MEMBRANA Y PARED CELULAR

1. ESTRUCTURAS
BACTERIANA

3. Elemento Porcentaje
Carbono 50 %
Oxígeno 20 %
Nitrógeno 14 %
Hidrógeno 8 %
Fósforo 3 %
Azufre 1 %
Potasio 1 %
Calcio 0,5 %
Magnesio 0,5 %
Hierro 0,2 %

4. Composición del peso seco
• Polímero - Porcentaje
• Proteínas 50 %
• Pared celular 10-20 %
• ARN 10-20 %
• ADN 3-4 %
• Lípidos 10 %

5. ESTRUCTURAS CELULARES BACTERIANAS
ELEMENTOS OBLIGADOS
• PARED CELULAR
• MEMBRANA
CITOPLASMÁTICA
• CITOPLASMA: Hialoplasma:
liquido donde están flotando
los orgánulos y morfoplasma:
orgánulos.
• GENOMA(nucleoide,DNA
extracromosómico)
ELEMENTOS FACULTATIVOS
• Glicocalix (capsula,capa
mucosa)
• Flagelos
• Fimbrias o pili
• Esporas

6. Estructura de la célula bacteriana
Estructura de la célula bacteriana. A-Pili; B-Ribosomas; C-Cápsula; D-
Pared celular; E-Flagelo; F-Citoplasma; G-Vacuola; H-Plásmido; I-
Nucleoide; J-Membrana citoplasmática

8. Estructuras de la célula bacteriana
Cápsula
Citoplasma
Ribosomas
Pared celular
Membrana citoplasmática
Cromosoma
Plásmido
Flagelo
Cápsula
Pared celular
Membrana
citoplasmática
Fimbrinas
Inclusión

9. Morfologicamente esta formada por 3 capas
• Capa externa inmediata a la pared celular
• Capa interna hacia el citoplasma
• Entre ambas una zona menos densa
Composicion quimica:
• Proteinas 55-60%
• Carbohidratos 2.2-3%
• Lipidos totales 30-35%
• Fosfolipidos 10-28%
• Hexosa 15-20%
MEMBRANA CITOPLÁSMICA

12. LÍPIDOS:
• Fosfolípidos derivados del ácido
fosfatídico: fosfatidiletanolamina,
fosfatidilglicerol y cardiolipina
(difosfatidilglicerol).
• En bacterias Gram-positivas, además se
encuentran glucolípidos y
glucofosfolípidos.
• Los ácidos grasos esterificados con el
glicerol en los fosfolípidos son
principalmente: Saturados,: acido
palmítico, mirístico, y de cadena
ramificada (muy frecuentes en muchas
bacterias Gram-positivas).

13. • Los Monoinsaturados (sobre todo en
Gram-negativas), como el acido
palmitoleico y cis-vaccénico.
• A diferencia de eucariotas, no existen
ácidos grasos poliinsaturados, con la
excepción de las Cianobacterias. Este
grupo de bacterias fotosintéticas tiene,
además, la capacidad de modificar
mediante desaturasas
• En Arqueas, en lugar de los habituales
lípidos a base de ésteres de ácidos grasos
con glicerol, existen lípidos a base de
éteres de alcoholes de cadena larga
con glicerol.

14. PROTEÍNAS
• Constituyen la mayor parte de la membrana bacteriana
(hasta el 80% en peso seco).
• Existe una gran variedad de tipos de proteínas en una
misma bacteria (hasta 200), pero la composición y
proporción concreta varía según las condiciones de
cultivo.
• Según su localización en la membrana, y su grado de
unión con la porción lipídica, se distingue entre:
– Proteínas integrales de membrana (Endoproteínas): son
proteínas estrechamente unidas a la membrana, por lo general
atravesadas en plena bicapa lipídica.
– Proteínas periféricas (Epiproteínas): unidas a la superficie de
la membrana, de forma más débil, por lo que son más fáciles de
extraer y purificar.

16. FUNCIONES DE LA MEMBRANA
CITOPLASMICA
• Barrera osmótica
• Es el límite metabólicamente activo de la
célula:.
• Permite selectivamente el paso de
sustancias entre el exterior y el interior (y
viceversa).
• Interviene, además, en procesos
bioenergéticos (fotosíntesis, respiración)
• Participa en la biosíntesis de componentes de
membrana, de pared y de cápsulas
• En la secreción de proteínas

17. PARTICIPACIÓN EN PROCESOS
BIOENERGÉTICOS
• Contiene todos los componentes requeridos para la
transducción de energía y la producción de ATP, por
procesos respiratorios.
• En el caso de una bacteria quimiotrofa, esto incluye:
deshidrogenadas, cadenas de transporte de electrones
(con quinonas, citocromos, etc.) ATP-asas (ATP
sintasas/hidrolasas).
• Tambien se observa el acoplamiento entre el
funcionamiento de las cadenas de transporte electrónico
(o de la ATP-hidrolasa) y la generación de un gradiente
de protones a través de la membrana (potencial
electroquímico o fuerza protón-motriz), el cual a su vez
puede: generar ATP (desarrollo de un trabajo químico),
promover transporte de ciertos nutrientes (trabajo
osmótico) y promover movimiento flagelar (trabajo
mecánico).

