organización procariota: bacterias y arqueobacterias

CITOLOGÍA

Organización celular procariota:

Bacterias y arqueobacterias

Organización procariota

¿Cuál fue la forma inicial que origino a los seres vivos?

Aparecieron tres líneas evolutivas:

– Dos procariotas: Arqueobacterias y Eubacterias

– Eucariota Análisis moleculares con

ARNr:– Dos líneas con una

organización simple tanto a nivel estructural como funcional

Línea: presentaba características propias de las bacterias verdaderas.

Línea: Presentaba características biológicas intermedias entre bacterias y eucariotas; Arqueobacterias

Organización procariota

Arqueas

Se les considera los organismos vivos más semejantes a los primeros colonizadores de la Tierra: extremófilas

– Elevadas concentraciones salinas: halofilas

– Tº altas: Termófilas– Valores de acidez altos:

Acidófilas

Arquea hipertermofílica encontrada en aguas termales:

• Presenta una enzima activa a Tº de 109ºC

• Degradar la celulosa

Arqueas

Características:– Se parecen morfológicamente a las bacterias pero se

diferencian bioquímica, fisiológica y genéticamente– No poseen paredes celulares con peptidoglicanos, sino

glucoproteínas.– Poseen secuencias únicas en su ARN– Algunas de ellas poseen esteroles en su membrana

celular (una característica de eucariotas)– Poseen lípidos de membrana diferentes tanto de las

bacterias como de los eucariotas (diéteres de glicerina con terpenos).

– Sus membranas forman una monocapa

Arqueas

Arqueobacterias Se parecen morfológicamente a las bacterias pero se diferencian bioquímica, fisiológica y genéticamente:

• No poseen paredes celulares con peptidoglicanos, sino glucoproteínas.

• Poseen secuencias únicas en su ARN

• Algunas de ellas poseen esteroles en su membrana celular (una característica de eucariotas)

• Poseen lípidos de membrana diferentes tanto de las bacterias como de los eucariotas (diéteres de glicerina con terpenos).

•Sus membranas forman una monocapa

•Son extremófilas (metanogénicas, halófitas o hipertermófilas

Microorganismos muy difundidos en todos los ambientes

Tamaño pequeño Metabolismo activo Tasa de multiplicación elevada Características estructurales:

– No presentan núcleo verdadero– No presentan orgánulos membranosos– No existe compartimentalización de las funciones– Pared celular

Organización procariota:Bacterias

Estructura de una bacteria

Nucleoide

Ribosomas

Estructura bacteriana

Envolturas:– pared celular, – membrana plasmática – cápsulas mucosasPared celular:– Capa más externa– Rígida– Composición:

Peptidoglicano o mureína: cadenas de polisacáridos (NAM_NAG) unidos entre sí por cadenas peptídicas.Digeridas por lisozimas

Elementos diferenciadores (tinción de Gram):– Gram+ (retienen el colorante): – Gram- (no retienen el colorante):

.

Bacterias Gram +:– Retienen el colorante: ácidos

teioicos y lipoteteioicos Bacterias Gram -:Estructura

trilaminar– Membrana externa: bicapa lipídica

con proteínas asociadas; lipopolisacáridos

– Periplasma: material entre la membrana externa y plasmática que contiene proteínas

– Peptidoglicano

Estructura bacteriana

Funciones:

1. Mantiene la forma

2. Protege de la lisis osmótica:en medios hipoosmóticos contrarresta la presión osmótica ejercida por el citoplasma celular, hiperosmótico, sobre la membrana plasmática

Tipos de pared bacteriana

Gram+ y Gram-

Bacteria Gram +

Bacteria Gram -

Membrana plasmática– Naturaleza

lipoproteíca– ATPasa

Cápsulas y capas mucosas

– Aparecen en las formas más patogénas

– Posición más externa– Formadas

fundamentalmente por polisacáridos

Estructura bacteriana

Funciones:

1. Síntesis de la pared

2. Actividad respiratoria

3. Quimiotaxis (receptores)

Funciones:

1. Resistencia y protección frente a la fagocitosis

2. Favorece la adherencia a superficies y otras células (invasibilidad celular)

3. Evita la desecación ( agua)

Estructura bacteriana

Citoplasma:– Formado por el protoplasma (matriz granulosa sin orgánulos

membranosos)– Ribosomas e inclusiones

Ribosomas:– Más pequeños que los de eucariota– Síntesis de proteínas

Nucleoide– DNA de doble hélice, desnudo, superenrrollado en 50-100

dominios o lazos estabilizados por ARN

Nucleoide

Plásmido

Son moléculas de ADN más pequeñas Variables en tamaño y número Circular, desnudo y extracromosómicos Replicación independiente del nucleoide No es esencial para el funcionamiento

celular Pueden ser transferidos en los procesos

de conjugación Confiere características propias:

