BACTERIAS

Blgo.Mblgo. Eterio ALVA MUÑOZCurso: Microbiología GeneralEspecialidad: Ingeniería Agroindustrial

FACULTAD DE CIENCIAS

bacterias

Protozooarios

algas hongos

virus

Microorganismos con y sin organización celular

No tienen membranas plasmáticas. Son parásitos sin organización celular

Clasificación actual:

La clasificación de las arqueas, y los procariotas en general, es un tema controvertido y en constante fluctuación. Los sistemas actuales de clasificación intentan organizar las arqueas en grupos que comparten rasgos estructurales y antepasados comunes.Las cuales son:ARN ribosómicoAnálisis moleculares de ADN

MicrobiologíaCiencia que estudia a los organismos que no

se pueden ver a simple vista y que constituyen el mundo microscópico : VIRUS – BACTERIAS – PROTOZOOS –

HONGOS UNICELULARES

Tamaño pequeño (consecuencias metodológicas)

1. Uso de microscopio y normalmente tinciones.2. Generalmente se estudian poblaciones enormes y se sacan promedios.3. Es muy raro estudiar un individuo cada vez.

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¿Qué tan pequeño?Unidades de medida en Microscopía

Micra ( ) : una millonésima de metro. Nanómetro (nm) – Milimicra (m): Mil millonésima de metro Ángstrom (Å): diez mil millonésima de metro

1 micra () = 10-3 mm = 10-6 m1 nanómetro (nm) = 1 milimicra ( m ) = 10-3 = 10-6 mm =10-9 m 1 angstrom (Å.) = 10-1nm = 10 -10 m

Por ejemplo

Tamaños moléculares y atómicos: Angstrom

Longitudes de onda de radiación electromagnética: nanómetros

Tamaños de bacterias, circuitos de microprocesadores: micra

Unicelulares que pertenecen al reino monera. Son células de tamaño variable cuyo límite inferior está en las 0,2 y el superior en las 50 ; sus dimensiones medias oscilan

entre 0,5 y 1 .

Grupos Bacterianos

ARQUEOBACTERIAS: "fósiles vivientes“

EUBACTERIAS: Son las bacterias típicas

Hábitat de las arqueobacterias

ARQUEOBACTERIAS: "fósiles vivientes" pues viven en habitats que parecen corresponder con los que existieron en la Tierra primitiva. Por ejemplo, en ambientes termales donde se alcanzan temperaturas por encima del punto de ebullición del agua. (Ej. Pyrococcus furiosus cuya Temperatura óptima de crecimiento es 104°C.) También pueden vivir en medios halófilos (muy salados), (Ej.: Halobacterium

Arqueobacteria: Halobacterium safinarum

Características importantes:

Tiene las mismas estructuras que el resto de las bacterias procariotas pero están constituidas por compuestos químicos diferentes. Las diferencias a nivel molecular entre arqueas y el resto de los procariotas son tan fundamentales que se las clasifica en grupos distintos. Debido a estas diferencias, las arqueas exhiben una ALTA RESISTENCIA contra los antibióticos y los agentes líticos, presión osmótica, etc. Actualmente se las considera más cercanas a los eucariotas

•Diámetros 0,1 μm y más de 15 μm •Diversas formas, esferas, barras, espirales, placas, finos filamentos, cuadradas y planas

¿Donde se encuentran las arqueobacterias?

Las arqueobacterias se caracterizan por encontrarse en ambientes donde no sería normal encontrar vida, alguno ejemplos son:GeiseresPantanosEstanques de vaporación de agua salada, etc

Metanógenas

Las arqueas metanógenas son microorganismos procariontes que viven en medios estrictamente anaerobios y que obtienen energía mediante la producción de gas natural, el metano (CH4). Gracias a esta característica, este tipo de organismo tiene una gran importancia ecológica, ya que interviene en la degradación de la materia orgánica en la naturaleza, y en el ciclo del carbono.

Halófilas

Son los organismos que viven en medios con presencia de gran cantidad de sales. La palabra está formada con los términos griegos halos, sal, y filo, amante de, por lo que literalmente significa amante de la sal.