18. TRANSPORTE DE NUTRIENTES:
• Transporte pasivo inespecífico (difusión simple)
• Transporte pasivo específico (difusión
facilitada);
• Transporte activo
• https://www.youtube.com/watch?v=jCcwlYemz04&ab_channel=Dr.Ur%C3%
ADaGuevara

19. ESTRUCTURAS MEMBRANOSAS
INTRACITOPLÁSMICAS
• MESOSOMAS:
Son estructuras membranosas
intracitoplásmicas que se observan en la mayor
parte de las bacterias, constituidas por
invaginaciones de la membrana citoplásmica

20. Funciones
• La porción de membrana del mesosoma
correspondiente a la invaginación primaria (Probable
cumpla el papel en la síntesis del septo transversal,
quizá regulando las autolisinas implicadas en la división
celular

21. • Puntos de anclaje del cromosoma
bacteriano (y quizá de algunos
plásmidos), actuando en la segregación
de los cromosomas hijos a las células
hermanas (y en el caso de las bacterias
esporuladas, en la segregación de los
cromosomas a los compartimentos de la
célula madre (esporangio) y de la
preespora
• Zonas de secreción de ciertas exoenzimas
(p. ej., penicilinasa en Bacillus).

22. CROMATÓFOROS
• Son invaginaciones de la membrana citoplásmica de las
bacterias purpúreas (un grupo de bacterias fotosintéticas
anoxigénicas) que albergan su aparato fotosintético.
Dependiendo de las especies, pueden adoptar formas
variadas: A modo de vesículas huecas, capas de
repliegues concéntricos, a modo de láminas paralelas,
cercanas a la membrana citoplásmica y formando
túbulos, aislados o en haces.
• Los cromatóforos suponen obviamente una adaptación
para aumentar la superficie de membrana útil capaz de
realizar las funciones propias de la fotosíntesis.

23. TILACOIDES:
Son sacos membranosos aplastados
presentes en las cianobacterias, que no
están en continuidad con la membrana
citoplásmica; en su cara externa se
disponen filas de ficobilisomas. El
conjunto de membrana tilacoidal +
ficobilisomas es el responsable de la
fotosíntesis oxigénica en este grupo de
procariotas

24. PARED CELULAR

25. Microorganismos Procariontes
• Dentro de las eubacterias existen tres grupos
de bacterias que pueden ser diferenciados por
la estructura de la pared celular.
• Para diferenciar a estos grupos basta con un
microscopio óptico y soluciones de colorantes.
• La forma más sencilla de iniciar una
identificación del microorganismo es realizar
una coloración o tinción de Gram.

26. MORFOLOGÍA

27. TINCION GRAM
• La tinción de Gram es diferencial porque
no todas las células se tiñen de la misma
manera y permite discriminar entre dos
grandes grupos de eubacterias,
• Gram positivas y Gram negativas
• La diferencia en la coloración no se debe a reacciones
químicas con ciertos componentes de la pared sino a la
estructura física de la misma.

28. Coloración de Gram
1. Cristal violeta
2. Lugol
3. Alcohol acetona
4. Zafranina
1
2 3 4
Gram positivos
violeta
Gram negativos
rosado

29. PARED CELULAR
• Estructura responsable de la rigidez y forma
bacteriana
• Puede ser aislada de la celula
• Posee propiedades fisicas y quimicas
complejas.
• La perdida natural o inducida de la pared celular
da lugar a protoplastos o esferoblastos
• Su origen es endoplasmatico

30. Eubacterias Gram Positivas
• Las eubacterias Gram
positivas son células que
contienen una :
• pared celular que está
compuesta por una ancha
capa de peptidoglicano
• tambien contienen ácidos
teicoicos y ácidos
lipoteicoicos
• Los ácidos teicoicos son
cadenas de ribitol o glicerol
unidos covalentemente al
peptidoglicano por medio de
grupos fosfodiéster en el
oxihidrilo del C6 del N-
acetilmurámico
• Los lipoteicoicos cuando estan
unidos a los lipidos de la
membrana citoplasmatica
• Los acidos teicoicos fijan
magnesio y forman antigenos

