Unidad II Flashcards
Glucocalix es
Cubierta externa secretada por bacterias. La capa viscosa y pegajosa compuesta por polisacáridos y polipéptidos.
Tipos de glucocalix
Cápsulas y capas mucilaginosas
Las cápsulas están compuestas por
Polisacáridos o polipéptidos
Las cápsulas son estructuras
Rígidas, molecularmente son estructuras ordenadas que están estrechamente asociadas a la célula y no se lavan fácilmente.
Las capas mucilaginosas están compuestas por
Polisacáridos
Las capas mucilaginosas son estructuras
Son flexibles y periféricas, se lavan fácilmente.
Qué es un antígeno
Un cuerpo extraño dentro del sistema.
Cápsulas polisacarídicas está compuesta por
Levanos (polímeros de fructuosa unidos por enlaces ² 1-6), Dextranos, Celulosa, Alginatos (ácido manurónico y glucorónico)
Las cápsulas polipeptídicas se constituyen por
Antígeno capsular K, La estructura es a base de una matriz hidratada
Antígeno capsular K
Sistema inmune crea proteínas componentes de anticuerpos que reaccionan con sensibilidad a su presencia
Las cápsulas polipeptídicas se encuentran en
Bacillus
Tipo de cápsula de las Psudomonas aeruginosa
Polisacarídicas de ácido manurónico
Tipo de cápsula de Streptococcus mutans
Polisacarídicas de dextrana (glucosa)
Tipo de cápsula de Streptococcus pyogenes
Polisacarídicas (Ácido hialurónico), Compuesta por N-acetil glucosamina (NAG) y ácido glucorónico
Tipo de cápsula de Bascillus anthracis
Polipeptídica compuesta de D-glutámico (ácido poliglutámico)
Ejemplos de bacterias capsuladas
- Streptococcus pneumoniae, - Escherichia coli (subespecies patógenas), - Bacillus anthracis, - Rhizobium sp., - Klebsiella sp., - Staphylococcus aureus, - Haemophilus influenzae, - Acinetobacter sp., - Azotobacter sp.
Bacteria del pulque
Leuconostoc sp.
Levadura capsulada
Sacharomyce cerevisiae
Funciones de la cápsula
- Mejora la difusión de nutrientes - Protección contra la deshidratación - Protección contra la fagocitosis - Protección contra bacteriofagos - Protección contra agentes antibacterianos - Adhesión a sustratos
Papel de la cápsula en la adhesión a sustratos inertes
Favorece la información de micro colonias de la misma especie y consorcios de diferentes especies, tiene ventajas metabólicas (quimiolitrotofos).
Consecuencia económica en la adhesión a sustratos inertes
- Corrosión de cañerías - Formación de placa dental y caries - Formación de bio películas en catéteres y prótesis
Papel de la cápsula en la adhesión a sustratos vivos
Actúan como adhesinas. Efecto benéficos: colonización de flora autóctona en intestino de mamíferos. Sistemas patológicos: factor de virulencia, a veces sirve para escapar del sistema inmune y colonizar tejidos
Proceso de fagocitosis
- Quimiotaxis: reconocimiento - Adherencia: Adherencia a la pared del patógenos - Ingestión: el fagocito engulle al patógeno formando una vesícula (fagosoma) - Digestión: Destrucción del patógeno - Excreción: residuos no digeridos se eliminan por exocitosis.
Microscopía óptica para el estudio de cápsulas
- Tinción negativa (nigrosina (aceite), tinta china): aparecen transparentes sobre fondo oscuro. Es una tinción del fondo dónde se aprovecha la hidrosolubilidad.
Microscopía electrónica para el estudio de cápsulas
Estabilizando la estructura y tiñiendo con rojo de rutenio ú otra ferritina catiónica.
¿Qué es la capa S?
Capa superficial paracristalina
¿Qué tipo de bacterias tienen la capa S?
- Gram-positivas envuelve a la pared celular a base de un ensamblaje regular (simetría binaria, cuadrangular o hexagonal) de unidades idénticas de proteínas o glucoproteínas
Capa S en eubacterias
- Tamiz protector frente a antígenos antibacterianos - Protección ante fluctuaciones iónicas, de pH, de presión osmótica, etc. - En patógenas: protección frente a la fagocitosis
Capa S en Archeas
Función de pared celular: forma y rigidez
¿Qué es la pared celular bacteriana?
