Microbiología. La célula procariota

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Tema 3. La célula procariota. Membrana plasmática, pared celular,

citoplasma y estructuras externas

Formas de los microorganismos

Hay una gran diversidad.

- Coco. Esférica. Pueden presentarse aisladas o agrupándose: diplococos (parejas), estreptococos (racimos) y sarcinas

(asociaciones tridimensionales). Es la más común.

- Bacilos. Estructura alargada.Pueden presentarse aisladas o agrupándose formando cadenas.

- Vibrio. Forma de coma ortográfica.

- Espirilo. Morfología helicoidal.

- Pleomórfico. La misma célula presenta varias formas diferentes.

Tamaño de los microorganismos

Es muy variado, pero por lo general son microscópicas.

E. coli mide 1,1-1,5 um de ancho y 2-6 um de largo (tamaño medio de las bacterias)

El micoplasma es la más pequeña conocida, tiene un diámetro de 0,3 um. Las nanobacterias se estima que midan 0,05 aunque no se

ha demostrado que existan.

Epulopiscium fishelsonil es una de las más grande, mide medio milímetro.

Membrana celular

Impermeabilidad selectiva: regula el paso de determinadas sustancias.

En ella tienen lugar la síntesis de energía.

Composición química. Bicapa lipídica constituida por

- Fosfolípidos, con los ácidos grasos dirigidos al interior y los glicerilfosfato

al exterior.

- Esteroles (colesterol). Se dispone en los espacios que originan los ácidos

grasos insaturados, proporcionando estabilidad a la membrana, debido a su

estructura plana y rígida, e impidiendo la ruptura de la bicapa por

cristalización. Los micoplasmas poseen esteroles en su membrana.

Hopanoides. Compuestos similares a los esteroles, cuya función principal

es conferir rigidez a la membrana plasmática en las bacterias (en archaeas

no).

- Proteínas.

1. Integrales o intrínsecas. Englobadas en la membrana, si la

atraviesan totalmente se denominan transmembranosas.

2. Periféricas. Adosadas en la bicapa. Solubles.

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Así mismo, las membranas plasmáticas de Archaea están hechas

de lípidos ramificados que se une al glicerol por medio de enlaces

de éter. Los lípidos enlazados por éter son comúnes a todos los

Archaea. Glicerol diéter y diglicerol tetraéter son los tipos más

importantes de lípidos presentes en la membrana célula (sirven

para detectar la presencia de Archaeas). Esto les ayuda a

adaptarse a los ambientes extremos (altas temperaturas y

elevada salinidad).

Pared celular

Cubierta rígida que da forma a las células (la mayoría de bacterias y archaeas) y rodea la membrana.

Protege a la célula frente a los cambios de salinidad.

Por la distinta composición de la pared, las bacterias reaccionan de distinto modo a la tinción Gram, distinguiéndose así:

- Gram-positivas (Gram +). Se tiñen de

color azul. Homogénea, formada por

una capa monoestratificada de

peptidoglicano, a la que se asocian

proteínas y polisacáridos.

- Gram-negativas (Gram -). Se tiñen de

color rojo. Más complejas. Formadas

por una capa biestratificada de

peptidoglicano, con una capa basal de

mureína y una membrana externa.

El peptidoglicano tiene un estructura similar en las Gram + y Gram -.

Compuesto por dos derivados de azúcares (ácido N-acetilmurámico y ácido

N-acetilglucosamina)

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Pared celular de Gram + Pared celular de Gram -

Gram negativas. Tres regiones: · Lípido A (ácido graso unido a dos moléculas de N-acetilglucosamilfosfato). · Polisacárido central o core (varios azúcares) · Cadena central O (varios azúcares – que forman un polímero) Pared celular de Archaea Heterogénea. Composición química: proteínas, polisacáridos o glicoproteínas.

* Capa S. Estructura. Visible y externa, con cierta simetría, formada por proteínas con estructura paracristalina. Presente en bacterias y en casi todos los grupos archaea. Función. Confiere resistencia a la lisis osmótica. * Paredes celulares con pseudomureína. Contienen N- acetiltalosaminurónico.

Estructuras externas

Cápsulas y capas mucosas

Estructura rígida. Ambas son viscosas. Composición química. Polisacáridos o proteínas. No confieren resistencia estructural. Función. Resistencia a la deshidratación, a la fagocitosis, ayudan a las bacterias a fijarse a partículas sólidas.

- Cápsula. Material homogéneo, denso, grueso. No deja pasar partículas pequeñas y está firmemente adherida. Se utiliza para detectarlas tinción negativa (tinta china).

- Capa mucosa. Más difícil de ver.

Fimbrias y pelos (pili- uno / pilus- muchos)

Presentes en muchas procariotas. Son filamentos que se prolongan desde la superficie celular hasta el exterior. Composición química. Proteínas (pilina). Poseen una estructura similar. Se distinguen en tamaño, función y número:

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- Fimbrias. Filamentos cortos. Repartidos por toda la superficie celular. Función. Adhesión a superficies sólidas (tejidos), formación de biopelículas.

- Pelos / Pilus. Filamentos largos, de 1 a 10. Existen muchos tipos en función del estado y de su función, los más numerosos son los implicados en el intercambio de material genético mediante la conjugación.

Flagelos

Estructura similar a las fimbrias y pelos. Sonn apéndices largos, que se prolongan al exterior. Composición química. Polímeros de proteínas (flagelina). Función. Movimiento de las células por medios rígidos. Son diferentes en bacterias y en archaeas. Existen diferentes tipos:

- Monotrica (un flagelo)

- Anfitrica (dos flagelos)

- Lofotrica (penacho de flagelos)

- Peritrica (superficie cubierta de flagelos)

Citoplasma

Bacterias Composición. 70% de agua, nucleoide, ribosomas, cuerpos de inclusión. · Cuerpos de inclusión. Son gránulos de sustancias de reserva, recubiertos de membrana. Acumulados en forma de precipitado. No generan presión osmótica. Ejemplos.

- Gránulos de poli- β- hidroxialcanoatos. Polímeros de β- hidroxiácidos (PHB poli- β- hidroxibutírico, crece con el exceso de carbono)

- Glucógeno. Polímero de glucosa. - Gránulos de Volutina o corpúsculos metacromáticos. Polímeros de polifosfato (crecen con la abundancia de fosfato). - Gránulos de Azufre. Capaces de oxidar el ácido sulfhídrico. Acumulan azufre.

Magnetosomas. Estructuras que permiten a los microorganismos orientarse en un campo magnético, debido a que poseen magnetita (mineral del hierro). Vacuolas de gas. Cuerpos de inclusión que permiten a los microorganismos acuáticos regular su flotabilidad. Están compuestos por vesículas de gas: cilindros de proteínas rígidos, cerrados, huecos, impermeables al agua y permeables a los gases, que tras acumularlos les permiten flotar. · Ribosomas. Partículas globulares libres en el citoplasma o en la membrana plasmática. Compuestos por proteínas y RNA. Función. Realizan la síntesis de proteínas. En procariotas son 70 S (dos subunidades 50 S y 30 S) y en eucariotas 80 S (60 S y 40 S). · Material genético. Está más o menos condensado en una región denominada nucleoide. Las procariotas no tienen núcleo. Está constituido por una doble cadena circular de ADN. Tiene proteínas y ARN asociado, está altamente enrollado sobre sí mismo y anclado a proteínas de membrana. Pueden contener pequeñas moléculas extracromosomales de ADN circular bicatenario, llamados plasmidios o plásmidos, con funciones no vitales para la célula. Ejemplo. Resistencia a los antibióticos. ·