Apendices procariotes

3. Capa S

4. Estructura para el
movimiento de la célula
Video 1 y 2

5. Tipos de movimientos que presentan las células
MOVIMIENTO MICROBIANO
PROCARIOTE EUCARIOTE
NATATORIO TIRABUZÓN DESLIZANTE NATATORIO AMEBOIDEO
FLAGELO ENDOFLAGELO ? CILIOSFLAGELO PSEUDÓPODOS
BACTERIAS
ARQUEAS
ESPIROQUETAS MIXOBACTERIAS
CIANOBACTERIAS
PROTOZOARIOS
CILIADOS
PROTOZOARIOS
FLAGELADOS
SARCODINOS
Escherichia
coli
Treponema
pallidum
Anabaena sp. Euglena sp. Entamoeba
histolítica
Paramecium sp

6. NATATORIO
DESLIZANTE
TIRABUZÓN
MOVIMIENTOS
EN LOS
PROCARIOTES

7. Tipos de movimientos en los
procariotes
1. NADO
Por la rotación de un aparato especializado
llamado flagelo. Se presenta en la mayoría de
los procariotes móviles.
3. DESLIZAMIENTO
Sin una estructura de locomoción externa
aparente. Se lleva a cabo en algunas bacterias
d e l o s g r u p o s d e c i a n o b a c t e r i a s y
mixobacterias.
2. TIRABUZÓN: FLEXIÓN Y GIRO
Por la rotación de un endoflagelo (flagelo
endógeno). Se presenta en las bacterias del
grupo de las espiroquetas.

8. Proteus vulgaris

9. Escherichia coli

10. Los flagelos en el Dominio Bacteria
Son apéndices extracelulares filamentosos,
largos, helicoidales y rígidos, responsables
del movimiento en los medios líquidos.
Salmonella typhi

11. Movimiento de nado : flagelo
Escherichia coli

12. Características de los flagelos
Se originan en la membrana citoplasmática y miden
de 3-20 µm de largo por 14-20 nm de grosor.
Pueden rotan en el
sentido o en contra de
las manecillas del
reloj, dirigidos por el
“motor flagelar
rotatorio”.
Presentan la misma
estructura general en
todas las bacterias
móviles, incluyendo al
endoflagelo.
Origen del
flagelo
No son vitales para la célula. Se pueden obtener mutantes no flageladas.
Representa una ventaja evolutiva para la superviviencia en un ambiente natural, ya
que le permite moverse y responder a los estímulos ambientales.

13. Demostración de la presencia del flagelo
DIRECTA.
Microscopía de luz visible. Tinción de
Leifson e impregnación argéntica.
Microscopía electrónica de transmisión y
barrido.
Microscopía electrónica de
transmisión.
Técnica de sombreado.
Microscopía de luz visible.
Tinción de Leifson

14. Demostración de la presencia del flagelo
INDIRECTA.
Preparaciones en fresco.
Observación del crecimiento colonial en forma de
"swarming“.
Movilidad en agar semisólido.
+ - T
Prueba de movilidad
Medio de SIM
Crecimiento colonial de Proteus sp.
en agar sangre “swarming”

15. Clasificación de los flagelos por su
localización
localización tipo de flagelo
monotrico
lofotrico
anfitrico
peritrico
ejemplo
Pseudomonas aeruginosa
Vibrio sp
Spirillum volutans
Escherichia coli
Spirillum serpens
Proteus sp.
Salmonella typhi
Existen patrones flagelares tanto en número
como en localización.