Estructura compleja, semirrígida, responsable de la forma de la bacteria. Al rodear la frágil membrana citoplasmática protege el interior celular de los cambios en el medio ambiente.
Principal función de la pared celular
Prevenir la ruptura de las células: presión osmótica interna es mayor a la del exterior, ocurre en medios hipotónicos.
Funciones de la pared celular
- Anclaje a los flagelos y distintos sistemas enzimáticos y receptores localizados - Interacción con el ambiente determina la supervivencia - Definición de forma: coco, bacilo, espirilo y espiroqueta.
Agrupaciones de los cocos
- Agrupación característica debido a la posición de sus planos de división Cocos Diplococos (|) Estreptococos Tetradas (+) Sarcinas Staphylococcus
Agrupaciones de Bacilos
- Semejantes a los cocos Bacilo corto Estreptobacilo Geométrico, letras chinas y empalizada
Espirales
- Variación en número de curvaturas, de forma general son espirilos. Menos de una vuelta completa: vibriones. 1 vuelta completa: espirilos
Próstecas
Proyección de citoplasma rodeado de pared celular - Rhodomicrobium sp. - Asticcacaulis biprosthecum - Chlofoflexus aurantiacus - Stella sp.
Mixobacterias
Diferenciación celular ya que son las más grandes (150 micras)
Formación de la pared celular
Péptidoglucano (mureína)
El péptidoglucano consiste
Unidades de un disacárido unido por polipéptidos formando una red que rodea y protege
Peptidoglicano compuesto por
- N-acetilglucosamina (NAG): glucosa + N-acetilo - Ácido N-acetilmuránico (NAM): glucosa + N-acetilo + ácido carboxipropiónico
Uniones de los carbohidratos
Unión glucosídica ² (1 a 4) formando una cadena de 10 a 65, constituyendo la porción glucosídica
Aminoácidos unidos al NAM
D-Alanina L-Alanina Ácido D-glutámico D-Lisina o Ácido Diaminopimélico [DAP] ( No encontrado en Archeas ni en eucariontes)
Tinción Gram
Diferencias químicas estructurales entre grupos bacterianos
Proceso de la tinción gram
- Tinción del frotis (fijado con calor) con cristal violeta (1 min). Toda célula de color azul-violeta. 2. Añadir solución lugol (KI/I2) (3 min). Células del mismo color azul-violeta. 3. Decolorar (20 s) con solución alcohol - acetona gota a gota. Gram positivas (deshidratación) de color azul-violeta, mientras que Gram negativas se decoloran (mayor ácidos grasos) 4. [Carl Weigert] Tinción de contraste con safanina (1 -2 min). G+ se ven de azul-violeta y G- rosas o rojas.
Enlace en G+
Enlace establecido como puente interpeptídico por aminoácidos
Pared celular en G+
- Polisacáridos ácidos: ácidos teicóicos (glicerolfosfato o ribitol fosfato)
Cuando el glicerol de las G+ se unen a lípidos
Forman ácidos lipoteicóicos
Pared celular de Bacillus
Tienen ácidos teicurónicos al crecer en medios con bajas concentraciones de fosfatos
¿Qué significa CGW?
Glicopolímeros los cuáles fortalecen la pared celular
Funciones de CGW
- Estructura y protección - Adhesión - Inmunogenicidad
Las G+ son sensibles a
Penicilina, enzima lisozima y derivados debido a que son constituidas por una capa gruesa
La penicilina
Inhibe la transpeptidación entre los péptidos que unen a NAM - NAG
Antimicrobianos que inhiben la síntesis del Péptido glucano
- Fosfomicina - Cicloserina - Tunicamicina - Vancomicina y ristocetina - Bacitracina - Penicilina y cefalosporinas
Fosfomicina
Análogo estructural de PEP Inactivación de enzima fosfoenolpiruvatodeshidrogenasa desarticulado la unión UDP-NAG con PEP
Cicloserina
Análogo estructural de D-Alanina. Inhibe actuación de isomerasa que convierte L-ala en D-ala y en la unión de dos D-ala
Tunicamina
Inhibe la translocasa que cede NAM-UDP y lo pasa al bactoprenol el NAM
Vancomicina y ristocetina
Inhiben segunda transglucasidación, unión de unidades disacarídicas del PG
Bacitracina
Unión a undadecaprenol pirofosfato (bactiprenol) bloqueando desfosforilación e impidiendo la activación.
