1. BLOQUE III. MICROORGANISMOS PROCARIOTICOS
III.A. PROCARIOTAS: DESCRIPCIÓN DE LA CÉLULA PROCARIOTA.
Tema 5.
• Morfología y componentes celulares
• La envuelta celular
-Polímeros extracelulares
-La pared celular
-Membrana citoplasmática
Tema 6.
• Citoplasma y contenido citoplasmático
• Apéndices filamentosos
Tema 7.
• Células diferenciadas: Endospora bacteriana

2. Tema 6.
Citoplasma y contenido citoplasmático
Citoplasma: componentes. Observación
1. Ribosomas: Estructura y composición
2. Inclusiones de reserva
3. Orgánulos citoplasmáticos:
• Vacuolas y vesículas de gas
• Clorosomas
• Carboxisomas
• Magnetosomas
4. Material genético

3. Citoplasma
Sistema coloidal cuya fase dispersante es el agua, con
diversas sustancias en solución y una serie de
moléculas en suspensión.
Nucleoide Ribosomas
Cuerpos de inclusión
Orgánulos intracitoplasmáticos
El citoplasma + contenido englobado en membrana citoplasmática protoplasto

4. Cuerpos nucleares
Ribosomas

5. 1. Ribosomas
Lugar de síntesis de proteínas
Coeficiente de sedimentación de 70S
Subunidad pequeña (30S)
-ARNr (16S)
-21 proteínas
Subunidad grande (50S)
-ARNr (23S y 5S)
-34 proteínas

6. Al microscopio electrónico, son visibles como rosarios de gránulos oscuros:
Transcripción y traducción están estrechamente acopladas

7. 2. Inclusiones de reserva
Se originan y acumulan durante el crecimiento en un medio ambiente
óptimo, con el fin de poder utilizar estas reservas para la supervivencia
durante etapas de condiciones adversas.
Reservas:
a) Inclusiones orgánicas: fuente C y N
b) Inclusiones inorgánicas: fuente P y S

8. Clasificación:
a) Inclusiones orgánicas
- Fuente de carbono
- Polisacáridos: almidón, glucógeno
- Polihidroxialcanoatos (PHA) (Poli-β-hidroxibutirato, PHB)
- Fuente de nitrógeno
- Cianoficina (polímeros de arginina y ácido aspártico)
Las bacterias acumulan un solo tipo de material de
reserva carbonado (polisacáridos o lípidos).

9. Inclusiones de reserva orgánicos:
Glucógeno
PHB
α-1,4 D-glucosa y ramificaciones α-1,6
Cianoficina
Cianobacteria con
gránulos de cianoficina
Cianoficina en Oscillatoria
teñidos con azul de metileno

10. b) Inclusiones inorgánicas
-Reserva de fosfato:
Gránulos metacromáticos o de volutina
Sprillium volutans
ortofosfato
-Reserva de azufre:
Gránulos de azufre
Microscopía óptica de la bacteria gigante
Thiomargarita donde se observan los
gránulos de azufre como estructuras
pequeñas esféricas en el interior de la célula

11. 3. Orgánulos intracitoplasmáticos
a) Carboxisomas o cuerpos poliédricos:
Bacterias fotoautotrofas y quimioautotrofas
Acúmulos enzima ribulosa-1,5-bifosfato-carboxilasa
Carboxisomas
(RubisCo)

12. Vacuolas de gas:
Bacterias acuáticas (Ej. Cianobacterias)
La función es mantener un grado de flotabilidad óptimo

13. c) Clorosomas:
Vesículas que contienen los pigmentos antena de las
bacterias fotosintéticas verdes.

14. d) Magnetosomas
- Orgánulos sensores del campo magnético terrestre
(bacterias acuáticas flageladas microaerófilas o anaerobias)
- Cristales homogéneos de magnetita (Fe3O4)
Magnetosomas
Magnetospirillum magnetotacticum

15. Tipo Distribución Composición Función
Muchas
Glucógeno Poliglucosa Reserva de C y E
bacterias
Muchas Polímero de hidroxi
PHB Reserva de C y E
bacterias butirato
Copolímero de
Cianoficina Cianobacterias Reserva de Nitrógeno y E
aspártico y arginina
Muchas
Volutina Polimero de fosfatos Reserva de fosfato rico en energía
bacterias
Fototrofas y
Gránulos de Reserva de electrones en fototrofos y
litotrofas del Azufre elemental
azufre de energía en litotrofos
azufre
Bacterias
Vesiculas rellenas de
Vesículas de gas acuáticas: Flotabilidad
gases
cianobacterias
Bacterias
Clorosoma Bacterioclorofilas Albergar los pigmentos antena
verdes
Bacterias Enzimas de fijación
Carboxisomas ¿Lugar de fijación del CO2?
autótrofas del CO2 RubisCO
Ciertas
Orientación y migración a lo largo de
Magnetosomas bacterias Magnetita (Fe3O4)
un campo geomagnético
acuáticas

16. 4. Material genético
Nucleoide
Procariota (Bacteria) Eucariota (Levadura)