16. Observación de los flagelos al microscopio óptico
monotrica
Pseudomonas aeruginosa
lofotrica
Spirillum volutans
peritrica
Proteus vulgarisSpirillum serpens
anfitrica

17. Estructura del flagelo
Filamento
Gancho
Cuerpo basal

18. Estructura del flagelo
filamento
gancho
Cuerpo
basal

19. El filamento
Estructura cilíndrica helicoidal, rígida y hueca de
localización extracelular.
Mide 5- 15 µm de largo y 14-20 nm de diámetro.
Está constituido de subunidades de proteína
llamada flagelina.
filamento
Vibrio cholerae

20. Características del filamento
S e s i n t e t i z a p o r
autoensamble, formando
una hélice izquierda.
Constituye el antígeno
“H”, y es específico de
especie.
La relación entre la
estructura y la forma de
hélice izquierda, permite
que la fuerza rotacional
se convierta en una
fuerza de traslación que
g e n e r a u n “ e m p u j e
mecánico”.
flagelina
Video 3

21. El gancho
E s t r u c t u r a c u r v a d a ,
flexible y hueca de
localización extracelular.
C o n s t i t u i d o d e u n a
proteína diferente a la
flagelina, pero similar
en todas los flagelos.
Es un acoplante flexible
que permite que se
transmita la fuerza de
rotación al filamento.
gancho

22. El cuerpo basal
Origen
del flagelo
filamento
Escherichia coli
Cuerpo basal

23. El cuerpo basal
Anillo L
Anillo P
Eje central ó barra
Anillos MS
Proteínas Mot A y Mot B
Anillo C
COMPOSICIÓN QUÍMICA: complejo proteico
embebido en la membrana citoplásmica y en la
pared celular.
FUNCIÓN: es un “motor rotatorio flagelar”.
Componentes del
motor flagelar:
“estator”
interruptor (switch)
“rotor”
Componentes del
cuerpo basal:

24. Componentes del cuerpo basal
anillo S
anillo M
anillo L
anillo P
anillo C
proteínas
Mot A y B
membrana
externa
membrana
citoplasmática
peptidoglicana
barra
citoplasma
Video 0

25. Componentes del cuerpo basal
Todos los componentes son de
naturaleza proteica.
Los anillos SM son de localización
membranal, constituyen parte del
“rotor”
Los anillos P y L*, forman un cilindro
que permite al eje central rotar
libremente.
Estos dos anillos no se presentan en
las bacterias Gram positivas.
*P:peptidoglicana y L:lipolisacárido (LPS) respectivamente.

26. Diferencias en el cuerpo basal de las bacterias
Gram positivas y Gram negativas
Anillo S
Anillo M
Bacteria Gram negativa Bacteria Gram positiva
Las bacterias Gram positivas sólo presentan los
anillos MS.

27. La razón de la diferencia……
Una pared de peptidoglicana
gruesa que proporciona el
soporte en…
Bacterias Gram positivas.

28. Componentes del cuerpo basal
El eje central o barra, funciona como una flecha
conductora de la rotación, está fijada a los
anillos MS.
Las proteínas Mot A y Mot B, se localizan
rodeando a los anillos MS.
Constituyen el canal de protones (H+)* para
generar el gradiente electroquímico.
Mot B funciona como el “estator” del motor y
es el sitio de anclaje del flagelo a la membrana.
El anillo C, se localiza en el citoplasma.
Constituye el interruptor o “switch” del motor
y controla el cambio de dirección de rotación.
* o de iónes Na+, en las bacterias alcalofílicas.

29. Motor rotatorio flagelar
Eje central
o barra
“estator”
interruptor
o “switch” “rotor”

30. Estructura y función del motor rotatorio
i n t e r r u p t o r o
“switch” (FliM) Recibe la
información del sistema
traductor de señal para
indicar al rotor el giro en un
sentido o en otro.
“rotor”
Rota en un sentido o en el
otro, la energía deriva de
la fuerza protomotriz.
¬ “estator”
F o r m a u n c a n a l d e
transporte de (H+), genera
la f.p.m..
Es el sitio de anclaje que
mantiene fijo al flagelo en
u n a s o l a r e g i ó n
transmembranal
Proteínas
Mot A y B
anillos MS
H+ ó Na+
barra
Anillo C
Sistema
traductor
“estator”
“interruptor
o “switch”
“rotor”
anillo L
anillo P