Penicilina y cefalosporinas
Derivados de β-lactámicos Inhiben la reacción de entrecruzamiento por transpeptidación
Pared celular en G-
- Dos áreas separadas y una membrana extracelular adicional - Espacio periplásmico - Capa delgada de péptidoglucano
Espacio periplásmico
Contiene proteínas: enzimas hidrolíticas, proteínas de unión y quimioreceptores
Enzimas hidrolíticas
- Fosfatasas: degradantes - Proteasas: degradan proteínas y péptidos - Endonucleasas: degradan ácidos nucleicos
Proteínas de unión
Carbohidratos, aminoácidos, iones y vitaminas - Proteínas de acoplamiento para el transporte a través de la membrana
Quimioreceptores
Proteínas de quimiotaxis - Percepción al medio ambiente y respuesta a un estímulo
Enzimas desintoxicantes
β-lactamasas - Degradantes de β-láctamicos
Composición de la membrana externa de G-
- Fosfolípidos - Lipopolisacárido (LPS) - Lipoproteínas - Porinas - Receptores - MDO: osmoregulador
Lípido A
Endotoxina: Formada por ácidos grasos de 5 a 7 o 10, 12 y 14 cadenas de carbonos, unidos por un enlace amino éster a una glucosamina fosforilada.
LPS en enterobacterias
Hexosas, aunque también con 5 o 7 cadenas de anillos. - Las variaciones representan ventajas en bacterias patógenas como Salmonella, ya que aumenta la resistencia al sistema inmune.
Lípido A suele ser
tóxica
LPS se cita como
Endotoxina
Serotipo
Clasificación antigénica, diferenciados por los polisacáridos
LPS libre en solución puede ocasionar
- Cambios en glóbulos rojos - Coagulación intravascular diseminada - Colapso vascular y eventualmente un shock - Inducción de fiebre, pirogénica - A altas concentraciones suele ser fatal
Antígeno O Específico
Enterobacterias - Constituido por polisacáridos: galactosa, glucosa, rhamnosa, abecuosa, manosa, colitosa y paratosa. Salmonella - 2500 serotipos E. coli - 180 serotipos por variabilidad química
Porinas [G-]
- Mayor permeabilidad - Canales de entrada y salida de sustancias hidrofilicas
Porinas constan de
3 subunidades idénticas de proteínas transmembranales asociadas que forman canales de 1 nm
Porinas inespecíficas
Canales rellenos de agua
Porinas específicas
Sitios de unión para una o más sustancias.
¿Cómo se difunden los azúcares y alcoholes en bacterias gram negativas?
A través de uniones específicas LamB y PiuD en el periplasma y son secuestrados por proteínas de porina superespecífica.
¿Qué función tienen las porinas no específicas y los canales iónicos en las bacterias gram negativas?
Permiten la movilidad de iones dentro y fuera de la célula.
¿Cómo se importan los sideróforos cargados de hierro en las bacterias gram negativas?
Mediante receptores de membrana externa y un transportador ABC.
¿Qué papel juegan los barriles beta de membrana externa en las bacterias gram negativas?
Tienen funciones como el anclaje al peptidoglicano y la adhesión a células huésped.
¿Qué necesitan los sideróforos cargados de hierro para importarse en las bacterias gram negativas?
Requieren energía para activar la permeación de la membrana externa.
¿Qué función tiene OmpA en las bacterias gram negativas?
Ancla la membrana externa al peptidoglicano.
¿Qué papel desempeña OpaC en las bacterias gram negativas?
Se adhiere a las células huésped y se une a lectina en la superficie de las células epiteliales.
¿Qué función cumplen los canales como GlpF en las bacterias gram negativas?
Participan en el transporte de azúcares y alcoholes al citoplasma.
¿Qué función tienen los transportadores ABC como MalFGK y PstABC en las bacterias gram negativas?