32. PEPTIDOGLICANO
• Este peptidoglicano es una macromolécula gigante formada por
cadenas de un dímero compuesto por N-acetilglucosamina y N-
acetilmurámico.
• A su vez, estas cadenas se encuentran unidas entre sí mediante
péptidos, que son pequeñas cadenas de aminoácidos que se
entrecruzan.
• La parte peptidica esta compuesta por aminoacidos tales como
alanina-acido glutamico-lisina-alanina
• La union de los peptidos entre si se realiza a traves de puentes de
pentaglicina(pentapeptídos) son característicos de las distintas
bacterias y presentan mayor rigidez cuanto más completo sea el
entrecruzamiento

33. PEPTIDOGLICANO
• El peptidoglicano es una malla porosa que otorga forma y rigidez a
la célula, y evita que la célula estalle en medios hipotónicos.
• Al ser porosa permite el paso de nutrientes desde el exterior y el
movimiento de enzimas catalíticas y productos de secreción hacia el
exterior de la célula.
• En las G+ puede haber hasta 40 capas de petidoglicano
• Posee receptores para antibioticos y otros metabolitos
• Posee una fraccion glucidica que permite la clasificacion de las
bacterias

36. Ácido teicoico Ácido lipoteicoico
Pared celular
Petidoglicano
(mureina)
Proteína
Gram positivos
Composición de la Pared

38. Esquema de la estructura del peptidoglicano del
Staphylococcus aureus

39. BACTERIAS GRAM-POSITIVAS
• Carecen de meso-DAP (3), y en su lugar
puede existir: LL-DAP, L-diaminobutírico
(DAB, L-lisina, L-homoserina o L-ornitina
• Desde el punto de vista estructural, el PG
de Gram-positivas se caracteriza por la
existencia de múltiples capas, existiendo
entrecruzamientos tanto entre cadenas
adyacentes en el mismo nivel como entre
niveles distintos. El resultado es una red
tridimensional gruesa

41. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN EN
EL PEPTIDOGLUCANO
• Gran rigidez,
– El grado de entrecruzamiento;
– El hecho de que el enlace ß(1 4) es muy
compacto. La alternancia regular entre anillos
piranósicos de NAG y de NAM genera uno de los
polisacáridos más estables
– La alternancia en el tetrapéptido, de aminoácidos
en configuraciones D y L supone una factor
adicional que confiere aún más fuerza estructural,
• Pero, al mismo tiempo, la estructura permite
una notable flexibilidad..
• Condiciona la forma celular.

42. OTROS COMPONENTES DE LA PARED CELULAR DE
BACTERIAS GRAM-POSITIVAS: LA MATRIZ
• El PG de las bacterias Gram-positivas se
encuentra inmerso en una matriz, que
puede representar hasta el 50% del peso
de la pared celular, y que está constituida
por largos polímeros denominados ácidos
teicoicos, pudiendo existir también (o en
su lugar) los ácidos teicurónicos y los
lipoteicoicos. Estos componentes llegan
a sobresalir de la superficie celular y
suministran especificidad antigénica.

45. Funciones de los polímeros de la
matriz:
• Parece ser que su papel principal es suministrar una
carga neta negativa a la pared celular, lo que permite
captar cationes divalentes (p. ej., Mg++), que a su vez
se necesitan para muchas actividades enzimáticas de la
membrana citoplásmica o del espacio periplásmico, que
participan de la morfogénesis y división de la pared
celular
• Los ácidos teicoicos y teicurónicos son buenos
antígenos. Cuando no están cubiertos por estructuras
más externas (como cápsulas), constituyen el antígeno
somático O de las bacterias Gram-positivas
• Finalmente, en algunas bacterias, sumistran, junto con
el PG, receptores específicos para la adsorción de
ciertos bacteriófagos

46. Eubacterias Gram Negativas
• Las eubacterias Gram negativas son células
rodeadas por una membrana citoplasmática
formada por una bicapa fosfolipídica y
proteínas.
• Por encima de esta membrana se encuentra
una fina capa de peptidoglicano que se halla
unida covalentemente a unas lipoproteínas de
anclaje que fijan la membrana externa por
medio de porciones lipofílicas.

47. •Entre la membrana citoplasmática y la
membrana externa queda delimitado el
espacio periplásmico .
•Este espacio es ocupado por el
periplasma que es una matriz isotónica
respecto al citoplasma.
•isotonicidad que es mantenida mediante
los oligosacáridos derivados de
membrana (MDO), y en la que se hallan
componentes catalíticos de suma
importancia para la viabilidad celular.

