biologia celular de los procariotes

1. BIOLOGÍA CELULAR DE
PROCARIOTES
QFB ANTONIO SÁNCHEZ SÁNCHEZ
ACADEMIA DE MICROBIOLOGÍA GENERAL

2. CéLULA COMPLETA
∗ Envolturas
- Cápsula
- Membrana externa
- Peptidoglicana
- Membrana Citoplásmica
∗ Apéndices
- Flagelo
- Fimbrias
- Pili
∗ Interior
- Citoplasma
- Cromosoma
- Ribosomas
∗ Otras
- Endosporas
- Inclusiones
- Sistemas intermembranales
- Cristales paraesporales
- Quistes
- Esporas exteriores

3. CÉLULA COMPLETA

4. QFB ANTONIO SÁNCHEZ S.
MICROBIOLOGÍA GENERAL

5. ∗ Conjunto de estructuras superficiales bacterianas,
exteriores respecto de la P.C.
Compuestas de polisacáridos o glicopéptidos.
∗ Cápsula
∗ Capa mucosa
∗ Vaina
∗ Zooglea
GLICOCÁLIX

6. ∗ Estructura superficial consistente en acumulación de
material mucoso o viscoso, situado externamente
respecto de la pared celular (capa S o vaina).
CÁPSULA

7. ∗ Las cápsulas se pueden describir en función de:
A) Su grado de asociación con la superficie celular
subyacente (sobre todo la pared)
∗ B) Su consistencia y sus límites externos;
CÁPSULA

8. ∗ Integral: íntimamente asociada con la superficie
celular, a saber, con la P.C.
∗ Periférica: asociada a la superficie celular sólo en
determinadas condiciones, pero finalmente se
dispersa al medio exterior.
CÁPSULA
Las cápsulas se pueden describir en función de:
A) Su grado de asociación con la superficie celular
subyacente (sobre todo la pared)

9. B) Su consistencia y sus límites externos:
∗Rígida: con suficiente consistencia estructural como para
evitar la entrada de partículas como las de tinta china o
nigrosina. Suele tener un límite exterior definido.
∗Flexible: poca consistencia, de modo que no excluye
partículas. Además, es deformable y carente de límites
precisos.
∗Cápsulas en sentido estricto son aquellas de tipo integral y
rígida.
∗Capas mucilaginosas son las de tipo periférica y flexible.
CÁPSULA

10. ∗ Estructura inerte, "no vivas" confiere importantes
propiedades (BACT):
∗ A) Adhesión a otras células: microcolonias y consorcios
∗ B) Adhesión a sustratos inertes o vivos:
colonización de sus nichos ecológicos
∗ C) Protección contra agentes antibacterianos.
CÁPSULA

11. ∗ Microscopía óptica:
- Tinta China (Duguid)
- Rojo Congo
∗ Microscopía electrónica (MET y MEB)
∗ Difracción de rayos X del polisacárido capsular.
MÉTODOS DE OBSERVACION Y ESTUDIO

12. Preparación con tinta chinaPreparación con tinta china Microscopía electrónicaMicroscopía electrónica
teñida con rojo de rutenioteñida con rojo de rutenio
Técnica de rojo CongoTécnica de rojo Congo

13. ∗ CAPA MUCOSA (cápsulas flexibles y periféricas)
Puede aislarse directamente del sobrenadante resultante de la
centrifugación del cultivo
∗ CÁPSULA (cápsulas rígidas e integrales)
Puede aislarse tratando al cultivo con agua caliente o con ácidos o
álcalis débiles.
AISLAMIENTO

14. COMPOSICIÓN QUÍMICA Y ESTRUCTURA
∗ Polisacárido o polipéptidos 1-2%
Agua 98-99%
∗ Se componen de macromoléculas asimétricas con unidades
repetitivas.
∗ Las cápsulas polisacarídicas están unidas a la superficie
subyacente, sobre todo a la pared celular.
∗ La estructura es a base de una matriz muy hidratada, con
una ordenación regular radial, o a veces, en láminas
concéntricas

16. Heteropolisacáridos aniónicos
Unidades repetitivas de :
- azúcares (osas)
- aminoazúcares
- ácidos urónicos
Cápsulas polisacarídicas

17. Homopolisacáridos neutros
∗levanos (polímeros de unidades de fructosa unidas por
ß(2- 6)
∗dextranos
∗celulosa
∗alginatos
Cápsulas polisacarídicas

18. ∗ Sólo en el género Bacillus.
∗ Están formadas por glutamil-polipéptidos.
∗ Así p. ej., en B. anthracis el péptido es sólo de D-glutámico.
Cápsulas polipeptídicas

19. ∗ Las cápsulas y capas mucilaginosas bacterianas
constituyen el llamado antígeno K (capsular).
∗ Una misma especie puede constar de distintos
serotipos, cada una de ellas con un Ag K distintivo,
∗ Escherichia coli tiene 70 serotipos diferentes
∗ Streptococcus pneumoniae tiene más de 100
Inmunogenicidad

20. ∗ Mediante undecaprenil-P, transportador lipídico
situado a nivel de la membrana citoplásmica.
∗ A base de precursores nucleotídicos de azúcares
(UDP-glucosa, UDP-galactosa, GDP-manosa...),
que se van ensamblando
BIOSÍNTESIS

21. ∗ En el caso de los dextranos y levanos
(géneros Streptococcus, Leuconostoc):
La síntesis ocurre fuera de la célula, por
transglucosilación de moléculas de sacarosa,
catalizada respectivamente por dextránsucrasas y
levánsucrasas
BIOSÍNTESIS

22. 1. Mejora en las propiedades de difusión
de nutrientes hacia la célula.
Los polisacáridos extracelulares aniónicos
funcionan como una resina de intercambio.
2. Protección contra la desecación.
3. Protección contra la predación por
parte de protozoos.
FUNCIONES
La posesión o no de cápsula, no es vital para las bacterias.

