Estructura y Clasificación Bacteriana // Antecedentes históricos // Genética y Metabolismo Bacteriano.
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Incluye Antecedentes históricos, Genética y Metabolismo Bacteriano (Generalidades). Describe forma y clasificación; y la función de cada una de sus estructuras.
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- 1. ESTRUCTURA Y CLASIFICACIÓN DE LAS BACTERIAS MUÑOZ AHUATZIN NOE FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD, LICENCIATURA EN MÉDICO CIRUJANO. MICROBIOLOGÍA I DR. ATENÓGENES MENESES CÓRDOVA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TLAXCALA 3A
- 2. INTRODUCCIÓN La Bacteriología es una disciplina de la Microbiología, es la ciencia que estudia las características morfológicas y fisiológicas de las bacterias. El origen etimológico del término es latín en el que “Bacterios” quiere decir -Animales Pequeños- y “Logos” es –Estudio o tratado-.
- 3. 4.1 ANTESCEDENTES HISTÓRICOS DE LA BACTERIOLOGÍA Anthon Van Leeuwenhoek en 1683, observó las primeras bacterias en una gota de agua de estanque, las nombro como ‘animalículos’. Pero fue hasta 1828 cuando Christian Gottfried Ehrenberg introduce el término de ‘bacteria’.
- 4. LOUIS PASTEUR DESCUBRE EL ORIGEN BACTERIANO DEL CÓLERA EN POLLOS. 1861 ROBERT KOCH DISEÑÓ UN PROCEDIMIENTO DE INOCULACIÓN DE BACTERIAS PARA CULTIVARLAS Y ESTUDIARLAS. 1875 JULIUS RICHARD PETRI CONSTRUYO LA CAJA PETRI 1877
- 5. 1870 •Ernest Heackel •Crea el taxón ‘Monera’ para las bacterias 1879 •Louis Pasteur •Desarrollo la vacuna antirrábica, descubrió que los animales inoculados con estas bacterias debilitadas eran resistentes a la infección. 1885 •Christian Gram •Desarrollo su método de tinción de bacterias, Gram + y Gram - 1910 •Paul Ehrlich •Desarrolló el primer antibiótico, Esto por medio de unos colorantes capaces de teñir y matar selectivamente a las espiroquetas de la especie Treponema pallidum, la bacteria causante de la sífilis. 1968 •Las bacterias fueron oficialmente catalogadas como Procariontas, debido a su ausencia de nuvleo, juntos con las algas azul verdosas y las arqueobacterias por Murray, Stanier y Van Niel.
- 6. 4.2 FORMAS DE LAS BACTERIAS Las múltiples formas bacterianas pueden estar determinadas por distintos factores, siendo la rigidez de la pared celular, la más importante de ellas. Por lo general, las bacterias presentan 4 formas básicas: las bacterias esféricas se denominarán COCOS, las alargadas serán BACILOS, las que tienen forma de espiral serán los ESPIRILOS y las curvadas, VIBRIOS.
- 7. COCOS Pueden presentar y tomar diversas formas, gracias a dos factores importantes como la tendencia de las células a mantenerse unidas, una vez sucedida la división y el plano de división celular. El tamaño de los cocos oscila entre los 0,8 a 1,0 m. Estas bacterias presentan formas casi esféricas y sus agrupaciones son homogéneas
- 8. Los cocos formas pueden agruparse en pares y se llama diplococos, pueden conglomerarse en cuatro y se denomina tétradas; dos tétradas pueden permanecer unidas y se les conoce como sarcinas; también pueden formar cadenas y se llama estreptococos, y finalmente, pueden permanecer en forma de racimo y se les denomina estafilococos.
- 9. BACILOS Estas bacterias forman agrupaciones bastante heterogéneas por su variedad de subtipos morfológicos. Tienen forma de bastón y pueden ser cilíndricos. BASTÓN Largo Corto Pequeño Delgado Pueden presentar variaciones en sus extremos pudiendo ser: Rectos Afilados Redondeados
- 10. Los bacilos cuando permanecen dos bacilos se les conoce como diplobacilos. En caso de estar unidos tres o mas se les denomina estreptobacilos, y pueden formar empalizadas, pueden llegar a parecer letras chinas. En los bacilos el eje de división es perpendicular al eje de la bacteria.