31. Movimiento del motor rotatorio
El motor se mueve:
en sentido ó
en contra
de las manecillas del
reloj.

32. Características del motor flagelar
El motor convierte el gradiente
e l e c t r o q u í m i c o e n u n t r a b a j o
mecánico.
Por cada rotación se translocan
aproximadamente 256 protones.
El motor puede llegar a rotar hasta a
1100 r.p.s. (Vibrio algynoliticus).
La bacterias pueden nadar de 20-100
µm/seg.
La ATPasa/sintetasa es el otro ejemplo de un motor biológico!!!!!!

33. El motor es bidireccional
S i g i r a e n s e n t i d o
contrario a las manecillas
del reloj. Se genera una
fuerza de propulsión de
t r a y e c t o r i a l i n e a r
(corridas), los flagelos se
organizan y rotan de
manera coordinada.
Si gira en sentido de las
manecillas del reloj,
genera que la célula
tenga una trayectoria al
azar, los flagelos se
desorganizan sin que
exista desplazamiento.
corridas
No avanza

34. Movimiento de la bacteria
En contra de las manecillas: avance

35. MOTOR ELÉCTRICO VIVO
Video 4

36. RETROALIMENTACIÓN
RESPUESTA QUIMIOTÁCTICA
MOVIMIENTO DEL MOTOR
SENTIDO SENTIDOGRADIENTE
QUÍMICO+ -
CORRIDAS
(AVANCE)
GIROS
(NO AVANCE)

37. Tipos de Quimiotaxis
Si el gradiente está dado
por un atrayente, conoce
c o m o q u i m i o t a x i s
positiva. Ejemplo de de
atrayentes: aminoácidos,
azúcares, péptidos y
ácidos carboxílicos.
Si el gradiente está dado
por un repelente, se
conoce como quimiotaxis
negativa. Ejemplo de
repelentes: alcoholes,
ácidos etc.
atrayente
t
repelente
t

38. El flagelo como efector en las “Taxis”
Taxis es la capacidad de los organismos
para responder a diversos estímulos
ambientales como: luz, oxígeno, pH,
temperatura, presión, osmolaridad y
diferentes compuestos químicos.
Los tactismos más comunes en bacterias
son:
quimiotaxis,
magnetotaxis,
aerotaxis,
fototaxis.

39. “Quimiotaxis”
Es el movimiento de un organismo en
respuesta a un gradientes químico de
concentración.
La respuesta dependerá de si es
gradiente está dado por un atrayente o un
repelente.
La presencia de proteínas de membrana
quimioreceptoras (“sensoras”) y un
SISTEMA TRADUCTOR DE SEÑALES
(citoplásmico) en la bacteria, llevará la
señal a la base del flagelo para su
movimiento.

41. Función del mecanismo traductor de señales
Está constituido por proteínas localizadas en la
membrana citoplásmica, las quimioreceptores
y las proteínas traductoras de la señal en el
citoplasma, las proteínas Che que se encargan
de convertir los estímulos extracelulares
químicos en una señal intracelular que llega
hasta la base del flagelo.
Es muy complejo y participan muchas
proteínas.
Presenta varios sistemas de regulación.

42. Componentes del sistema traductor
MCP ó proteína receptora de metilo (quimiorreceptor), es “sensora” del gradiente
químico
*CheY, es la proteína reguladora de la dirección de la rotación, cuando CheY~P se une
a la proteína FliM (anillo C) y la hace funcionar como el “interruptor”.
FliM ó interruptor, si FliM-CheY~P indica girar en el sentido de las manecillas
(volteretas). Si la concentración de CheY~P baja, FliM indica girar en contra de las
manecillas (nado) y la célula avanza.
Sistema transductor
de señales
MCP
Gradiente químico
atrayente o repelente

43. Magnetotaxis
pared celular
Aquaspirillum
magnetotacticum
Membrana
externa
Espacio
periplásmico
magnetosomas
Es el movimiento de un organismo en respuesta a la
presencia de un campo magnético.
La respuesta dependerá de que la bacteria presente
propiedades magnéticas que le permiten orientarse
y migrar siguiendo las líneas de un campo
magnético.
Estas propiedades magnéticas
se deben a la presencia de
unas estructuras llamadas
magnetosomas, formadas de
c r i s t a l e s d e m a g n e t i t a
(Fe3O4).
Las bacterias del hemisferio N se orientan
hacia el polo N y las del hemisferio S al
polo S en un campo magnético.

