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Procariotas Stephen Taylor i-Biology.net Traducido con permiso por Aureliano Fernandez Presentación tomada solo con fines didácticos

Celulas procariotas

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Page 1: Celulas procariotas

ProcariotasStephen Taylor

i-Biology.netTraducido con permiso por Aureliano FernandezPresentación tomada solo con fines didácticos

Page 2: Celulas procariotas

Tipos de organización celular

Célula procariota Célula eucariota

Célula animal Célula vegetal

Se encuentra en los Procariontes (Prokarya):• Bacterias (Bacteria)• Arqueas (Archaea)

Se encuentra en los Eucariontes (Eukarya):• Animales (Animalia)• Plantas (Plantae)• Hongos (Fungi)• Protistas (Protista)

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http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_tres_dominios

Los estudios genéticos y moleculares determinan la actual clasificación de los seres vivos en tres Dominios, dos de ellos tienen organización celular procariota y son unicelulares.

http://goo.gl/AAyP3

Page 4: Celulas procariotas

Estructuras de la célula procariota

http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_procariota

Page 5: Celulas procariotas

La ultraestructura de E. coli como ejemplo de célula procariota

Membrana plasmática

Pared celular

Fimbrias y pelos (pili) (pilus, en singular)

nucleoide

citoplasma

flagelo

Ribosomas

Escherichia coli es el microbio modelo “clásico”, utilizado en muchas investigaciones genéticas y patogénicas

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Estructuras de la célula procariota y funciones

Envolturas celulares

Membrana plasmática: formada por una bicapa de fosfolípidos atravesada por proteínas. Es una barrera de permeabilidad selectiva que controla la entrada y salida de sustancias en la célula. En procariotas, además, es el lugar donde se sintetiza el ATP.

Región hidrofílica

Región hidrofílica

Región hidrofóbica

Fosfolípidos

Proteínas

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Envolturas celularesPared celular: Capa rígida exterior que evita que la célula estalle (lisis) por la alta presión osmótica del citoplasma. Responsable de la forma de la célula.El componente fundamental es el peptidoglicano o mureína (un derivado de polisacáridos y aminoácidos) típico de las bacterias.La pared le confiere a las células propiedades importantes (forma, resistencia en todo tipo de ambientes, toxicidad).

Existen dos tipos de paredes celulares, en función de su estructura y de su comportamiento ante la tinción de Gram: Pared gram-positiva (se tiñe de púrpura) y pared gram-negativa (se tiñe de rojo).

http://es.wikipedia.org/wiki/Tinci%C3%B3n_de_Gram

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http://www.sciencephoto.com/media/133827/enlarge

Pared gram-positivaPared gram-negativa

Membrana plasmática

Membrana externa (causa de una mayor toxicidad y patogenicidad)

Capa de peptidoglicano (mureína)

Más sencilla, pero más gruesaMás compleja, pero más fina

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¿Qué es la tinción de Gram?Las bacterias se pueden clasificar según sean gram-positivas o gram-negativas. Se refiere a su capacidad de mantenerse teñidas de púrpura y se utiliza en los cultivos celulares para identificar bacterias que causan enfermedades.

http://www.microbelibrary.org/images/keen/gramstainkeen.htm

http://learndat.tech.msu.edu/sites/default/files/showcase/Gram_stain/gramstain.html

http://pathmicro.med.sc.edu/fox/gram-st.jpg

Fijación

Violeta cristal

Lugol

Decoloración

Tinción de contraste con safranina

Gram positiva Gram negativa

Page 10: Celulas procariotas

Otras envolturas celularesCápsula o glicocálix:En algunas bacterias. Capa más externa de polisacáridos y proteínas que le confieren protección, adherencia y resistencia. Permite la formación de biopelículas, comunidades de organismos que se desarrollan en ecosistemas naturales y en procesos de infección.

Cápsula Glicocálix Biofilm

http://goo.gl/WZjkwhttp://es.wikipedia.org/wiki/Biopel%C3%ADcula

Biopelícula de Staphylococcus aureus

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Nucleoide (o cromosoma bacteriano): molécula circular de ADN algo compactada. Sin envoltura nuclear, disperso por el citoplasma.