Recogen compuestos del periplasma y los transportan al citoplasma.
¿Qué papel juegan los receptores de membrana externa como FhuA en el transporte de sustancias?
Importan sideróforos cargados de hierro al interior de la célula.
¿Cómo contribuyen los sistemas exportadores dependientes de energía al funcionamiento de las bacterias gram negativas?
Secretan toxinas y evacuan sustancias tóxicas del periplasma.
¿Cómo transportan las bacterias gram negativas el hierro bajo condiciones aeróbicas?
Presentan proteínas de receptor de superficie de alta afinidad que unen proteínas conteniendo Fe3+, como sideróforos cargados de hierro o hem, y facilitan su translocación al espacio periplásmico.
¿Qué papel juega el complejo Ton en el transporte del hierro?
El complejo Ton (TonB-ExbBD) activa el proceso de translocación del hierro al espacio periplásmico.
¿Cómo aseguran las bacterias el transporte del hierro hacia la célula?
- Utilizan proteínas de unión periplásmica y transportadores ATP que se encuentran en la membrana citoplasmática.
¿Cómo importa Escherichia coli la enterobactina siderófora?
A través del receptor FepA y del sistema FepBCDG.
¿Cómo obtienen las bacterias patógenas el hierro del huésped?
Especies como Neisseria eliminan el hierro férrico de la transferrina y la lactoferrina en la membrana externa y lo transportan a la célula.
Pared celular de Archeas
Pseudopéptidoglucano
¿De qué está formado el pseudopéptidoglucano?
Está formado por subunidades de N-acetil glucosamina y N-acetiltalosaminurónico, con enlaces Beta 1-3.
¿Qué emerge del grupo -NH del NAT en la estructura del pseudopéptidoglucano?
Sale un tetrapéptido con aminoácidos de la serie L.
¿Cómo se entrecruzan las cadenas en el pseudopéptidoglucano?
Se entrecruzan por puentes peptídicos entre aa(4) de una y di-aa(3) de otra.
¿Qué caracteriza a la pared celular en algunas especies de Archaea?
Algunas especies de Archaea carecen de pseudopeptidoglicano y están cubiertas por polisacáridos, glicoproteínas o proteínas.
¿Qué compone la pared celular de las especies de Methanosarcina?
La pared celular de Methanosarcina está compuesta de glucosa, ácido glucurónico, galactosamina y acetato.
¿Qué particularidad tiene la pared celular de Halococcus?
Presenta paredes similares a Methanosarcina pero con una gran abundancia de grupos SO₃²⁻.
¿Cuál es la forma más común de pared en las Archaea y cómo está compuesta?
La forma más común es la capa S paracristalina, compuesta de proteínas o lipoproteínas con simetría hexagonal.
¿Qué funciones tienen las paredes celulares en Archaea y qué resistencias presentan?
Sus funciones son idénticas a las de Eubacterias y son resistentes a penicilina y lisozima.
¿Qué es un protoplasto?
Es una célula que ha perdido totalmente su pared celular.
¿Qué es un esferoplasto?
Es una célula que tiene restos de su pared celular.
¿Qué tipo de bacterias no poseen pared celular?
Los Mycoplasmas (Bacterias) y los Thermoplasmales (Archaea) son ejemplos de microorganismos que naturalmente no tienen pared celular o bien viven en hábitats osmóticamente protegidos.
¿Cómo se caracterizan las colonias de Mycoplasmas?
Tienen una forma característica de “huevo frito”.
¿Cómo se adhieren los Mycoplasmas a las células huésped?
Los Mycoplasmas se adhieren a la membrana citoplasmática de la célula huésped, hidrolizando sus fosfolípidos y causando lisis celular para obtener nutrientes.
¿Qué efecto tienen los Mycoplasmas en los pulmones de rata?
Causan un color púrpura-grisáceo debido a la acumulación de células inflamatorias en las paredes del pulmón y colapso del alvéolo afectado (atelectasis) por Mycoplasmas.
¿Qué son las Formas L naturales?
Son variantes de algunas bacterias que carecen casi totalmente de peptidoglicano y se generan espontáneamente en medios a base de suero.
¿Qué bacteria es un ejemplo de Formas L naturales?