Este tipo de organismos por lo general habita ambientes terrestres correspondientes a aguas calientes geotérmicas (>80ºC), los cuales se caracterizan por ser ricos en azufre y además por su acidez , que puede presentarse desde moderada a extremadamente ácida, debido a la oxidación biológica. A su vez también se pueden encontrar algunas arqueas que habitan en lugares ligeramente alcalinos como algunas solfataras (medios calientes y ricos en azufre)

•Por ser extremófilas, en particular las resistentes a las ALTAS TEMPERATURAS o a los EXTREMOS DE ACIDEZ O ALCALINIDAD, son una importante fuente de ENZIMAS capaces de funcionar bajo estas duras condiciones

•En la industria, las AMILASAS, GALACTOSIDASAS realizan su función a más de 100 °C, lo que permite la elaboración de alimentos a altas temperaturas, tales como leche baja en lactosa y suero de leche.

• Las enzimas de estas arqueas termófilas también son muy estables en solventes orgánicos, por lo que pueden utilizarse en una amplia gama de procesos relacionados a la SÍNTESIS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS.

•Son una parte vital del tratamiento de aguas residuales, realizando la digestión anaeróbica de los RESIDUOS

• Prometedores en minería para la extracción de metales tales como ORO, COBALTO Y COBRE

Uso de Archaea en tecnología e industria

Grupos Bacterianos

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Eubacteria: Bacilius anthracis

Arqueobacteria: Halobacterium safinarum

• EUBACTERIAS: Son las bacterias típicas. (Escherichia coli) Se trata de microorganismos unicelulares procariotas, cuyo tamaño oscila entre 1 y 10 micras (como son muy pequeñas no necesitan citoesqueleto), y adaptados a vivir en cualquier ambiente, Las hay autótrofas: fotosintéticas y quimiosintéticas, y heterótrofas: saprofitas, simbióticas y parasitarias.

Procariotas – Eubacterias -

Organismos unicelulares

Funciones: gran variedad de funciones que ayudan a mantener los ciclos bio-geo-químicos.

Constituyen la mayoría de las bacterias

Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta

40 millones de células bacterianas en 1g de tierra1 millón de células bacterianas en un 1 ml agua dulceEn total, aproximadamente 5×1030 bacterias en el mundo

Procariotas - Eubacterias

Organismos unicelulares - mayoría de las bacterias

Tamaño: 1 a 10 m Son tan pequeñas que

no necesitan citoesqueleto

Hábitat: adaptados a vivir en cualquier ambiente

terrestre o acuático

Nutrición: autótrofas: autótrofas: fotosintéticas, quimiosintéticas heterótrofas:heterótrofas: saprófitas, simbióticas, parasitarias

Procariotas – Eubacterias -

Clasificación según su formaLas más comunes: 1) Cocos; 2) Bacilos; 3) Vibrios; 4) Espirilos

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Otras formas son: filamentos, anillos casi cerrados, con prolongaciones (prostecas)

Relación entre forma y el modo de vida

Cocos Bacilos Espirilos y Vibrios

•Forma redondeada(relación superficie volumen mínima)•Poca relación con el exterior•Viven en medios ricos en nutrientes•Se transmiten por el aire•Muy resistentes•Suelen ser patógenas

•Forma alargada, cilindrica (mayor relación superficie volumen)•Obtienen nutrientes de manera más eficaz•Viven en medios pobres en nutrientes (suelos, aguas)•Menos resistentes•Suelen ser saprófitas

•Forma de hélice y de coma•Viven en medios viscosos•Pequeño diámetro•Atraviesan fácilmente las mucosas•Patógenas por contacto directo o mediante vectores

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Agrupaciones bacterianas

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Esquema Célula Procariota

Estructura Bacteriana

• 1) Cápsula; 2) pared; 3) membrana; 4) mesosomas; 5) ribosomas; 6) flagelo; 7) ADN, cromosoma o genoma; 8) plásmidos.

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Elementos estructuralesCápsula: Se presenta en muchas bacterias, sobre todo patógenas. Es una estructura viscosa

compuesta por sustancias glucídicas. Tiene función protectora de la desecación, de la fagocitosis o del ataque de anticuerpos.

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Pared Bacteriana: Formada por péptidoglucanos y otras sustancias. Es una envoltura rígida que soporta las fuertes presiones osmóticas a las que esté sometida la bacteria. Por la estructura de su pared distinguiremos las bacterias Gram+ y Gram-.

Membrana plasmática: Similar en estructura y composición a la de las células eucariotas. Presenta unos repliegues internos llamados mesosomas.

Mesosomas: Repliegues de la membrana con importantes funciones pues contienen importantes sustancias responsables de procesos metabólicos como el

transporte de electrones, la fotosíntesis o la replicación del ADN.