- 11. Dentro de este tipo de bacterias Aquellas que en su forma presentan una o más curvaturas Algunas pueden presentar forma de hélices. ESPIRILOS
- 12. 4.3 ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE SUS COMPONENTES CELULARES
- 13. Las bacterias son consideradas dentro del reino PROCARIOTA ya que poseen no poseen una membrana nuclear que proteja el material genético, no tienen nucléolo y no tienen organelos diferenciados como el aparato de Golgi, la mitocondria, etc. Las bacterias miden de 1 a 6 micras en promedio, pueden llegar a medir de 40 a 50 micras a menos de una micra. El genoma de estos de estos organismos esta formado por ADN de doble cadena conformado de forma circular sin extremos, asentado en proteínas del citoplasma. La reproducción de hace de forma directa, duplicando su número en cada generación.
- 14. CÁPSULA Estructura formada por el acumulo de sustancias excretadas por el metabolismo de la bacteria y por la interacción con el hospedero. La capsula es construida por polisacáridos y polipéptido (glucosa y glucosamina) ; protege y participa en la adhesión, evita la desecación y forma el glucocalix.
- 15. • Es el estrato rígido que le confiere la forma de la bacteria. Protege contra efectos mecánicos Pared bacteriana • Son dos capas de lipoproteínas, es la barrera osmótica de la célula Membrana citoplasmica •Espacio entre la membrana citoplasmica y la membrana externa, se localiza las enzimas hidroliticas para romper moléculas grandes mediante las permeasas y las lipoproteínas, Espacio periplasmico
- 17. Mesosomas Mesosomas Septales Mesosomas Laterales Son repliegues de la membrana ML: Participan en la secreción de proteínas MS: Participan en la formación del tabique Estos dos están asociados con la replicación del crosoma y los quimiorreceptores de membrana
- 18. INCLUSIONES.- Son estructuras de almacenamiento de energía. VACUOLAS.- Guardan materiales gaseosos RIBOSOMAS.- Organelos donde se lleva a cabo la síntesis proteica, con función del ARN ribosomal
- 19. MONÓTRICAS: Un solo flagelo LOFÓTRICAS: Un mechón de flagelos ANFÍTRICAS: Un mechón de flagelos en cada polo PERÍTRICAS: Flagelos alrededor ÁTRICAS: No tiene flagelos Flagelos Son filamentos muy largos formados por flagelina, se originan en cuerpo basal
- 21. FIMBRIA O PILIS Estructura que realiza la adherencia; pili son los puentes para la conjugación. Son adhesinas. CITOPLASMA Material proteicos contenido por la membrana citoplasmica
- 22. Plásmidos • Cadenas dobles de ADN en forma circular. Son susceptibles de transferirse a otras bacterias transmitiendo las características biológicas que contienen
- 23. Las bacterias se clasifican bajo diversos criterios: Por su forma Agrupamiento Por su afinidad tintorial Por su forma de respiración Por sus características metabólicas Por análisis antigénico Por susceptibilidad a bacteriografos Por análisis del ADN Por grado de hibridación 4.4 CLASIFICACIÓN BACTERIANA
- 24. Por su Morfología Cocos Bacilos Espirilos Vibrios
- 25. Por su agrupación DIPLOCOCOS TRETADAS SARCINAS ESTAFILOCOCOS COCOS BACILOS Empalizadas Diplobacilos Estreptobacilos
- 26. Por afinidad Tintorial Gram + Gram - Acido- Alcohol resistentes NO Acido- Alcohol resistentes Tinción de Gram Ziehl- Neelsen
- 27. POR SU RESPIRACIÓN Aerobias estrictas Anaerobias estrictas Aerobias y anaerobias facultativas Microaerofilicas POR SUSEROLOGÌA Serotipo Numérico Serotipo Alfabético POR SUS RELACIONES INTERESPECIFICAS Parásitos Comensalismo
- 28. 4.5 Genética Bacteriana Las bacterias poseen un genotipo que por herencia y un fenotipo que depende de las circunstancias que les rodean. Las bacterias sufren variaciones en sus caracteres. Fenotípicas o adaptaciones y genotípicas ( mutaciones,fenómenos de transferencia, elementos transponibles, integrones).