Streptobacillus moniliformis
¿Cómo son las colonias de las Formas L naturales?
Las colonias tienen una forma característica de “huevo frito”.
¿Qué son las Formas L inducidas?
Son variantes de bacterias que se inducen mediante tratamiento con penicilina en medio hipertónico.
¿Cuál es la diferencia entre las Formas L inestables y estables?
Las Formas L inestables revierten al peptidoglicano con un tratamiento breve, mientras que las estables no revierten incluso con tratamiento prolongado.
¿Qué otras sustancias pueden encontrarse en la pared celular de algunas especies de algas?
Además de celulosa y glicoproteínas, algunas especies de algas pueden presentar una pared celular compuesta por dióxido de silicio.
¿Cómo contribuye la pared celular a la vida de las algas?
La pared celular proporciona rigidez a la célula, protege su contenido y actúa como mediadora en todas sus relaciones con el entorno.
¿Qué particularidades tiene la pared celular de las algas pardas?
Las algas pardas tienen una pared celular con dos fracciones
¿Qué es la celulosa y cómo está formada?
La celulosa es un polímero lineal formado por moléculas de glucosa unidas por enlaces β1-4.
¿Cuál es la función principal de la celulosa en las paredes celulares?
La celulosa proporciona resistencia y rigidez, formando microfibras fuertemente empaquetadas.
¿Qué son las hemicelulosas y cuál es su composición?
Las hemicelulosas son polisacáridos compuestos por una gran variedad de pentosas, hexosas y sus correspondientes ácidos urónicos.
¿Cómo se diferencian las hemicelulosas de la celulosa en términos de estructura?
A diferencia de la celulosa, las hemicelulosas tienen estructuras más amorfas y son solubles en soluciones acuosas.
¿Qué papel juegan las hemicelulosas en la pared celular?
Las hemicelulosas actúan como material de relleno y se unen a las fibras de celulosa a través de puentes de hidrógeno, proporcionando flexibilidad.
¿De qué está constituida la pared celular en hongos?
La pared celular en hongos está constituida por quitina, que es un polímero de N-acetil-glucosamina.
¿Qué otros componentes pueden encontrarse en la pared celular de algunos hongos?
Además de quitina, algunas especies de hongos tienen microfibrillas de celulosa y otros polímeros como mananos, galactanos o quitosán.
¿Cuál es la función principal de la pared celular en hongos?
La pared celular proporciona forma y protección a la célula, impidiendo la entrada de sustancias perjudiciales y ayudando a regular la presión osmótica.
¿Qué importancia tienen las glicoproteínas en la pared celular de los hongos?
Las glicoproteínas son importantes para el reconocimiento y cohesión tisular del hongo, y muchas de ellas son dianas para tratamientos antifúngicos debido a que no están presentes en humanos.
¿Qué porcentaje de la pared fúngica de los hongos levaduriformes representan las proteínas?
Las proteínas representan entre el 30 y el 50% del peso seco de la pared fúngica de los hongos levaduriformes.
¿Dónde se encuentra la quitina?
La quitina está presente en el exoesqueleto de arácnidos, crustáceos e insectos.
¿Qué es la quitina?
La quitina es un polímero natural formado por monómeros de D-acetilglucosamina unidos por enlaces β1-4.
¿Cómo se forma el quitosano a partir de la quitina?
El quitosano se obtiene al desacetilar la quitina, transformando la D-acetilglucosamina en D-glucosamina.
¿Cuál es la principal diferencia entre la quitina y el quitosano?
El quitosano contiene mayor cantidad de D-glucosamina que de D-acetilglucosamina debido a su grado de desacetilación, que varía entre un 60 y un 100%.
¿Qué propiedades tiene el quitosano?
El quitosano tiene una ligera carga positiva que le permite interactuar con superficies cargadas negativamente y se utiliza en diversas aplicaciones como fungicida, protector del vino, en la purificación del agua, entre otros.
Los protozoarios tienen pared celular
No poseen pared celular.
¿Qué es la membrana plasmática?
Es una barrera fina que rodea la célula, manteniendo separado el interior del exterior.
¿Cuál es la función principal de la membrana plasmática?
Protege la integridad celular y regula el intercambio de sustancias con el exterior.