49. EL PEPTIDOGLUCANO DE
BACTERIAS GRAM-NEGATIVAS
• El diaminoácido en posición 3, en vez de
ser meso-DAP, está sustituido por la L-
ornitina (que también es un diaminoácido).
• La cadenas polisacarídicas se realiza
normalmente mediante unión peptídica
directa entre el grupo carboxilo de la D-
ala terminal y el grupo -amino del
meso-DAP

51. •La membrana externa tiene una estructura:
•De bicapa asimétrica en donde la cara
externa esta compuesta por el
lipopolisacarido (LPS) y la cara interna
por fosfolípidos. Además, esta membrana es
rica en proteínas, algunas de las cuales se
denominan porinas.
•La membrana externa funciona como una
barrera de permeabilidad para ciertas
sustancias como antimicrobianos y
enlentece el pasaje de otros que son
inactivados en el periplasma

52. •El LPS está formado por tres regiones: el
polisacárido O (Antígeno O), el polisacárido del
centro (KDO) y el lípido A (Endotoxina).
•La presencia del LPS en la membrana externa le
confiere a la célula una efectiva protección contra
enzimas digestivas y detergentes como las sales
biliares.
•Dota a la superficie bacteriana con una fuerte
hidrofilicidad que le permite a la célula evadir la
fagocitosis, tener cierta resistencia al complemento,
evitar la respuesta inmune específica por alteración
de la superficie antigénica y adherirse a ciertas
células del hospedador

53. Las porinas son poros o canales proteicos
no específicos que pueden ser atravesados
por pequeñas moléculas hidrofílicas.
 En la membrana externa se encuentran
otras proteínas que funcionan como canales
de difusión específicos y facilitan el paso de
di, tri y oligosacáridos.

54. Composición de la Pared
Gram negativos
Membrana
externa
Fosfolípidos
Lipoproteina
Enzimas y
otras
sustancias
activas
Proteína
Lípido A
Membrana
plasmática
Péptidoglicano
Espacio Periplasmico
Lipopoli-
sacáridos
Polisacárido O

55. Esquema de las Envolturas de una
Eubacteria Gram Negativa

57. Esquema de la estructura del peptidoglicano de la
Escherichia coli

59. PAPELES Y FUNCIONES DEL
LIPOPOLISACARIDOS
• Papel estructural: el LPS es el componente esencial de la
membrana externa.
• Menos soluble a detergentes y más resistente a disolventes
orgánicos.
• Es menos permeable a muchas moléculas hidrofóbicas,
• Se une a cationes divalentes (como Mg++ o Zn++), lo que
contribuye a la mayor estabilidad de la membrana externa.
• El LPS constituye la endotoxina de las bacterias Gram-negativas.
actividad necrótica de tejidos.
• Tiene efectos beneficiosos: estimula una serie de mecanismos
defensivos del hospedador.
• El LPS, y concretamente las cadenas laterales constituyen el
antígeno somático O, cuya especificidad viene determinada por la
secuencia repetitiva de azúcares. Esta porción condiciona la
virulencia de las bacterias Gram-negativas patógenas, por lo que
debe de ser esencial en la interacción hospedador-parásito.

60. PAPELES Y FUNCIONES DE LA
MEMBRANA EXTERNA
• Actúa como tamiz molecular, que permite la difusión
únicamente de moléculas relativamente pequeñas. Esto
supone una protección frente a muchos agentes
antibacterianos.
• Condiciona propiedades de superficie: grado de
humedad (humectabilidad), adhesividad y carga
eléctrica.
• Es la estructura donde se fijan los componentes del
complemento
• Ciertas proteínas y cadenas laterales del LPS pueden
ser lugares de adsorción (receptores específicos) de
fagos y bacteriocinas.
• Punto de anclaje del anillo externo (“L”) del corpúsculo
basal de los flagelos.

61. COLORACION GRAM
(FUNDAMENTO)
GRAM POSITIVOS GRAM NEGATIVOS
- Peptidoglucano Peptidoglucano
- Acidos teicoico LPS
- Ribitol Espacio periplasmatico
- Glicerol

62. Fundamento
Gram positivas Gram negativa
C.V + lugol+ac. Teicoicos CV + lugol
Proteínas carbohidratos y ribonucleato de Mg (COMPLEJO) No forma complejo
Color azul – violeta
Decoloración: Alcohol acetona
(No va decolorar) (Si decolora)
Colorante de contraste Safranina
(No se colorea) (Si se colorea)
AZUL VIOLETA ROJO

