estructura bacteriana

Estructura y función de la pared

celular bacteriana

Barrera estructural y fisiológica entre el interior y el ambiente externo

Mosaico fluido

Semipermeable

Permite la ósmosis

Composición de la pared bacteriana

Composición de la pared

Macromoléculas:

- PEG

- Ac. Teicoicos y Lipoteicoicos

- Lipopolisacárido

- Cápsula

Apéndices:

- Flagelos

- Fimbrias /Pili

Macromoléculas

1. Proteoglicano/Péptidoglicano

2. Ac. Teicoicos y Ac. Lipoteicocos

3. Lipopolisacárido

4. Cápsula

1. Péptidoglicano

Molécula estructural responsable de la

forma y la resistencia de la célula

Largas cadenas paralelas de la N-acetil-

aminoazúcares (N-Ac-glucosamina y

ácido N-Ac-murámico), entrelazadas por

cadenas cortas de péptidos

G+ G-

Diferencias en el PEG entre G+ y G-

Ác. meso-diaminopimélico … en G-

L-Lisina … en G+

G+

DAP

DAP

Unión directa

G-

Diferencias en el PEG entre G+ y G-

Unión indirecta:

pentapéptido de

glicina

2. Ácidos Teicoicos y Lipoteicoicos

En la pared celular de bacterias G+

Son polímeros de ribosa o glicerol modificados

químicamente y unidos por grupos fosfato

Se usan para determinar el serotipo bacteriano

Ac.teicoico : unido covalentemente al PEG

Ac.lipoteicoico :unido covalentemente a la membrana

citoplasmática

Intervienen en la adherencia

Antigenicidad

3. Lipopolisacárido (Endotoxina)

Componente esencial de bacterias G-

En la cara externa de la m.externa

Potente estimulador de la respuesta inmune

(+ LB lib. IL-1, IL-6, TNF, etc)

Provoca la aparición de fiebre y shock

3 secciones estructurales: lípido A, región

central del polisacárido (core) y antígeno O

Actividad

endotóxica

del LPS

Diferencia los

serotipos

Z

Z

Z

Z

Membrana externa

Peptidoglicano

Membrana citoplasmática

Lipoteicoicos

XXX XXX XXX Acidos teicoicos XXX XXX XXX

Espacio periplásmico

LPS Porinas

4. Cápsula

G+, G- y hongos

Capa de polisacáridos (exopolisacáridos). (B.

anthracis poliproteica)

Participa en la adherencia a superficies

Formación de microcolonias o biofilm (S. mutans

en placa dental)

Evasión del sistema inmunológico (antifagocítica)

Factor de virulencia

Barrera frente a moléc. hidrofóbicas tóxicas (jabón)

Resumen diferencias entre

Gram + y Gram -

Bacterias Gram - Bacterias Gram +

Polímero (NAG-NAM-tetrapéptido)n (NAG-NAM-tetrapéptido)n

Tetrapéptido L-ala+D-glu+L-dap+D-ala L-ala+D-glu+L-lys+D-ala

Unión entre cadenas

polipeptídicas DIRECTA INDIRECTA

Otros

Membrana externa

(Lipopolisacárido)

Acidos teicoicos

Ac.lipoteicoicos

Pared celular en Gram-positivos

(Ac. Teicoico)

Pared celular en Gram-negativos

Apéndices

Flagelos: participan en la motilidad (quimiotaxis

o fototaxis)

Fimbrias/Pili: participan en la adhesión G-

Citoplasma bacteriano

No mitocondrias, ni RE.

Ribosomas 70s (50s+30s)

ARNm

Proteínas y metabolitos

Gránulos de inclusión y/o vacuolas

ADN cromosómico circular de doble cadena (único)

Nucleoide (no núcleo)

Plásmido: ADN extracromosómico

Membrana citoplasmática sin esteroles (Exc. de

Micoplasmas spp)

Esporas

Estado vegetativo o de latencia

Estructura deshidratada con múltiples

capas que protege el ADN bacteriano

Altamente resistentes

Distinta localización, diámetro y forma

Clostridium tetani Bacillus subtilis

Fisiología bacteriana

Requerimiento nutritivo

Necesidades mínimas:

- fuente de C y N (H, O, P y S)

- fuente de energía (glucosa)

- agua

- iones (K+, Fe2+/3+, Ca 2+, Na+, Cl-,...)

Aa., vitaminas, factores de crecimiento

Rutas

metabólicas

Metabolismo

reactivos clave en la fermentación

Obtención de energía

Enzimas :

Catalasa

Peroxidasa …

Reproducción

Fisión binaria

(bipartición)

2n

(n= nº de generaciones)

► Medios sólidos (agar)

► Medios líquidos (caldos)

Crecimiento bacteriano

2n: Cinética exponencial o logarítmica

Crecimiento bacteriano

Dinámica

poblacional

Latencia

Nº de

células

Genética bacteriana

Mecanismos de transferencia

genética bacteriana

Mecanismos de transferencia

genética bacteriana

1. Transformación

2. Transducción

3. Conjugación

1. Transformación

DNA donador se encuentra libre en el medio

2. Transducción

Introducción de genes

bacterianos a través de

un bacteriófago (virus

que infecta bacterias sin

destruirlas)

El ADN se integra en el

cromosoma bacteriano

3. Conjugación

Transferencia de material genético entre dos bacterias ( bacteria dadora y

bacteria receptora) a través de los PILI SEXUALES

Material genético : plásmido ( factor de fertilidad (F) )

Relacionado en la aparición de resistencia a los antibióticos

Estructuras genéticas

Estructuras genéticas

DNA cromosómico: nucleoide

Plásmidos (Transferencia de resistencias a atb)

Transposones e inserción de secuencias

Plásmidos

Moléculas de ADN extracromosómico circular o lineal que se

replican y transcriben independientes del ADN cromosómico

Contienen genes o paquetes de genes que confieren a la bacteria

resistencia a los antibióticos (R-plásmidos)

Son transferidos por conjugación de unas bacterias a otras

(estrechamente relacionadas filogenéticamente)

(E.coli, Salmonella spp, Shigella spp, Proteus spp)

EPISOMA:

Plásmido con capacidad de integrarse en el cromosoma bacteriano.

Al producirse la conjugación, se puede transferir el propio plásmido más un

segmento adyacente del cromosoma, que a su vez podrá recombinarse con

secuencias homólogas del cromosoma del receptor, dando lugar a un

cromosoma híbrido

Transposones

Un transposón es una secuencia de ADN (2000-20000 pb.) que puede moverse de manera autónoma a diferentes partes del genoma (transposición)

Pueden causar mutaciones y cambio en la cantidad de ADN del genoma

Suelen codificar mecanismos de resistencia antibiótica

Tienen secuencias de bases de palindrómicas

(repeticiones invertidas) en sus extremos

Pueden translocarse de plásmido-plásmido; plásmido-

"cromosoma" y "cromosoma"-plásmido

Transposones

Transposones

Secuencias de inserción

Fragmentos de ADN pequeños (menos de 1000 pares

de bases)

Pueden insertarse en otra molécula de ADN

Capacidad de replicación autónoma

Puede ubicarse (translocación) en diferentes puntos del

"cromosoma“

Puede causar mutación al insertarse en el "cromosoma"