¿De qué está compuesta la membrana plasmática?
Está formada por una bicapa de fosfolípidos con proteínas incrustadas.
¿Qué sucede si se rompe la membrana plasmática?
La célula pierde su contenido, lo que lleva a su muerte.
¿Por qué los fosfolípidos se asocian en presencia de agua?
El agua obliga a los fosfolípidos a asociarse para ser más estables.
¿Qué factores influyen en la asociación de los fosfolípidos?
La asociación de los fosfolípidos está influenciada por la temperatura, concentración y su estructura química.
Movimiento de lípidos membranales
- Rotación - Flexión - Bobbing - Flip-flop (muy lento, mediado por flipasas) - Difusión lateral
Movimiento de fosfolípidos
- Depende de la composición química la dinámica (importancia para fluidez), por lo que hay cambios en milisegundos
Tipos de fosfolípidos en la membrana
- Fosfoglicéridos: fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina, fosfatidilnositol - Esfingofosfolípidos: esfingomielina
Lípidos en eucariontes
- Esteroles favorecen la estabilización, pero afectan la flexibilidad - Colesterol
Bacterias que tienen esteroles
Micoplasmas, metanótrofos y oxyfotobacterias
Las bacterias se estabilizan por
Los hepanoides
Lípidos de membrana de archea
Unidos con enlaces éter al glicerol fosfato y algunos tienen una monocapa
Cadenas hidrofóbicas en archeas
Derivados del isopreno
¿Cuál es la unidad básica de la membrana celular?
La unidad básica de la membrana celular está constituida por una bicapa de fosfolípidos con proteínas embebidas.
¿Qué tipos de proteínas se encuentran en la membrana celular?
En la membrana celular se encuentran proteínas integrales o transmembranales que atraviesan las membranas y proteínas periféricas que presentan regiones expuestas solo hacia el exterior celular.
Proteínas de membrana procariotes
Constituyen hasta un 80% el peso de la membrana y una variedad de hasta 200 tipos. Éstas se asocian a las bicapas fosfolipídicas. Asociaciones no covalentes.
Proteínas integrales
- Unión por fuerzas hidrofóbicas
Extracción de proteínas integrales
Uso de detergentes, disolventes, agentes caotrópicos, en concentración alta de hierro, SO4 (2-), cloruro, bromuro, ClO4-, concentraciones de 6-8M de urea y guanidina, pH y temperatura.
Función de membrana
- Permeabilidad selectiva - Barrera osmótica - Anclaje de proteínas - Conservación de energía: fuerza motriz de protones - Fotosíntesis: cianobacterias; pigmentos y enzimas en pliegues llamados tilacoides o cromatóforos
Función de membrana externa en Gram negativas
Carga negativa que tienen receptores para fagos, confiriendo propiedades patógenas. - Mantiene enzimas en periplasma - Estabiliza el apareamiento celular
Transporte exclusivo de bacterias
Translocación de grupo
Permeasas en difusión facilitada
Bactoprenol y porinas
Difusión Simple
- Transporte pasivo - A favor de la gradiente de concentración
Transporte Pasivo Específico - Difusión Facilitada
Proceso donde las permeasas ayudan a transportar moléculas específicas a través de la membrana celular.
Permeasas
Proteínas Transmembranales que facilitan el transporte de moléculas específicas a través de la membrana celular.
Tipos de Transportadores en Procariotes
Uniportadores, Antiportadores, Simportadores
Estructura de los Transportadores
En procariotes, los transportadores transmembranales contienen por lo general 12 alfa hélices alineadas en círculo que se pliegan hacia adelante y atrás formando un canal a través de la membrana.
Uniportador
Transportan una molécula en un solo sentido a través de la membrana
Simportador
Transportan una sustancia junto con otra, frecuentemente un protón
Antiporter
Transportan una sustancia en un sentido mientras que simultáneamente transportan otra en sentido opuesto.
Porinas en difusión facilitada
Proteínas que forman canales hidrofílicos a través de la ME permitiendo la difusión de solutos neutros y cargados.
¿Cómo se conforman las porinas?