- 29. Variaciones fenotípicas o adaptaciones Se producen por la presión ambiental sobre las bacterias, pero no afecta al genoma. Son de alta frecuencia. Afectan a toda la población bacteriana sometida a la modificación ambietal. Son reversibles ; cuando cesa la causa,retornan al estado primitivo. No son hereditarias, porque no se modifica el ADN.
- 30. Tipo s Morfológicas: Bacilos cortos y móviles se convierten en bacilos largos e inmóviles debido al agotamiento de nutrientes). Enzimáticas: algunas bacterias producen enzimas en presencia de determinados sustratos, por ejmplo, penicinilasa en presencia de penicilina. Patogénicas: Bacterias que producen toxinas según el ambiente en el que crecen.así Corynebacterium sólo lo hace si dispone de hierro en el medio.. Sensibilidad a antibióticos. hay bacterias que son sensibles en determinadas condiciones pero no lo serán en otras
- 31. Genotipo bacteriano, Variaciones genéticas. El material genético bacteriano está formado por ADN. Este ADN conforma el genoma bacteriano, pero también posee plásmidos, transposones e integrones. Las dos funciones del material genético son replicación (duplicar su material genético para posterior herencia a su progenie) y expresión ( determina las características observables, el fenotipo). Poseen ARN de tranferencia y ribosomal también.
- 32. Características del genoma bacteriano El cromosoma es cientos de veces más largo que el diámetro de la célula, se acomoda al citoplasma por el "superenrollamiento" que sufre. Hay bacterias con ADN lineal y bacterias con ADN lineal y circular La mayoria de las bacterias tienen un solo cromosoma circular con ADN de doble cadena. El tamaño del genoma bacteriano es variable.
- 33. Expresión del material genético: Transcripción Síntesis de ARN a partir de información del ADN. Una hebra de ADN sirve como molde para la síntesis de ARN. Los nucleótidos que conforman el ADN están distribuidos en CODONES Para iniciar la transcripción , debe de unirse la RNA polimerasa a la región promotora Cada codón determina un aminoácido y la secuencia dentro de la proteína que se va a traducir. Los genes pueden estar organizados de varias maneras Operones: grupos de uno o más genes estructurales). Islas de patogenicidad: agrupación de genes de virulencia. Traducción Síntesis de proteínas a partir de ARNm que transporta la información codificada en genes.
- 34. Elementos extracromosómicos: Plásmidos * Son unidades de información que codifican información no esencial para la viabilidad de la bacteria y que se replica de forma independiente del cromosoma. * Algunos determinan resistencia antibiótica Bacterifagos *Elementos que pueden invadir bacterias y llevar material genético exatrcromosómico. Transposones Son secuencias de ADN que llevan información para una transposasa y en los extremos secuencias repetidas y en medio de esta secuencia puede encontrarse la inserción de genes de virulencia ,como toxinas o genes de resistencia a antibióticos.
- 35. Intercambio y variabilidad genética: Mutación Cambio transmisible en el genoma bacteriano, que es transmisible Estas mutaciones pueden ser puntuales y suficientes para dar lugar. Pueden ser mutaciones de Segmentos del DNA sustituciones de nucleótidos y microinserciones, o por el contrario provocar alteraciones en regiones más grandes. Transferencia de genes Movimiento de material genético entre bacterias. Transmisión vertical: Una bacteria transmite sus información genética a través de la división celular. Transmisión horizontal: Transmisión de material genético de una bacteria a otra. La variabilidad genética es interesante desde el punto de vista de que muchas de estos cambios genéticos aportan resistencia a estas bacterias a ciertos medios, antibióticos.
- 36. TRANSFORMACIÓN Las bacterias se transmiten material genético a través de DNA libre en el medio La bacteria receptora tiene mecanismos para captar el DNA a través de sus envolturas externas e introducirlo en su cromosoma. Los genes intracrosomales se recombinan dando lugar a genes mosaico.
