Microbiologia

1. Estructura y función celular

Los microorganismos son muy importantes tanto para el equilibrio de la biósfera como para por que se han desarrollado procedimientos para la biotransformación industrial de productos. Son ubícuos y presentan la mayor diversidad genética de todos los organismos.

Los microorganismos pueden ser tanto procariontes como eucariontes. Sin embargo, en este curso nos centraremos en los procariontes. Estos últimos, no presentan un núcleo definido ni compartamentalización completa del citoplasma. No se puede decir que sean menos evolucionados, pero sí que algunos son semejantes a los organismos que existieron en el inicio de la vida.

Los procariontes presenta: Una pared celular (casi universalmente), ésta es de materiales diferentes y se compararán, en este capítulo, las paredes celulares de Bacteria, Archaea y Eukaria. Además se describirán los organitos u organelos que presentan todos los procariontes.

CELULA PROCARIOTA:

Estructura de las bacterias

-Cápsula: no es constante, es una capa gelatinosa de tamaño y composición variable formada de polisacáridos. La cápsula bacteriana es la capa rígida con borde definido formada por una serie de polímeros orgánicos que en las bacterias se deposita en el exterior de su pared celular. Generalmente contiene glicoproteínas y un gran número de polisacáridos diferentes, incluyendo polialcoholes y aminoazúcares.

-Pared celular: es rígida, dúctil y elástica. Su originalidad reside en la naturaleza química del compuesto macromolecular que le confiere su rigidez. Formada por peptiglicano y ácido teicoico.

La pared celular bacteriana está hecha de peptina zacarosa (también denominado mureína), que está formado por cadenas de polisacárido entrecruzadas por péptidos inusuales que contienen aminoácidos D. Las paredes celulares bacterianas son diferentes de las paredes de plantas y hongos que están hechas de celulosa y quitina, respectivamente. También son diferentes de las paredes de Archaea, que no contienen peptidoglicano. La pared celular es esencial para la supervivencia de muchas bacterias y el antibiótico penicilina puede matar a las bacterias inhibiendo un paso en la síntesis del peptidoglicano.

Las paredes de las células de las bacterias pueden ser:

Gram positivas: tienen una pared gruesa, es decir mas capas. Se tiñen con tinsión yoduro yodurado. La pared celular contiene una capa gruesa de peptidoglicano además de ácidos teicoicos, que son polímeros BIOQUÍMICA Y MICROBIOLOGÍA AMBIENTAL

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de glicerol o ribitol fosfato. Los ácidos teicoicos se unen al peptidoglocano o a la membrana citoplasmática. Gram negativas: tienen una pared delgada, una capa. No se tiñen con yoduro yodurado sino con sufranina. Tienen una capa de peptidoglicano y por fuera una membrana externa. La capa de peptidoglicano es relativamente fina y se encuentra rodeada por a una segunda membrana lípida exterior que contiene lipopolisacáridos y lipoproteínas. La capa de peptidoglicano se une a la membrana externa por medio de lipoproteínas.

-Membrana celular: semejante a la membrana celular de los eucariontes, es una envoltura que rodea al citoplasma.

-Citoplasma: masa de materia viva donde se encuentran los ribosomas (que intervienen en la fabricación de proteínas) y granos de grasa o de glúcidos que le sirven de almacén. En las bacterias autótrofas se encuentran cromatóforos, donde se almacena la clorofila.

-Plasmido: formado por DNA, de forma circular.

-Flagelos: no existen más que en ciertas especies. Filamentosos y de longitud variable, constituyen los órganos de locomoción. Según las especies, pueden estar implantados en uno o en los dos polos de la bacteria o en todo su entorno. Constituyen el soporte de los antígenos "H". En algunos bacilos Gram negativos se encuentra Pili, que son apéndices más pequeños que los cilios y que tienen un papel fundamental en genética bacteriana.

-Pili: estructura que sirve de adherencia a la superficie. Sirve de puente citoplasmático entre la transferencia de información genética.

-Ribosomas: son gránulos y se componen generalmente de RNA.

-Mesosoma: repliegue de la membrana celular, tiene gran importancia en la división celular y la reparación de la célula. En biología un protoplasto es una célula de planta, bacteria u hongo que ha perdido total o parcialmente su pared celular, para lo cual se usan mecanismos mecánicos o enzimáticos. En el caso de eliminar la pared con enzimas se obtienen:

• Protoplastos - Cuando se elimina totalmente la pared celular.

• Esferoplastos - Cuando sólo se elimina parcialmente la pared.

Los protoplastos se obtienen a partir de bacterias Gram positivas y los esferoplastos de bacterias Gram negativas. Una Forma L es una variante bacteriana carente de pared celular (PC) ó con PC defectuosa. Se estudia por primera vez en Streptobacillus moniliformis, donde se observa que produce en forma espontánea, una serie de variantes capaces de reproducirse en forma de pequeños elementos filtrables carentes de PC ó con PC

defectuosa. Estos microorganismos reciben el nombre de Formas L (L: proviene de Lister Institute, Londres). Estas bacterias tienen una morfología colonial muy parecida a la de los Micoplasmas.

Las Formas L se pueden presentar también en otras bacterias, siempre que la síntesis de PC esté alterada. BIOQUÍMICA Y MICROBIOLOGÍA AMBIENTAL

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La formación de las Formas L, es favorecida por acción de la Penicilina; por enzimas líticas que digieren el Peptidoglicano; por concentraciones elevadas de sales como ocurre con la mayoría de las bacterias Grampositivas. Algunas bacterias Gramnegativas pueden convertirse a Formas L en medios con osmolaridad

normal ó fisiológica. Las Formas L son el equivalente morfológico de los Protoplastos y Esferoplastos, aunque el término de Formas L se limita a los organismos capaces de multiplicarse. Algunas Formas L, si se elimina el agente inductor, pueden revertir a la forma original (variante transitoria). Otras son Formas L estables.

FLAGELOS

1-filamento, 2-espacio periplásmico, 3-codo, 4-juntura, 5-anillo L, 6-eje, 7-anillo P, 8-pared

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