CITOLOGIA Y MORFOLOGIA BACTERIANA

UNIDAD 1MICROBIOLGIA VETERINARIA

UNIVERSIDAD DE SANTANDER UDES

CELULAS VIVAS• CELULA: Es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.• CLASIFICACION: A los organismos vivos según el número de células que posean: Unicelulares ( Protozoos o las bacterias). Pluricelulares (en estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos Nematodos, a cientos de billones (1014), como en el caso del ser humano. Las células suelen poseer un tamaño de 10 µm y una masa de 1 ng.

EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS• Basándonos en la organización de las estructuras celulares, todos las células vivientes pueden ser divididas en dos grandes grupos: Procariotas y Eucariotas Animales, plantas, hongos, protozoos y algas, todos poseen células de tipo Eucariota. • Sólo las bacterias (Eubacterias y Archaebacterias) tienen células de tipo Procariota.• PROCARIOTAS: Constituyen un grupo heterogéneo de organismos unicelulares Eubacterias (bacterias) y las Archaeas (archaeabacteria).• Una típica célula procariota está constituida por las siguientes estructuras principales: Pared celular, Membrana citoplasmática, Ribosomas, Inclusiones y Nucleoide.

EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS• EUCARIOTAS:  Los organismos eucariotas incluyen algas, protozoos, hongos, plantas superiores, y animales. Este grupo de organismos posee un aparato mitótico, que son estructuras celulares que participan de un tipo de división nuclear o mitosis; Mitocondrias, Retículo endoplasmático, y Cloroplastos.

PROCARIOTAS EUCARIOTAS

Menos 5 µm de longitud. Mas de 10 µmOrganelas unidas por membranas ausentes.

Organelas unidas por membranas presentes

Ribosomas de 70S. Ribosomas de 80S en el citoplasma y ribosomas 70S en mitocondrias y cloroplastos.

Acido Nucleico (ADN) cadena sencilla, habitualmente circular.

El acido nucleico (ADN) se distribuye en los cromosomas.

Ausencia membrana nuclear y nucléolos. Presencia de membrana nuclear y nucleolos.

Fisión binaria. Mitosis.

ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL

ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL• BACTERIA:• Bacterias comunes Eubacterias: Iincluyen todos los procariotas causantes de

enfermedades (patógenas) y a la mayor parte de las bacterias que se encuentran en el aire, suelo, aguas, tracto digestivo de animales y hombre.

• Cianobacterias Algas verde-azules: Oorganismos antiguos que se caracterizan por conjugar el proceso de la fotosíntesis oxigénica con una estructura celular típicamente bacteriana

• ARCHAEA:• Microbios extremofilos Arqueobacterias: Son especialmente numerosas en los

océanos, y las que se encuentran en el plancton podrían ser uno de los grupos de organismos más abundantes del planeta. Importante de la vida en la tierra juegan un papel importante tanto en el ciclo del carbono y nitrógeno.

• Hipertermófilos: Organismos cuya temperatura óptima de crecimiento se encuentra estrictamente por encima de los 80ºC.

• Psicrófilos: Crecen a temperatura de refrigeración -5 - 5°C.• Halófilos: Organismos que viven en medios con alta concentración salina.• Acidófilos: Se desarrolla preferentemente en un medio ácido. • Alcalinófilos: Se desarrolla preferentemente en un medio álcalinos.

• Termoacidófilos: Habita ambientes terrestres correspondientes a aguas calientes geotérmicas (>80ºC), los cuales se caracterizan por ser ricos en azufre y además por su acidez (pH<2)

• Metanógenos:  Estrictamente anaerobios y que obtienen energía mediante la producción de gas natural, el metano.

TAMAÑOS Y FORMAS CELULARES

TAMAÑOS Y FORMAS CELULARES

ESTRUCTURA CELULAR

ESTRUCTURA COMPOSICION QUIMICA OBSERVACIONES

CAPSULA POLISACARIDOS O POLIPEPTIDOS.ASOCIADA A VIRULENCIA;

INTERFIERE EN LA FAGOCITOSIS, PERMITE PROLONGAR LA

SUPERVIVENCIA.

