Este documento proporciona información sobre la estructura microbiana, incluyendo la morfología bacteriana, la genética bacteriana y los mecanismos de recombinación genética. Explica las diferentes estructuras celulares microbianas como la cápsula y las endosporas. También describe los diferentes niveles de organización biológica y define la célula como la unidad fundamental de la vida. Finalmente, detalla las características de las células procariotas y eucariotas, así como las estructuras clave de las bacterias como

1. Microbiología Ambiental
TEORIA 2
Blga. Alicia R. Cañari Miranda

2. 2da Unidad
-Estructura Microbiana. Morfología
Bacteriana. Cápsula. Endosporas.
-Genética bacteriana. Mecanismos de
recombinación genética.

3. Objetivos
-Conocer e identificar las diferentes estructuras
celulares microbianas
-Conocer y representar la recombinación
genética

4. Los niveles de organización
Niveles
abióticos
Niveles
bióticos
Particulas
subatómic
as
Átomo
s
Molécu
las
Macromolé
culas
Orgánul
os
Célula
s
Tejidos
Órgan
os
Aparatos y
sistemas
Individu
o
Poblaci
ón
Comunid
ad
Ecosiste
ma
Ecosfe
ra

5. -La célula es la unidad fundamental de la vida.
-Es la estructura más pequeña del cuerpo, capaz de
realizar todos los procesos que definen la vida:
respiración, movimiento, digestión y reproducción,
aunque no todas las células pueden realizar todas estas
funciones.
-La mayoría de las células son invisibles para el ojo
humano.

6. RESEÑA HISTÓRICA
ROBERT HOOKE
(1665)
Con sus observaciones postuló el
nombre célula para referirse a los
compartimentos que encontró en un
pedazo de corcho, al observar al
microscopio
ANTON VAN LEEUWENHOEK
(1673)
Realizó observaciones de
microorganismos de charcas,
eritrocitos humanos,
espermatozoides.
THEODOR SCHWANN
(1839)
Postuló el primer concepto sobre la
teoría celular Las células son las
partes elementales tanto de plantas
como de los animales.
RUDOLF VIRCHOW
(1850)
Escribió: "Cada animal es la suma de
sus unidades vitales, cada una de las
cuales contiene todas las
características de la vida. Todas las
células provienen de otras células".

7. El descubrimiento de la célula
1665
Robert Hooke
Microscopio
Corcho
1674
Anthony van
Leeuwenhoek
Microscopio
Animáculos
1831
Robert
Brown
Descubre el
núcleo en las
células
vegetales
1838
Johannes
Purkinje
Denomina
protoplasma al
liquido que
llena la célula
Vegetales y
animales están
formados por
células
Matthias
Schleiden
Friedrich
Schwann
1855
Rudolf
Virchow
Toda célula
proviene de otra
preexistente

8. LA TEORÍA CELULAR
ESTABLECIMIENTO DE LA TEORÍA CELULAR
• Matthias J. Schleider & Theodor Schwann
• Santiago Ramón y Cajal: Demostración de la teoría celular en el tejido nervioso
• Rudolph Virchow
1. La célula es la unidad estructural de los seres vivos.
2. La célula es la unidad funcional de los seres vivos.
3. La célula es la unidad reproductora

9. ¿QUÉ ES LA CÉLULA?
La célula es la unidad anatómica
de todo ser viviente.
Es la unidad de origen de todo ser vivo, toda célula proviene
de otra célula.
Fisiológica de todo ser vivo porque cada célula
representa un minúsculo organismo capaz de
desarrollar todas las funciones metabólicas del
organismo.
(Organismos Unicelulares) (Organismos Pluricelulares)
DEFINICIÓN DE CÉLULA

10. TIPOS CELULARES
PROCARIOTA
EUCARIOTAS
CÉLULA VEGETALCÉLULA ANIMAL

11. Procarionte/Eucarionte
Característica Procariontes Eucariontes
Membrana nuclear Ausente Presente
ADN Desnudo y circular con histonas
Cromosomas Único Múltiples
División celular Fisión binaria Mitosis o Meiosis
Mitocondria Ausente. Los procesos
bioquímicos equivalentes
tienen lugar en la membrana
citoplasmática
Presentes
(con ribosomas 70S)
Cloroplasto
en células vegetales
(con ribosomas 70S)
Ribosoma 70S (50S + 30S) 80S (60S + 40S)
Pared celular De mureína De celulosa
Nucléolos Ausentes Presentes
Sistema de Endomebranas Ausente Presente
Órganos de locomoción Flagelos (s/9+2)
Cilios y flagelos
(9+ 2)