44. Magnetosomas
Aquaspirillum serpens
magnetosomas

45. Movimiento al colocar un campo magnético
Video 5

47. Los flagelos de las espiroquetas
Movimiento de tirabuzón (flexión y giro).

48. Los flagelos de las espiroquetas
Treponema palidum

49. Los flagelos de las espiroquetas
Las espiroquetas son bacterias helicoidales
extremadamente finas, en ellas los flagelo se localizan
enrollados entre el cilindro protoplasmático y la
membrana externa.
Reciben el nombre de endoflagelos ó fibras axiales.
fibras axiales protoplasma
membrana
externa

50. Mecanismo del
movimiento
Al girar los flagelos
en los dos extremos
en el mismo sentido,
obligan a girar al
cilindro rígido en un
s e n t i d o , y a l a
membrana externa en
sentido contrario, el
r e s u l t a d o e s u n
m o v i m i e n t o d e
tirabuzón (flexión y
giro).
Membrana
externa
Cuerpo celular
Filamentos
axiales
membrana
externa
membrana
citoplasmática
Video 7 y 8

52. El flagelo en el Dominio Archaea
Es algo distinto al descrita para el
Dominio Bacteria.
Aunque presenta un gancho, no se
ha demostrado un cuerpo basal con
anillos,
es una estructura más delgada pero
que también rota utilizando un
gradiente de protones.
Presentan un sistema traductor
quimiotáctico similar al de las
bacterias.

53. Flagelo en arqueas
Tienen una estructura de anclaje compuesta de proteínas
específicas de las arqueas y diferentes a la flagelina.

54. Flagelos en las arqueas
Thermoplasma sp.
Methanococcus sp
flagelos

56. Movimiento deslizante en bacterias
Huella de material mucoide

57. El movimiento deslizante
S e d e s l i z a n e n
superficies sólidas
a una velocidad de
3 µm/seg, dejando
un rastro mucoide.
Se presenta en cianobacterias y mixobacterias,
involucra la salida de copiosas cantidades de
material mucoide de una estructura llamada poro
complejo de unión, el cual provee el empuje para
la locomoción.
Capa S
secreción
mucoide
membrana
externa
poro
complejo
membrana
citoploplas-
mática

58. RETROALIMENTACIÓN
CARACTERÍSTICA
FLAGELO
PROCARIOTE
FLAGELO Y CILIO
EUCARIOTE
organización 1 fibra 9+2*
Proteína principal flagelina tubulina
Energía para el
movimiento
f.p.m. ATP
Envoltura membranal
flagelar - +
Presenta cuerpo
basal, gancho y
filamento
+ -
* Nueve pares de fibras periféricas y un par central.
Diferencias entre el flagelo procariote y eucariote

60. fimbrias Pili F
Fimbrias o pilis en bacterias
Están relacionados con la adherencia específica
a los sustratos y el intercambio de fragmentos
de DNA durante el proceso de conjugación.

61. Características generales
Son apéndices rectos rígidos, delgados,
cortos y huecos.
Miden 3 a 20 nm de longitud y 3 a 10 nm
de diámetro.
S e o r i g i n a n e n l a m e m b r a n a
citoplasmática.
Están constituidos de una proteína
llamada pilina.
Presentes principalmente en las
bacterias Gram negativas.
Su síntesis puede estar codificada en los
plásmidos o en el cromosoma.