PARED CELULAR PEPTIDOGLICANO Y ACIDO TEICOICO EN GRAM (+); LIPOPOLISACARIDOS,

PROTEINAS FOSFOLIPIDOS Y PEPTIDOGLICANO EN GRAM (-).

PEPTIDOGLICANO RESPONSABLE DE LA FORMA, LOS LPS EFECTOS

ENDOTOXICOS.LAS PORINAS ESTRUCTURA

PROTEICAS QUE REGULAN PASO MOLECULAS A TRAVES DE LA CAPA

DE FOSFOLIPIDOS.

MEMBRANA CITOPLASMATICABICAPA DE FOSFOLIPIDOS

MEMBRANA SELECTIVAMENTE PERMEABLE IMPLICADA EN EL

TRANSPORTE ACTIVO DE NUTRIENTES, RESPIRACION,

EXCRECION Y QUIMIORECEPCION.

FLAGELLUM FLAGELINA ESTRUCTURA QUE PROPORCIONA MOVILIDAD

PILUS PILINA FIMBRINA, PILIS DE UNION Y CONJUGACION.

CROMOSOMA ADN ESTRUCTURA CIRCULAR SIMPLE, SIN MEMBRANA CELULAR.

RIBOSOMA ARN Y PROTEINAS IMPLICADA EN LA SINTESIS DE PROTEINAS.

GRANULOS E INCLUSIONESVARIABLE.

COMPUESTO POR POLIFOSFATO, VOLUTINA O GRANULOS METACROMATICOS, POLI

ΒHIDROXIBUTIRATO.

PARED CELULAR• Son estructura rígidas que protegen del daño mecánico y lisis

osmótica. • Son permeables no selectivas.• Las diferencias de estructura y composición variaciones

patogenicidad.• Peptidoglicano: N-acetilglucosamina + N-acetilmurámico.• Características de tinción• Gram (+): Color azul Peptidoglicano y ácido teicoicos.• Gran (-): Color rojo membrana externa y espacio periplásmico que

contiene Peptidoglicano.

PARED CELULAR• Canales proteicos especializados Porinas controlan la permeabilidad

celular.• Los lipopolisacáridos (LPS) se encuentran solo en bacterias Gram (-)

hacen parte membrana externa.• LPS compuestos de polisacáridos estimulan producción de

anticuerpos Antígeno ¨O¨.• Membrana externa es hidrofóbica confiere resistencia a

detergentes.• Los micoplasmas no poseen pared celular, exposición acción de

antibióticos.

MEMBRANA CITOPLASMÁTICA• Estructura flexible fosfolípidos y proteínas.• No contienen esteroles excepto micoplasma.• Las caras son hidrofílicas interior hidrofóbico formando una barrera

para las moléculas hidrofílicas.• Agua, oxigeno dióxido de carbono y compuestos solubles en lípidos

pueden ingresar por difusión pasiva.• Transporte activo de nutrientes y la eliminación de residuos

metabólicos generando gasto de energía (Permeasas).• Transporte de electrones para la respiración.

CITOPLASMA Y RIBOSOMAS• Rodeado de la membrana citoplasmática.• Liquido acuoso que contiene material nuclear, los ribosomas, los

nutrientes, las enzimas y otras moléculas.• Síntesis proteica • Compuesto por ribo nucleoproteínas. • Dos subunidades (50S – 30S).• El ARNr contiene el 80% ARN celular + (ARNt – ARNm).• Durante el crecimiento bacteriano los ribosomas se unen al ARNm

formando polisomas.