12. LA CÉLULA PROCARIOTA (BACTERIA)
1.- Bacteria: bacterium= bastón
de Tamaño Pequeño.
2.- ADN desnudo, cromosoma único.
Tiene plásmidos (ADN
extracromosómico)
3.- Ausencia de núcleo (se llama
nucleoide).
4.- Ausencia de orgánulos
membranosos.
5.- Ausencia del citoesqueleto.
6.- Pared celular rodeando a la
membrana.
7.- Reproducción asexual
(bipartición).
membrana plasmáticainclusiones
pared celular
flagelo
cilios
cromosoma
ribosomas
mesosomas
Nucleoide

13. Características
• Procariota: pro=primitivo, karyon=núcleo
• Ribosoma 70S
• Pared bacteriana
• Ausencia de mitocondrias, RE,
• Órganos de Movilidad
• Cromosoma único
• Plásmidos

14. Estructuras bacterianas
Estructuras obligadas:
• Pared bacteriana.
• Membrana citoplasmatica.
• Citoplasma.
• Ribosomas.
• Nucleoide o cromosoma bacteriano.

15. Estructuras facultativas:
• Cápsula.
• Flagelos.
• Fimbrias o pili.
• Esporas.
• Plásmidos.

16. Estructura bacteriana

17. MORFOLOGÍA CELULAR
• MORFOS = FORMA
Cocos
Bacilos
Espirilos
Espiroquetas
CARACTERISTICA IMPORTANTE DE
CLASIFICACIÓN BACTERIANA.

18. -Los vibrios, en forma de coma
- Stella, en forma de estrella
-Arcula, en forma de células planas o
cuadrangulares
-Rhizobium y Corynebacterium, son
pleomórficas

19. Morfología
Cocos Bacilos Espirales
Esféricos pero pueden ser
ovalados, alargados o con un
lado aplanado
*Diplococos
*Tétradas
*Sarcinas
*Estafilococos
*Estreptococos
*Diplobacilos
*Estreptobacilos
*Cocobacilos
Las bacterias espirales pueden
tener una o más vueltas,
nunca aparecen rectas
*Los espirilos poseen una
morfología helicoidal típica
*Las espiroquetas, tienen
movilidad debido a un
filamento axial

20. Clasificación
Morfología

21. Morfología

22. Morfología de las bacterias

23. Tamaño
• Las bacterias son organismos microscópicos.
• El tamaño de las células procariotas suele ser
menor que el de las células eucariotas.
• Las bacterias varían de tamaño desde células
pequeñísimas de 0,1 um de ancho a las de más
de 5 um de diámetro

24. .
TAMAÑOS COMPARATIVOS
VIRUS
BACTERIA
NÚCLEO
CÉLULA
EUCARIOTA
1 micra

26. Crecimiento de las colonias
• La morfología y tamaño de la colonia se utilizan para
identificar las especies de bacterias.

28. ESTRUCTURA CELULAR

29. ESTRUCTURA CELULAR
• PARED CELULAR
GRAM (-)
GRAM (+)
• MEMBRANA CITOPLASMATICA
• NUCLEOIDE (ADN)
• INCLUSIONES
• RIBOSOMAS
• FLAGELOS

30. Pared celular bacteriana
• Estructura exclusiva de las bacterias
• Funciones:
- Confiere rigidez
- Responsable de la forma celular
- Barrera contra ciertos agentes tóxicos
• Componente básico: Peptidoglicano

31. • Las paredes celulares de procariotas son más
complejas que las paredes celulares de
eucariotes
• TIPOS:
• GRAM ( + )
• GRAM ( - )