Plásmidos: pequeñas moléculas circulares de ADN con pocos genes (se pueden transferir de unas bacterias a otras). Los genes que se encuentran en los plásmidos confieren importantes propiedades a la bacteria (capacidad de conjugación, producción y resistencia a antibióticos, producción de toxinas)

http://goo.gl/NuU5i

Material genético

http://goo.gl/sfDq8

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ADN bacteriano (1,5mm de longitud)expulsado al romperse la pared de E. coli (3μm)

http://www.sciencephoto.com/media/209576/view

Plásmidos extraídos de E. coli

http://www.sciencephoto.com/media/209825/view

Membrana plasmática Pared celular

Septo

Nucleoide (ADN)

Bacteria dividiéndose mostrando los dos nucleoides y el septo de separación transversal (TEM)

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Ribosomas:Pequeños gránulos donde se sintetizan las proteínas. Formados por dos subunidades (grande y pequeña) hechas de ARNr (ARN ribosómico) y proteínas. Son ligeramente menores que los de las células eucariotas. El tamaño se mide en svedbergs (s), proporcional al tiempo de sedimentación en una ultracentrífuga. Los ribosomas bacterianos son 70s, mientras que los eucarióticos son 80s

Ribosoma completo70 s

Subunidad grande 50 s

Subunidad pequeña 30 s

Citoplasma y estructuras citoplasmáticas

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Apéndices bacterianos:Flagelos

Flagelos, pelos y fimbrias en E. coli: http://www.sciencephoto.com/media/12641/view

Apéndices escasos y largos (15-20 μm). Sirven para nadar y desplazarse. Es una estructura formada por un filamento hueco, un codo y un cuerpo basal, compuesta por unas 20 proteínas diferentes.

Disposición de los flagelos y estructura: http://goo.gl/bNgfO Desplazamiento de bacterias: http://goo.gl/ibRQq

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Apéndices bacterianos:

Pelos y fimbriasApéndices más cortos que los flagelos. No sirven desplazarse. Las fimbrias, muy numerosas, permiten a la célula adherirse sobre superficies. Los pelos (pilus en singular y pili en plural) son más largos que las fimbrias y menos numerosos; se utilizan en la conjugación bacteriana, para intercambio de plásmidos y fragmentos de cromosoma entre una célula y otra.

Fimbrias: http://www.sciencephoto.com/media/12630/view

Pelo bacteriano uniendo dos células en conjugación

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Otras estructuras de la célula procariotaGránulos e inclusiones:Con sustancias de reserva (para obtener energía y acumular nutrientes), o gas (para flotar en cianobacterias), o endosporas (estructuras muy resistentes al calor y a condiciones adversas).

http://goo.gl/KgwxHCianobacterias y vesículas de gas

Inclusiones de reservaEndosporas

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Otras estructuras de la célula procariota

Journal of Applied Microbiology

El caso del mesosoma. Detectado como pliegue interno o invaginación de la membrana plasmática; se le asignó un papel:-en la formación del tabique de separación al final de la división celular.- como punto de anclaje del nucleoide durante la replicación del ADN.

Hoy se sabe que se trata de una artefacto creado en el proceso de preparación y fijación para la microscopía electrónica.

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Representación incorrecta de una célula procariota: 1 Cápsula, 2 Pared celular, 3 Membrana plasmática, 4 Citoplasma, 5 Ribosoma, 6 Mesosoma (no existe en la célula viva), 7 Nucleoide (ADN), 8 Flagelo.

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¿Cuáles son las funciones de estas partes de la célula procariota?Recuerda que estas partes de la célula no están delimitadas por membranas como en las células eucariotas, por lo que no podemos llamarlas orgánulos.

Membrana plasmática

Pared celular

Pili

nucleoide

citoplasma

flagelo

Ribosomas

a) Movimiento

b) Síntesis de proteínas

c) Adhesión, transferencia de ADNd) Capa protectora, puede ser Gram-positiva o gram-negativae) Contiene enzimas para el metabolismo

f) Región que contiene ADN circular

g) Controla la entrada y salida de sustancias

nucleoide

Membrana plasmática

Pared celular

Pili

Ribosomas

citoplasma

flagelo

Page 20: Celulas procariotas

¿Qué estructuras puedes identificar en esta micrografía electrónica¿Qué estructuras puedes identificar en esta micrografía electrónica?

pili

nucleoide

ribosomas

Membrana plasmática

Pared celular

(a) Una bacteria típica con

forma de bacilo

(a) Una sección fina de Bacillus coagulans (TEM)

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Los procariotas se reproducen por división o fisión binaria (mucho más simple que la mitosis en eucariotas)

La bacteria tiene ADN circular

La célula crece y el anillo de ADN se replica semiconservativamente

Los anillos de ADN son llevados a lados opuestos para la división celular

Las nuevas células se denominan células hijas. Son clones debido a que contienen

idénticos juegos de ADN

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http://www.umd.umich.edu/casl/natsci/microbio/Micro385/animations/PopGrowth.swf

El crecimiento de la población por fisión binaria será exponencial ( la tasa de crecimiento aumenta a medida que pasa el tiempo), hasta que los recursos (nutricionales y espaciales) disminuyan o se agoten.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Curva_de_crecimiento.png

Fases del crecimiento bacteriano

Colonias de Staphylococcus aureus cultivadas en placa

de Petrihttp://www.sciencephoto.com/media/297098/view