Trímeros de subunidades proteicas que contienen barriles beta transmembranales
Porinas E. coli OmpC
Predomina en el intestino a 37°C, protegiendo a la bacteria de sales biliares y permitiendo la entrada de nutrientes.
Porinas E. coli OmpF
Se sintetiza principalmente en agua a temperaturas inferiores, en ambientes de baja osmolaridad
Porinas Ton Dependientes
Proteínas inducibles que se unen a moléculas grandes como la vitamina B12 y complejos quelantes del Fe, facilitando su transporte al periplasma.
Transporte por translocación de grupo
Sustancia transportada químicamente modificada
Ejemplo de transporte por translocación de grupo: glucosa
Fosforilados por el complejo de fosfotransferasa. Enlace de alta energía deriva en fosfoenolpiruvato
Transporte por Sistema ABC (ATP Binding Cassette)
Dependiente de proteínas periplásmicas de unión. G- > espacio periplásmico G+ > ancladas en membrana Transporte de sustrato incluso en concentración baja [10^-6 M]
Transporte de proteínas al exterior
En procariotes la translocación se lleva a cabo por translocasas
Paredes celulares especiales
Bacilos Ácido Alcohol Resistente: micobacterias
Mycobacterium variedades patógenas
- Mycobacterium tuberculosis - M. leprae - M. avium - M. kansassi
Pared celular de micobacterias
- G+ - Polisacáridos (arabinogalactano) unidos al péptidoglucano formando ésteres con ácidos micólicos
Cubierta en pared celular de micobacterias
- Polipéptidos - Hidrofóbica con ácidos micólicos antigénicos formado por lípidos, glucolípidos y péptidoglucolipidos
Tuberculosis (M. tuberculosis)
- Incidencia: Más del 10% de las muertes por enfermedades infecciosas son causadas por M. tuberculosis. - Afectación anual: Aproximadamente 2 millones de personas.
Tuberculosis
Infección Primaria: - Vía de infección: Inhalación de polvo o esputo. - Localización: Establecimiento en los pulmones. - Reacción: Formación de túberculos por hipersensibilidad retardada.
Diagnóstico de tuberculosis
Reacción con tuberculina: Indica una infección previa.
Terapéuticos en Tuberculosis
- Isoniazida: Inhibe la enzima micolato sintasa. - Otros medicamentos: Rifampicina, Etambutol, Estreptomicina.
El esputo es
- Ocasiona una lesión caseosa - Secreción con sangre
Crecimiento en Lowestein-Jenses
Medio de cultivo solidificado con yema de huevo (50%) en una suspensión estéril, siendo fuente de CHONSP
Tinción de Ziehl-Neelsen
- Preparación: Se fija una pequeña cantidad del organismo en una solución salina sobre un portaobjetos. 2. Tinción con Carbol Fucsina y fenol: Se inunda el portaobjetos durante 3 minutos, posteriormente se calienta manteniendo la humedad y se enjuaga suavemente con agua. 3. Decoloración con ácido-alcohol al 3%: Se realiza hasta que parece que se ha eliminado el color (aprox. 2 minutos), y se enjuaga con agua. 4. Contratinción con azul de metileno: Se inunda durante 30 segundos, se enjuaga con agua y se deja secar al aire.
Resultados en tinción de ziehl-neelsen
- Ácido-resistentes: Las células que retienen el colorante tras la decoloración. - No ácido-resistentes: Las células que pierden el colorante tras la decoloración.
Fucsina Fenicada
Solución A: Cristales de fenol 90gr, agua destilada 10 ml. Solución B: Solución A 5 ml, agua 95 ml. Solución C: Clorhidrato de fucsina básica 0.3gr, etanol (95%) 10 ml.
Alcohol Ácido
Composición: HCl 3 ml, Etanol (95%) 97 ml.
Azul de Metileno de Loeffler
Solución A: Azul de metileno 0.3gr, Etanol (95%) 30 ml. Solución B: KOH 0.1 gr, Agua destilada 100 ml. Preparación Mezclar las dos soluciones. El colorante se madura durante varios meses, puede acelerarse el proceso por aeración.
Prueba de Tuberculina
- Administración subcutánea del extracto proteico PPD (TCA) causa una reacción de hipersensibilidad retardada indicando si el paciente a estado en contacto con M. tuberculosis
Micobacterias atípicas: Fotocromógenas
Producen un pigmento amarillo en presencia de luz. Ejemplos: M. kansasii, M. ulcerans, M. marinum.