32. Pared Celular Bacteriana
Composición química y estructura básica del peptidoglucano
• La unidad disacarídica repetitiva:
Consiste en N-acetilglucosamina
(NAG) unida por enlace ß(14) a
N-acetilmurámico (NAM), unidas a
cadenas tetrapeptidicas.
• El número de repeticiones (n)
puede oscilar entre 10 y 100.
• Cadenas de glicanos: los
monómeros se unen formando
cadenas lineales NAG-NAM-NAG-
NAM-NAG-NAM-------

33. -A cada molécula de ácido N-acetil-murámico se une una
cadena lateral de tetrapéptidos, formada por 4
aminoácidos
1. L-alanina
2. D-glutamato
3. ADP………G(-) ADP, L-Lisina G(+)
4. D-alanina
-Las cadenas laterales adyacentes de los tetrapéptidos
pueden unirse una a otra directamente o a través de un
puente peptídico cruzado, que consta de uno a cinco
aminoácidos

34. • En bacterias Gram (+), la pared celular consta
de varias capas de péptidoglican
• Las bacterias Gram (-) también contienen
péptidoglican pero en una proporción más
pequeña

35. Peptidoglicano o mureína

36. COMPONENTES GRAM (+)
ACIDO TEICOICO
• Polisacárido ácido.
• Están formados principalmente por un alcohol
(glicerol o ribitol) y fosfato y están unidos a las
capas de péptido glican o a la membrana
citoplasmática
• Aportan la carga negativa de la pared (útil para el
transporte de iones a través de la pared celular)

37. Peptidoglicano
Membrana
citoplásmica
Ácidos teicoicos
ESTRUCTURA PARED
BACTERIAS GRAM POSITIVAS
Ácidos
lipoteicoicos
Proteinas

38. COMPONENTES GRAM (-)
-Las bacterias Gram (-) también contienen péptido
glican pero en una proporción muy pequeña y no
poseen ácidos teicoicos
-El péptido glican se encuentra en el espacio
periplasmico y está unido covalentemente a las
lipoproteínas de esta última membrana
-La capa de péptido glican de las bacterias Gram(-)
está rodeada de una membrana externa compuesta
de lipoproteínas, lipopolisacáridos (LPS) y
fosfolípidos

39. Bacterias GRAM negativas
Membrana citoplásmica
CITOPLASMA
Peptidoglicano
Espacio
periplásmico
Lipopolisacárido
LPS
Membrana
externa
Ag O
Core Lípido A
ProteinasPorinas
Lipoproteinas
Medio externo

40. Envuelta de Gram negativos

41. Diferencias Gram positivas
y Gram negativas
Gram positivas Gram negativas

42. Tinción bacteriana
• Para identificar bacterias.
• Ejemplo: tinción Gram
– Las células responden a la tinción de
acuerdo a la complejidad y composición de
su pared celular.
– Hay bacterias Gram(+), Gram(–)

43. • Tipo de tinción diferencial
empleado para la
visualización de bacterias.
• Basado en la composición
de su PARED CELULAR.
• Sirve para determinar la
morfología celular
bacteriana y también para
realizar una primera
aproximación a la
diferenciación bacteriana,
considerándose Bacteria
Gram (+) a aquellas que
se visualizan de color
violeta y Bacteria Gram (-)
aquellas de color rosa.
TINCIÓN DE GRAM

44. Tinción Gram
Bacteria Gram + Bacteria Gram -
Pared celular simple Pared celular
compleja
Capa de
peptidoglucano
gruesa
Capa de
peptidoglucano fina
No capa externa de
lipopolisacáridos
Capa externa de
lipopolisacáridos
Retienen cristal
violeta/iodo-color
azul/violeta
Retienen safranina-
color rojo/rosado

45. Cocos Gram PositivosDiplococos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos Bacilos Gram Negativos
TINCIÓN DE GRAM
45

46. FORMA DE LAS BACTERIAS
Streptococcus espirilos

47. LPS (Lipopolisacárido)
• La estructura del polisacárido consta de 2
porciones: el núcleo y el polisacárido O.
• El núcleo (Lípido A)
• El polisacárido O esta constituido por azucares
de 6 carbonos (glucosa, galactosa, ramnosa y
manosa).
• La porción lipídica es denominada lípido A.
(acido caproico, laúrico, mirístico, palmítico y
esteárico)

48. Lipopolisacárido (LPS)
Endotoxina

49. ENDOTOXINA
• La membrana externa de bacterias Gram
negativas resulta toxica para los animales y
humanos.
• Es responsable de síntomas de infección.
• Se asocian al Lípido A.