- 38. TRANSDUCCIÓN Transferencia de información genética de una célula a otra a través de un virus. Estos virus se denominan bacteriófagos o fagos. Penetran las membranas y la pared celular de la bacteria para inyectarle su material genético. Durante la replicación del fago, éste puede llevarse material genético de la bacteria huésped, tanto plásmidos como material cromosómico. Luego salen de la bacteria, e infectan a otras, a las cuales les transmite e integran el DNA que llevan.
- 39. Resistencia a antibióticos Las mutaciones espontáneas y mecanismos de intercambio genético (conjugación y transducción) son responsables de la multirresistencia a los antibioticos entre otros.
- 40. 4.6 Metabolismo Bacteriano – Anabolismo: Síntesis o bioformación de moléculas con requerimiento energía. – Catabolismo: Transformación de moléculas orgánicas o biomoléculas y almacenamiento de energía en forma de ATP. Conjunto de procesos por los cuales un microorganismo obtiene la energía y los nutrientes que necesita para vivir y reproducirse • Los procesos básicos de transformaciones químicas en las células:
- 41. Particularidades del metabolismo bacteriano El metabolismo de la bacteria está adaptado para el crecimiento veloz y transcurre entre 10 y 100 veces más rápido que en las células humanas La bacteria tiene mayor versatilidad en cuanto al tipo de nutrientes que puede utilizar para obtener energía La bacteria tiene una mayor versatilidad en la utilización de oxidantes y no están limitadas al sólo uso del O2 Existe una gran diversidad de requerimientos nutricionales entre las bacterias debido a que ellas no poseen todos los caminos biosintéticos
- 42. Tipos de metabolismo Autótrofo. El carbono se obtiene del dióxido de carbono (CO2). Heterótrofo. El carbono se obtiene compuestos orgánicos (glucosa, por ejemplo). Los distintos tipos de metabolismo microbiano se pueden clasificar según tres criterios distintos: 1.Según la forma en la que el organismo obtiene el carbono para construcción de la masa celular:
- 43. 2.- Según la forma en la que el organismo obtiene los equivalentes reductores para la conservación de la energía o en las reacciones biosintéticas: Litotrofo. Los equivalentes reductores se obtienen de compuestos inorgánicos. Organotrofo. Los equivalentes reductores se obtienen de compuestos orgánicos.
- 44. 3.- Según la forma en la que el organismo obtiene la energía para vivir y crecer: Quimiotrofo. La energía se obtiene de compuestos químicos externos. Fototrofo. La energía se obtiene de la luz
- 45. Fermentación Una vez que la glucosa ha sido degradada a ácido pirúvico, éste compuesto puede experimentar una degradación completa durante la respiración, se puede convertir en un producto orgánico durante la fermentación.
- 46. La fermentación se puede definir como un proceso que 1- Libera energía a partir de azúcares u otras moléculas orgánicas como aminoácidos, ácidos orgánicos, purinas, pirimidinas. 2- No necesita oxígeno pero a veces puede ocurrir en su presencia 3- No necesita recurrir al Ciclo de Krebs ni a una cadena de transporte electrónico 4- Utiliza una molécula orgánica como aceptor final de los electrones 5- Sólo produce pequeñas cantidades de ATP.
- 47. Flora Bacteriana Se conoce como flora bacteriana al conjunto de microorganismos que conviven en nuestro organismo sin causarnos enfermedad. La flora bacteriana generalmente se asocia a aquella ubicada en el tracto gastrointestinal, pero en realidad también habita otros órganos y sistemas, como la piel, las vías respiratorias, la vagina y el oído.
- 48. La función de la flora bacteriana Defender la zona del colon del asentamiento de especies patógenas de bacterias. Descomponer los residuos alimenticios que aun no han sido digeridos completamente. Producir algunas vitaminas como B2, B6, B12 y K. Mantener el ambiente óptimo para el buen funcionamiento del sistema inmunitario intestinal. Controlar el colesterol de la zona.
- 49. BIBLIOGRAFÍA Romero Cabello Raúl, Microbiología y Parasitología Humana: Bases etiológicas de las enfermedades infecciosas y parasitarias, 3°edición, Editorial Médica Panamericana, 2008.