MATERIAL NUCLEAR • Cromosoma circular sencillo, haploide, doble cadena de ADN +

Proteínas y ARN.• Codifica todas las funciones vitales de la célula.• Varia en tamaño dependiendo de la especie, cromosoma debe

plegarse formando un cuerpo denso.• Durante la replicación la hélice de ADN se desenrolla y cada célula

hija producida por fisión binaria recibe una copia del genoma original.

• Plásmidos pequeños fragmentos de ADN son capaces de replicarse.• El ADN plasmídico puede codificar para características como

resistencia antibióticos y producción de exotoxinas.

FLAGELOS Y PILI• Movilidad.• Flagelina.• Compuesto de Gancho, Filamento y Cuerpo basal.• Las posiciones de los flagelos son característicos de las familias

bacterianas.• Microscopia y serología (anticuerpos específicos).• Los Pili o fimbrias son apéndices finos, rectos.• Pilina - Gram (-)• Función de adhesión – Pili F sexual conductor de ADN a las bacterias

receptoras.

ENDOSPORAS• Cuerpos vegetativos altamente resistentes.• Supervivencia condiciones adversas.• Clostridium y Bacillus patógenos.• Resistencia e impermeabilidad condicionan la tinción.• Estructura laminar en capas, deshidratadas y acido dipicolinico

(Alto contenido de calcio).• Termoestables (121°C – 15 min).• Germinación (activación, iniciación y crecimiento exterior).• Activación: exposición al calor, abrasión y acidez ambiental.• Germinación: el córtex y la cubierta se degradan, absorción

dipicolinato calcio se libera.

DIFERENCIAS EN LA ESTRUCTURA CELULAR

METABOLISMO Y CRECIMIENTO BACTERIANO

• Requerimientos (humedad, pH, temperatura, presión osmótica, atmosfera y nutrientes.

• Fisión binaria: forma de reproducción asexual que se lleva a cabo en arqueo bacterias, bacterias, levaduras de fisión, algas unicelulares y protozoos. Consiste en la división del ADN, seguidas de la división del citoplasma (citocinesis), dando lugar a dos células hijas. La mayor parte de las bacterias se reproducen por bipartición, lo que produce una tasa de crecimiento exponencial.

• Tiempo de generación: espacio de tiempo requerido para que una bacteria de lugar a dos células hijas. 20 min aprox. Continua 48 horas.

FASE DE ADAPATACION• Fase de retraso • Metabolismo activo se requieren constituyentes esenciales.• Trasferencia al nuevo medio ,adaptación ( T°, nutrientes, metales

trazas, productos de desecho. Producción de enzimas, inicialmente no se multiplican.

• Bacterias individuales están madurando y no tienen aún la posibilidad de dividirse. se produce la síntesis de ARN, enzimas y otras moléculas.

FASE EXPONENCIAL• Fase exponencial: Iniciada la multiplicación el número de bacterias

se incrementa logarítmicamente, alcanzan forma, tamaño bastante uniformes.

• Cada bacteria es independiente en # y tiempo en esta fase.• Es un período caracterizado por la duplicación celular. El número de

nuevas bacterias que aparecen por unidad de tiempo es proporcional a la población actual.

• El crecimiento exponencial se detiene a causa de que los nutrientes esenciales se agotan o por la acumulación de productos metabólicos tóxicos.

FASE ESTACIONARIA• La tasa de crecimiento disminuye como consecuencia del

agotamiento de nutrientes y la acumulación de productos tóxicos. Esta fase se alcanza cuando las bacterias empiezan a agotar los recursos que están disponibles. Esta fase se caracteriza por un valor constante del número de bacterias a medida que la tasa de crecimiento de las bacterias se iguala con la tasa de muerte bacteriana.

FASE DECLINACIÓN• En la fase de declive o muerte, las bacterias se quedan sin

nutrientes y mueren.• La fase final por falta de nutrientes esenciales y la acumulación de

residuos tóxicos ocasionan una muerte rápida. Algunos activan amidasas y otras que agilizan la lisis de la pared celular

• La tasa de muerte celular es exponencial.

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