62. Fimbrias
fimbrias
Escherichia coli

63. Fimbrias
Son muy pequeños y están en gran número
y repartidos por toda la superficie.
Sólo son visibles solo al microscopio electrónico.
Escherichia coli

64. Fimbrias

65. FUNCIÓN:
Adherencia específica.
Fimbrias

66. Fimbrias
En el extremo distal se encuentra el
determinante antigénico que reconocen los
receptores específicos de la célula huésped,
se denomina ADHESINA.

67. Fimbrias de adherencia/adhesinas
Las adhesinas son
moléculas de proteína de
la superficie de las
bacterias patógenas, y se
unen a los receptores
específicos de las células
del huésped.
Escherichia colì
sobre células de la
vesícula biliar del
humano.
Bacterias adheridas a la
piel de humano.

68. Los arándanos rojos contienen sustancias que
tienen actividad antiadherente, al bloquear a los
lugares receptores en los pili, evitando así que
la bacteria (E. coli), se adhiera a la célula
epitelial de la vejiga.

69. Adherencia en Neisseria gonorrheae: fimbria
tipo IV/adhesina Opa 57
Primer paso para las infecciones del tracto génito urinario.
Células HELA

70. Adherencia específica
Las bacterias adheridas tiene la capacidad de
colonizar y se favorece la formación de
biopelículas (glicocalix) en las superficies de
las células.
La fimbrias funcionan como un factor de
patogenicidad.
Escherichia coli adheridas
a células epiteteliales

71. Son más largos y más gruesos que las
fimbrias y se presentan de 1 a 10 por
célula.

72. Pili F
Permite llevar a cabo uno de los procesos de
intercambio de material genético en las bacterias.
El pili F de una célula F+, se pone en contacto
directo con una célula F-, carente de él.
pili FCélula F +
Célula F -

73. Características generales del pili F
También reciben el nombre de pili
sexual.
Están determinados genéticamente
por los plásmidos conjugativos
(plásmido F).
Permiten el contacto célula-célula
para la transferencia de información
genética, indispensable para que se
l l e v e a c a b o e l p r o c e s o d e
conjugación.
Son receptores específicos fagos.

74. Función del pili F
pili F
plásmido F
cromosoma
Célula F+ Célula F+
Célula F+ Célula F-
Cadena
complementari
a
Cadena
complemen-
taria
contracción
del pili
Inicia la
transferencia
del DNA
plasmídico
El plásmido F codifica
para la síntesis del pili F.
Permite la conjugación:
proceso de transferencia
de información genética
q u e i n v o l u c r a e l
contacto célula-célula.
La célula que porta los
plásmidos conjugativos,
es la célula donadora F+
y la célula receptora F-
después del proceso
queda como célula F+.

75. Proceso de conjugación

76. Células en proceso de conjugación

77. E. coli teniendo “sexo”

78. prosteca
Caulobacter sp.
flagelo

79. Características de los apéndices ó prostecas
Son prolongaciones semirrígidas de la célula, que
se presentan en las bacterias prostecata.
Están rodeadas por
la membrana y la
pared celular.
Miden de 1 a 20 µm.
En un número de 1 a
1 0 e n l a m i s m a
especie.
P e r m i t e n l a
a g r u p a c i ó n e n
rosetas en la bacteria
d e l g é n e r o
Caulobacter.
rosetas
prosteca
Caulobacter sp.

80. Apéndices de Verrucomicrobium
espinosum
Bacilos con apéndices o prosteca
Caulobacter
apéndices múltiples
2 µm de largo
Habitan en lagos eutróficos y oligotróficos

81. Funciones de la prosteca
Estructura de adherencia a los
sustratos inertes como las rocas.
Aumentan la relación superficie/
volumen y le permiten a la célula:
1.Tener una mayor capacidad de
flotabilidad en ciertas bacterias
planctónicas.
2.Tener una mayor superficie para la
captación de nutrientes en ambientes
oligotróficos.