50. DIFERENCIAS
• GRAM POSITIVA
Es mas ancha.
El 90% esta constituida por
peptidoglicano.
10% acido teicoico.
• GRAM NEGATIVA
10% de la estructura es
peptidoglicano.
Capa adicional de Lipopolisacáridos,
Lipoproteínas, fosfolípidos
PORINAS
ZONA PERIPLASMATICA
Membrana externa, membrana
interna

51. MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
• Rodea completamente a la célula.
• Sirve de barrera selectiva.
• Mantiene la integridad de la célula, y por
tanto la supervivencia bacteriana.
• Es flexible debido a los fosfolípidos que la
componen.
• Posee alta movilidad.

52. COMPOSICIÓN
• Bicapa lipídica.
• Fosfolípidos (Ácidos grasos/Glicerol)
• Proteínas
Integrales/Transporte
Periplásmicas
Periféricas de membrana
• Se estabiliza por medio de puentes de hidrógeno.
• Calcio y Magnesio

53. Membrana citoplásmica estructura
Capa externa
proteína
Proteina formadora de
poro
fosfolípido
Capa interna

54. Membrana citoplásmica
funciones
Permeabilidad
Sistema de transporte
Transporte de e-. Fosforilación oxidativa
Biosíntesis
Fuente de energía
Liberación de exoenzimas

55. CITOPLASMA BACTERIANO
Formado 85 % por agua.
Matriz:
Precursores
Fuentes de energía
Productos de desecho
Orgánulos:
Ribosomas
Inclusiones
 Capa interna de Membrana plasmática

56. NUCLEOIDE O CROMOSOMA BACTERIANO
Llamado también equivalente nuclear.
No posee membrana nuclear (de allí el
termino nucleoide).
Formado por un único filamento de ADN
(superenrollado).
Confiere sus peculiaridades genéticas a la
bacteria. Regula la síntesis proteica.

57. NUCLEOIDE

58. Cápsula
 Capa rígida que excluye partículas.
 Creada por depósitos de polisacáridos.
 Su composición química es variable.
 Función: adhesión al hospedero y evitar
fagocitosis.
 Factor de virulencia de la bacteria.
 Protege a la bacteria de la fagocitosis y
facilita la invasion.
 Permite la diferenciación en tipos serológicos
 Cápside, capa mucosa, glicocálix.

59. Streptococcus pneumoniae-cápsula

60. Apéndices
• Flagelos: filamento
proteico involucrado en la
motilidad. (Locomoción)
• Fímbrias o pilis
comunes: filamento
proteico corto,
involucrado en funciones
de adhesión a superficies.
• Pilis sexuales: unión a
célula receptora durante
la conjugación
(intercambio material
genético)

61. FLAGELOS
 No están presentes en todas las bacterias.
 Estructuras proteicas, de mayor longitud que los pili.
 De estructura helicoidal y locomotores (responsables
de la motilidad bacteriana).
 Según la posicion de los flagelos tenemos bacterias:
Monotricas: un flagelo en un extremo o ambos.
Lofotricas: varios flagelos en un extremo o ambos.
Peritricas: flagelos en toda la superficie.

62. •Localización y número
frecuentemente usados para
distinguir bacterias.
–Solo detectado por técnicas
de tinción específicas
–monotrico - único flagelo
polar
–anfitrico - uno en cada
extremo
–lofotrico - agrupados en un
extremo
–peritrico - todo alrededor
Flagelos

63. DISPOSICIÓN
polar
lofotricos
anfitricos
peritricos

64. ESTRUCTURA FLAGELAR
• Forma helicoidal.
• FILAMENTO
Constituido por una proteína denominada
flagelina (forma y longitud).
• GANCHO
Une el filamento a la parte motora del flagelo.
• CUERPO BASAL
anclaje