– Resistencia frente a antibióticos y drogas

– Contienen información para el factor F– Producción de toxinas

Estructura bacteriana: apéndices externos

1. Flagelos :– Propios de bacilos, escasos en

cocos. Gram+ como negativas– Implicados en el movimiento– Número y disposición variable

Flagelos

Constan de:– Filamento: flagelina,

proteína globular ordenada helicoidalmente entorno a un tubo central hueco

– Gancho: que une el filamento a la célula

– Cuerpo basal: compuestos por varios anillos

Flagelos

Tipos de flagelos

Estructura bacteriana: apéndices externos

Fimbrias– Fimbrias; filamentos

cortos y numerosos– Adherencia a otras

células o superficies epiteliales del huésped que infecta.

– Gram - Pili

– Asociados a los procesos de conjugación sexual

E.coli en división

Pili

Escherichia coli

Estructura bacteriana: inclusiones metacromáticas

Gránulos que aparecen en el protoplasma

– Reserva:,lipìdicos, glucídicos, azufre, gas (flotabilidad)..

Inclusiones lipídicas en bacterias quimiolitotrofas

Inclusiones lipídicas en Micobacterium tuberculosis

Inclusionescitoplásmicas

Estructura bacteriana: esporas

Estructuras de resistencia frente a condiciones adversas

No intervienen en reproducción

Endosporas (intracelulares) Clasifican en:

– Deformantes – No deformantes

Cocos– Esféricas– Inmóviles– Pueden estar aislados o agrupados

Bacilos– Alargada– Generalmente móviles– Pueden estar aislados o agrupados

Formas bacterianas

Cocos y bacilos

Reproducción bacteriana

Reproducción asexual por bipartición:– Duplicación del

material genético– Formación de un

tabique o septo que separa las bacterias en dos.

E. coli en división

División bacteriana

Formación del septo

Mecanismos parasexuales: en los que existe transferencia de material genético entre una bacteria donadora y otra aceptora, gracias a los cuales se introduce variabilidad genética. Existen tres tipos:– Conjugación– Transformación– Transduccción

Reproducción bacteriana

Conjugación

Existen dos formas bacterianas: – Donantes (F+) – Receptoras (F-) – Entre ambas formas existe transferencia de

material genético a través de un puente citoplasmático o pili, siendo el flujo unidireccional, de la donante a la receptora y nunca al revés.

– Lo que le confiere a la donante dicho carácter es la posesión de un plásmido de fertilidad (F). A veces puede estar integrado en el cromosoma bacteriano, Hfr

Conjugación bacteriana

Características del factor F– Control de su propia transferencia– Síntesis de un antígeno de superficie no presente

en las formas receptoras, que impide que exista conjugación entre bacterias con el mismo tipo de plásmido.

– Formación del tubo citoplásmico– Transferencia del material genético

Conjugación

Fases del proceso de conjugación:– Contacto entre la formas F+ y F-– Formación del tubo de conjugación– Transferencia de parte del cromosoma (nunca el factor F)– Formación de un cigoto parcial o merocigoto:

Endogenote ( información propia de la bacteria receptora) Exogenote ( información que se incorpora)

– Recombinación y modificación de las características genéticas de la bacteria receptora.

En la transferencia no existe pérdida de material genético por parte de la donadora, duplicación previa.

Conjugación

Conjugación

El ADN bacteriano se fragmenta y parte de estos fragmentos penetran en otra bacteria integrándose en el cromosoma de la receptora.

La bacteria debe estar en un estado fisiológico competente.

Formación de merocigoto Recombinación La bacteria receptora pasa a presentar una

información distinta.

Transformación

Transformación

La transferencia de material genético de una bacteria a otra se realiza a través de un vector, un virus.

Tras la inducción del virus que estaba en una bacteria lisogénica, y la lisis posterior, aproximadamente 1% del material bacteriano es arrastrado por el virus.

Ante una reinfección ese material bacteriano pasará a otra bacteria, formándose un merozigoto.

Bacteria recombinante

Transducción

Transducción