63. COLORACION GRAM
• https://www.youtube.com/watch?v=znoqq
YJwRTc&ab_channel=Udearroba
• https://www.youtube.com/watch?v=1Zu6H
HcEXSA&ab_channel=FacultaddeFarmaci
a.UniversidaddeSevilla
• https://sites.google.com/a/goumh.umh.es/
practicas-de-
microbiologia/indice/observacion-
microscopica/fijacion

64. EL ESPACIO PERIPLÁSMICO:
Entre la membrana externa y la membrana citoplásmica
existe un compartimento acuoso bañando al
peptidoglucano, denominado periplasma o espacio
periplásmico. El volumen de este compartimento puede
llegar a representar un 20-40% del volumen celular total.
El contenido del periplasma (el “gel periplásmico”)
incluye:
– RNasa y fosfatasa, que digieren moléculas que por sí mismas
no pueden pasar al citoplasma.
– Penicilinasa: degrada penicilina, evitando destrucción de PG
– Proteínas de transporte de nutrientes (p. ej., de maltosa)
– En bacterias desnitrificantes y quimiolitoautotrofas, existen
proteínas implicadas en el transporte de electrones
• función de osmorregulación

65. Eubacterias Acido-Alcohol
Resistentes (BAAR
• Los microorganismos del género Mycobacterium se
caracterizan por tener una pared celular completamente
diferente a las restantes eubacterias.
• La pared de las Mycobacterias posee un alto contenido
de lípidos que la hace impermeable a los agentes
hidrofílicos.
• Estos microorganismos no se tiñen adecuadamente con
los reactivos utilizados en la coloración de Gram y no
pueden ser clasificados como Gram positivos o
negativos.

66. MYCOBACTERIAS
• Las Mycobacterias son teñidas adecuadamente
por el método de Ziehl-Neelsen (Tinción
Acido-Rápida o Acid-Fast Stain).
• Utiliza como solución decolorante una mezcla
de etanol y ácido clorhídrico.
• Estos microorganismos una vez coloreados son
resistentes a la decoloración ácido-alcohólica y
por eso se denominan Bacilos Acido Alcohol
Resistentes (BAAR).

67. Los microorganismos del género
Mycobacterium
• contienen una membrana citoplasmática formada ;
• una bicapa lipídica similar a las restantes eubacterias.
• Por encima de esta membrana se encuentra el rígido
peptidoglicano que contiene N-glucolilmurámico en lugar de N-
acetilglucosamina.
• Por medio de una unión fosfodiéster, el peptidoglicano se halla
unido covalentemente al arabinogalactano, un polímero de
arabinosa y galactosa.
• En la porción más distal y externa de los arabinogalactanos se
hallan fijados los ácidos micólicos que tienen cadenas carbonadas
largas (C60 a C90).

68. Otros componentes de la pared de las
mycobacterias
• Los glucolípidos son un grupo de compuestos
(micolatos de trealosa, sulfolípidos, micósidos, etc) que
se encuentran asociados no covalentemente a los
ácidos micólicos y se ubican periféricamente en la
pared.
• Los micolatos de trealosa (llamados factores de
cordón porque su presencia produce cultivos que tienen
forma de cordones serpenteantes) y
• sulfolípidos se encuentran principalmente en las cepas
de Mycobacterias más virulentas

69. Químicamente, esta pared celular consiste en
un esqueleto formado por dos tipos de
polímeros, unidos covalentemente entre sí:
– Un peptidoglucano especial (la diferencia más
importante es que en vez de N-acetil murámico existe
N-glucolil-murámico);
– Un arabinogalactano de gran peso molecular
– Ambos polímeros se encuentran enlazados a través
de fosfodiéster entre una unidad de murámico y una
de las arabinosas. Pero a su vez, este esqueleto se
une covalentemente a los ácidos micólicos

70. Esquema de las Envolturas de una Eubacteria Acido-Alcohol
Resistente

71. El lipoarabinomanano (LAM)
• es un compuesto que se halla anclado en la
membrana citoplasmática.
• El LAM es considerado como el equivalente
mycobacteriano del lipopolisacárido de las Gram
negativas debido a que provoca una importante
respuesta antimicrobiana en macrófagos.
• En las cepas de Mycobacterias más virulentas la
arabinosa terminal del LAM está recubierta con
residuos de manosa (manLAM) a diferencia de las
cepas no virulentas no están recubiertas (AraLAM).
• LAM también podría servir como poro para el paso de
los nutrientes a través de la pared celular. En la pared
celular también se encuentran proteínas
inmunoreactivas que son utilizadas con fines
diagnósticos (PPD).

72. Coloracion Zielh Neelsen