65. CUERPO BASAL
• Pequeñas varillas centrales que atraviesan un
sistema de anillos.
• GRAM (-): 2 pares de anillos: externos e
internos
• Gram (+): el par más interno
1anillo: la capa de LIPOPOLISACARIDOS “L”
1 anillo en la capa de PEPTIDOGLICANO “P”
Y 1 en la membrana citoplasmatica (S-M)

66. • PROTEÍNAS MOT:
Proteínas que se encuentran en la membrana
plasmática.
Gobiernan el motor flagelar, provocando la
rotación del filamento.
• PROTEÍNAS FILI:
Invierten la rotación del flagelo

67. Flagelos

69. FIMBRIAS
Estructuras cortas parecidas a pelos.
 Visibles solo al Microscopio Electrónico.
Carentes de motilidad.
Los poseen fundamentalmente las Gram(-).
Intervienen en la adherencia de las bacterias al
huésped.

70. Fimbrias Pilis sexuales

71. PILI/PELOS
• Son estructuralmente similares a las fimbrias.
• Son más largos y solo existe uno o unos pocos
sobre la superficie.
• También participan en el mecanismo de
patogénesis.
• Participan en el proceso de conjugación
bacteriana (facilitando el intercambio de ADN)

72. ESPORAS
 Estructura presente en algunas especies bacterianas exclusivamente
bacilares. Producidas principalmente por los géneros Bacillus y
Clostridium
 Le permite a la célula sobrevivir en condiciones extremadamente
duras.
Resistente a:
Calor
Desecación
Radiación
Ácidos
Desinfectantes
Químicos fuertes
 Se coloca en una situación metabólica de inercia.
 Puede permanecer meses o años así.
 El esporo no se tiñe con los colorantes habituales y se identifica
como una zona clara, redondeada u ovalada, que contrasta con el
resto de la bacteria que aparece coloreada.

73. • DNA protegido por ácido dipicolínico y
proteínas
• Luego de la activación por stress, la
disponibilidad de nutrientes dispara la
germinación y el crecimiento
• La localización de la espora en la célula puede
ser usada para la identificación

74. Clostridium botulinum

76. ESTRUCTURA
• (DENTRO DE LA CÉLULA)
• Posee múltiples capas.
• Exosporium (capa más externa) de naturaleza
proteica.
• Cubiertas de la espora.
• Córtex o corteza (peptidoglicano)

78. Inclusiones citoplasmáticas
• Algunas bacterias tienen estructuras internas:
– gránulos de almacenamiento - polifosfato,
sulfuro, polihidroxibutirato (PHBs)
– vesículas de gas – flotación
– Carboxisomas

79. Vesículas de gas

80. Recombinación genética
Intercambio de genes entre 2 moléculas de DNA
para formar nuevas combinaciones de genes en
un cromosoma

81. A. Transformación:
Consiste en el intercambio
genético producido cuando
una bacteria es capaz de
captar fragmentos de ADN
de otra bacteria que se
encuentran dispersos en el
medio donde vive. Sólo
algunas bacterias pueden
ser transformadas. Las
que pueden serlo se dice
que son competentes.

83. 83
B. Conjugación:
Es un mecanismo mediante el cual una bacteria donadora (bacteria F+ por
tener un plásmido llamado plásmido F) transmite a través del pili el
plásmido F o también un fragmento de su ADN a otra bacteria receptora, a
la que llamaremos F-, por no tener el plásmido F). La bacteria F- se
convertirá así en F+ al tener el plásmido F e incluso podrá adquirir genes
de la bacteria F+ que hayan pasado junto con el plásmido F.
Conjugación I

84. 84
Conjugación II

86. 86
3. Transducción:
En este caso la transferencia de material genético de una bacteria a otra,
se realiza a través de un virus bacteriófago que por azar lleva un trozo
de ADN bacteriano y se comporta como un vector intermediario entre las
dos bacterias. El virus, al infectar a otra bacteria, le puede transmitir
parte del genoma de la bacteria anteriormente infectada.

88. 88

89. TAREA: Teoría 2
1.-Desarrolle y explique la evolución de la Teoría
celular
2.-Desarrolle las sustancias de reserva en
procariotes
3.-Explique el contenido del citoplasma
procariótico
4.-Desarrolle los mecanismos de recombinación
genética