17. 4. Material genético (nucleoide)
Región del citoplasma donde se ubica el cromosoma
bacteriano, no delimitado por membrana alguna.
También se denomina región nuclear.
Nucleoide = cromosoma + (plásmidos)

18. Observación del nucleoide
Tinción de Giemsa
• Microscopio óptico: Tinción. Colorantes básicos/ARNasa Tinción de Feulgen
• Microscopía de contraste de fases combinada con epifluorescencia:
Tinción con DAPI (4,6-diamino-2-fenil-indol)
• Microscopía electrónica: material fibroso
•Otras técnicas
(autoradiografia)
Microfotografía electrónica de Neisseria
gonorrhoeae en división.
•Bromuro de etidio (intercala en la doble hélice)
Timina marcada 3H

19. Composición química, estructura y organización del nucleoide
Modelo clásico de Watson y Crick
ADNccc
-60% ADN
-30% ARN
-10% proteínas

20. Composición química, estructura y organización del nucleoide
Material cromosómico Material extracromosómico
- 1 solo cromosoma - Plásmidos (ADNccc)
(ADN c.c.c.) - Elementos transponibles:
transposones
Excepciones:
Borrelia y Streptomyces: cromosoma lineal
Agrobacterium tumefaciens: 1 circular y 1 lineal

21. Configuración del nucleoide
Escherichia coli : DNA 4.700 Kb = 1mm de modo lineal
Microfotografía electrónica
del nucleoide bacteriano
Cromosoma de E. coli extendido por choque osmótico
1200 µm de longitud.
SUPERENROLLAMIENTO

22. Superenrollamiento del ADN:
La doble hélice está superenrollada negativamente sobre sí misma por
Topoisomerasas II (ADN girasa) ADN topoisomerasa I
ADN girasa (topoisomerasa II): enrolla el ADN
Topoisomerasa I
relaja el ADN, liberándolo del
superenrollamento

23. En el cromosoma existen múltiples
dominios superenrollados, que se
estabilizan por unión con proteínas
específicas.

24. Material genético extracromosómico: Plásmidos
Elementos genéticos extracromosómicos con
capacidad de replicación autónoma
• ADNccc y superenrollado
Plásmidos del E. coli.
Tamaño y control de replicación de los plásmidos
Región de replicación
2 Kb 500 Kb 1600Kb (megaplásmidos)
1 ó 2 copias
(control estricto)
>10 copias
(control relajado)

25. Clasificación según la capacidad de transferencia plasmídica:
• Plásmidos conjugativos (autotransmisibles por conjugación)
-Entre cepas de la misma especie
-Entre especies y géneros muy diversos: plásmidos promiscuos o
de amplio espectro de hospedadores
• Plásmidos no conjugativos
Plásmidos movilizables (pueden ser transferidos por la acción de un
plásmido conjugativo coexistente en la misma bacteria)

26. Funciones de los plásmidos
1. Resistencia a antibióticos (plásmidos R).
2. Resistencia a metales pesados (Ej, mercurio).
3. Plásmidos de virulencia: producción de toxinas, factores de penetración en tejidos,
adherencia a tejidos del hospedador, etc.,
4. Producción de bacteriocinas
5. Producción de sideróforos (quelatos para secuestrar iones Fe3+).
6. Utilización de determinados azúcares.
7. Utilización de hidrocarburos, incluyendo algunos cíclicos recalcitrantes
(degradación de tolueno, xileno, alcanfor, etc.) en Pseudomonas.
8. Inducción de tumores en plantas (plásmido Ti de Agrobacterium tumefaciens).
9. Interacciones simbióticas y fijación de N2 en Rhizobium

27. Replicación del cromosoma bacteriano
Semiconservativo y bidireccional

28. Replicación del cromosoma bacteriano
Semiconservativo y bidireccional
Modelo de replicación en theta (θ)
Origen de la
replicación
Bidireccional
Horquillas de replicación

29. Helicasa
Proteínas de unión a
cadena sencilla

30. Cadena retrasada
(síntesis discontinua en la
hebra 3’-5’ de la horquilla)
Primasa
Proteínas de unión a
cadena sencilla
Helicasa ADN polimerasa
Cadena lider
(síntesis continua
en la hebra 5’-3’
de la horquilla)

31. Resumen enzimas que intervienen:
Helicasas: enzimas dependientes de ATP que se mueven a lo largo de la
hélice delante de la horquilla de replicación, formando una pequeña región
de cadena sencilla.
Proteínas de unión a cadena sencilla: estabilizan el ADN de cadena sencilla,
impidiendo que se formen los puentes de hidrógeno intracatenarios.
ADN polimerasas: sintetizan ADN, siempre en dirección 5’-3’
Primasa: sintetiza los fragmentos de ARN que actúan de iniciadores
Ligasa: une los fragmentos de Okazaki de la cadena retrasada

32. Replicación de plásmidos
Gram negativas: Modelo en theta
Gram positivas: Modelo en sigma (σ ) o del
círculo rodante:
Replicación por el modelo de círculo
rodante:
La replicación comienza en el punto de
origen por rotura de una cadena de ADN.
Después de que se ha sintetizado una
nueva cadena, una vuelta del círculo,
una proteína rompe la cadena y liga los
extremos