23. 4. Protección contra agentes antibacterianos:
∗ metales pesados
∗ bacteriófagos
∗ células fagocíticas (p. ej., la cápsula del
neumococo)
∗ detergentes
∗ anticuerpos
FUNCIONES

24. 5. Adhesión a sustratos
a) Sustratos inertes: medios acuáticos.
Bacterias acuáticas no son planctónicas, que
viven en superficies, sedimentos, donde los
nutrientes difunden mejor.
Adherencia al sustrato
Aumento de volumen bacteriano
Formación de una microcolonia
Formación de un consorcio
Corrosión de cañerías, formación de placa y caries,
formación de biopelículas en catéteres y prótesis
quirúrgicas
FUNCIONES

25. b) Sobre sustratos vivos (tejidos de organismos
superiores):
- En sistemas "normales" (efectos benéficos): La
microbiota en epitelio superior está englobada en
glucocálix, las bacterias están adheridas a la
superficie tisular.
- En sistemas patológicos: La cápsula es uno de los
factores de virulencia
FUNCIONES

26. ∗ Receptores para bacteriófagos.
∗ Barrera frente a la difusión de O2. En bacterias fijadoras
de N2 atmosférico, evitan la inactivación de la enzima
nitrogenasa.
∗ Reconocimiento entre la bacteria y la planta. En
Rhizobium el polisacárido extracelular actúa a través de
lectinas.
∗ Flotación. En Acetobacter xylinum la cápsula es a base de
fibrillas de celulosa que retienen burbujas de aire, hace
que la bacteria flote hasta su nivel adecuado.
FUNCIONES PARTICULARES

27. ∗ Son estructuras tubulares (ramificadas o no) compuestas
de un heteropolímero, a base de proteína, lípido y
polisacárido, que engloban a conjuntos de células bacilares
en cadenas o filas.
∗ La vaina está en contacto con la P.C subyacente, pero no
hay enlaces entre ambas.
VAINAS

28. ∗ Sphaerotilus y Leptothrix
las vainas se recubren de acúmulos de óxidos e
hidróxidos de Fe y Mn.
∗ Conforme se dividen por fisión binaria, las células de
los extremos del filamento van sintetizando nuevo
material de la vaina que las va rodeando
∗ Arqueobacterias Methanothrix y Methanospirillum
poseen vainas proteicas con subunidades dispuestas
en anillos, y son las que confieren la forma.
VAINAS

29. ∗ Son de naturaleza polisacarídica
∗ Se encuentran en su interior gran cantidad de bacterias
que participan activamente en lodos activados
ZOOGLEAS

31. Capa S

32. CAPA SUPERFICIAL PARACRISTALINA
∗ Ubicación: Capa que envuelve a la pared celular
∗ Composición: proteínas o glicoproteínas.
∗ G (+): se une a la peptidoglicana
∗ G (-): se une a la membrana externa
∗ Arqueas: se une a la cubierta más externa
∗ En muchas Arqueas es la única capa que rodea al
protoplasto, por lo que en ellas cumple funciones de
auténtica pared celular.
CAPA “S”

33. CAPA “S” EN GRAM (+)

34. CAPA “S” EN GRAM (-)

35. CAPA “S” EN ARQUEAS

36. CAPA “S”
DISPOSICIÓN
UNIDADES
MORFOLÓGICAS
Simetría binaria:
filas oblicuas paralelas
Dímeros
Simetría cuadrangular
Tetrámeros
Simetría hexagonal Hexámeros

37. hexagonalcuadrada oblicua

38. ∗ La unión entre los monómeros se realiza por enlaces no
covalentes
- Hidrofóbicos
- Iónicos (directos), o por mediación de cationes
- Puentes de hidrógeno
CAPA “S”

39. 1. Tamiz molecular protector
En bacterias con P.C. impide la entrada de agentes
antibacterianos.
2. Da forma y rigidez:
Especies de Arqueobacterias.
Arqueas halófilas (Halobacterium) la capa S (glicoproteína)
contiene glicopéptidos especiales, estabilizada por altas
concentraciones de sodio (presente).
Arqueas termoacidófilas (Sulfolobus), glicoproteínas en
matrices hexagonales, ricas en aminoácidos polares (Ser, Tre),
la capa S se estabiliza por el bajo pH del medio.
FUNCIONES

40. 3. Protege a la célula de:
a) Fluctuaciones iónicas y de pH
b) Estrés osmótico
c) Enzimas degradadoras
4. Mantiene la rigidez de las bacterias
5. Facilita la adhesión en algunas bacterias
6. Protege (patógenos) contra el complemento
7. Protege contra la fagocitosis
FUNCIONES