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ProcariotasStephen Taylor
i-Biology.netTraducido con permiso por Aureliano FernandezPresentación tomada solo con fines didácticos
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)
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
Estructuras de la célula procariota
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_procariota
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
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
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
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
¿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
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
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
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)
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
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
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
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
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.
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.
¿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
¿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)
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
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