Ribososmas: Similares a los de la célula eucariota aunque de menor tamaño. Intervienen en la síntesis de proteínas.

Cromosoma bacteriano: Está formado por una sola molécula de ADN de doble hélice, circular y no asociado a histonas.

Plásmidos: Moléculas de ADN extracromosómico también circular.

Inclusiones: Depósitos de sustancias de reserva.

Fagelos: Estructuras filamentosas con función motriz, formados por fibrillas proteicas

Fimbrias o Pili: Filamentos largos y huecos con funciones relacionadas con el intercambio de material génico y la adherencia a sustratos.

Bacteria Encapsulada• En numerosas bacterias se forma en la

parte externa de la pared una cápsula viscosa compuesta por sustancias glucídicas. 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.

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Pared celular

Pared BacterianaEstá presente en todas las bacterias. Es una envoltura rígida, exterior a la membrana. Da forma a la bacteria y según su composición confiere ciertas particularidades a las

bacterias, lo que permite su clasificación en Gram positivas y Gram negativas.

En las Bacterias Gram-positivas, la pared externa de la envoltura celular tiene como base química fundamental el peptidoglicano el que junto al resto de sus componentes forman una malla especial llamada sáculo de mureína, de vital importancia para conservar la forma y darle rigidez a la célula bacteriana. Y dos clases de ácidos: Teicoico y el Lipoproteico, que son antígenos de superficie , diferencian los serotipos bacterianos y participan de la adherencia a células animales. Una función de esta pared es regular el potencial hídrico de la célula. Si no existiera, la célula podría reventar, debido a su gran potencial osmótico.

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En las Bacterias Gram-negativas, la pared casi no contiene peptidoglicano; presenta lipolisacaridos, lipoproteínas , y proteínas. El LPS es conocido como endotoxina , su porcion lipidica esta embebedida en el fosfolipido y polisacxarido esta en la superficie. Es una estructura de dos membranas: externa e interna; y entre ellas un espacio periplasmático. Esta membrana funciona principalmente como una especie de filtro (porinas) y gracias a esta selectividad de sustancias, las bacterias gram negativas son menos susceptibles a los antibióticos.

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Cromosoma Bacteriano• 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, súper enrollada y asociada a proteínas no histonas. Suele estar unida a los mesosomas.

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Ribosomas

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Inclusiones

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Flagelos• Son apéndices filiformes de

mayor longitud que la bacteria que permiten su locomoción. Se presentan en número y disposición variable y estén formados por fibrillas proteicas compuestas de una proteína llamada flagelina.

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Fimbrias o pili entre bacterias• Son filamentos huecos,

delgados y rectos, situados en la superficie de determinadas bacterias y cuya función no esté relacionada con la locomoción, sino con la adherencia a los substratos y el intercambio de fragmentos de ADN durante la conjugación.

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Esporas

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Las endosporas son células especializadas, no reproductivas, producidas por bacterias de la familia Bacillaceae. Su función primaria es asegurar la supervivencia en tiempos de tensión ambiental. Son extraordinariamente resistentes a la radiación (ultravioleta, X y gamma), a la desecación, a la lisozima, al calor, a los desinfectantes químicos y a trituración mecánica. Las endosporas se encuentran comúnmente en el suelo y el agua donde sobreviven durante largos periodos de tiempoSe les reconoce debido a su forma y ubicación .

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Funciones de Nutrición Bacteriana

AUTÓTROFAS:Emplean compuestos inorgánicos para sintetizar compuestos orgánicos

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 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. Transforman el CO2 en compuestos hidrogenados (anabolismo). Sus fuentes son oxidadación del hierro, bacterias nitrificantes que oxidan sustancias amoniacales, bacterias sulfooxidantes que oxidan el azufre.

HETERÓTROFAS:Emplean compuestos orgánicos para sintetizar sus propios compuestos orgánicos

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 (flora bacteriana intestinal)• 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 esté presente, aunque pueden vivir sin él (anaerobias facultativas).

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Funciones de relación de las bacterias

• Las bacterias responden a un número elevado de estímulos ambientales diversos mediante modificaciones de su actividad metabólica o de su comportamiento. Ciertas clases, ante los estímulos adversos del ambiente, provocan la formación de esporas de resistencia, que, al ser intracelulares, se denominan endosporas.

• Las endosporas bacterianas son 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 80°C 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 acercamiento 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).

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