Micobacterias atípicas: Escotocromógenas
Pigmentación: El pigmento amarillo es también producido en oscuridad. Ejemplo: M. scrofulaceum.
Micobacterias atípicas: No Cromógenas
Pigmentación: No producen pigmentos. Ejemplos: M. avium, M. intracellulare.
Micobacterias atípicas: De Crecimiento Rápido
Característica: Crecen en menos de quince días. Infección: Infectan sobre toda la piel y mucosas. Ejemplos: M. chelonei, M. fortuitum.
Micobacterias atípicas: Signos Clínicos
Variedad: Desde formas pulmonares parecidas a la tuberculosis clásica hasta granulomas cutáneos típicos de áreas limítrofes con lagos en África. Formas Diseminadas: Principalmente en pacientes con SIDA y un conteo de CD4+ menor de 200/mL debido al complejo Mycobacterium-avium (MAC).
Sistemas de Secreción en Bacterias Gram Negativas
Proteólisis, hemólisis, citotoxicidad, fosforilación. Proteínas secretadas: Adhesinas, toxinas, enzimas hidrolíticas.
Mecanismo sec dependiente
Las proteínas a secretarse presentan una secuencia señal o péptido líder en el extremo amino terminal
Mecanismo sec independiente
Los sustratos translocan directamente en citosol hacia el exterior sin que exista un intermediario periplásmico
Mecanismo sec dependiente en E. coli
El sistema Sec exporta proteínas al medio extracelular. por proteínas SecA, SecB, SecD, SecE, SecF, y YajC.
Funciones de proteínas sec dependientes de E. coli
SecA: ATPasa que provee energía para la translocación. SecB: Proteína chaperona. SecD/E/F/G y YajC: Forman el poro de translocación.
Sistema de Secreción Tipo I
Vía de secreción: Sec-independiente, la secreción protéica se da en un solo paso desde el citosol hasta el exterior celular.
Sistema de Secreción Tipo I componentes
OM: Membrana externa. IM: Membrana interna. Channel-tunnel: Canal-túnel. Adaptor protein: Proteína adaptadora. Transporter: Transportador.
Sistema de Secreción Tipo I
Secreción y Sustratos: Señal de secreción: Presentan una señal de secreción en su extremo carboxilo terminal que no es procesada. Subfamilias específicas: Proteasas, lipasas y toxinas. Ejemplo: Alfa hemolisina de E.coli.
Componentes del SS1
Proteína de membrana externa: Forma parte del mecanismo de secreción. Transportador ABC: Implicado en el transporte de sustancias a través de la membrana. Proteína periplasmática (PF): Participa en el proceso de secreción.
Transporte de la alfa hemolisina HlyA
E. coli uropatogénica: Utiliza el SS1 para el transporte de la alfa hemolisina HlyA. TolC: Su excepcional longitud permite formar un conducto de secreción directo hacia el exterior.
Ejemplos de Proteínas Exportadas
- Proteínas patógenas de plantas: Xanthomonas oryzae (RaxA-RaxB-RaxC) Agrobacterium tumefaciens Pseudomonas syringae Ralstonia solanacearum - Proteínas del simbionte de leguminosas: Rhizobium sp. - Biopelícula: Proteínas implicadas en su formación.
¿Qué es el Sistema de Secreción Tipo II?
Es una vía Sec-dependiente que se encarga de la secreción de enzimas hidrolíticas y toxinas.
Proceso de translocación en SSII
Primero, la maquinaria Sec transloca el sustrato con péptido líder a través de la membrana plasmática. En la segunda etapa, la proteína pierde el péptido líder y adquiere su conformación nativa en el periplasma.
¿Dónde se encuentra el Sistema de Secreción Tipo II?
Pseudomonas
Modelo de secreción de la tóxina del cólera
Translocación de Subunidades: Por vía Sec dependiente las subunidades A y B se translocan como precursores monoméricos.
Modelo de secreción de la tóxina del cólera: Ensamblaje en el Periplasma
Subunidades se pliegan y ensamblan en complejo ABC.
Modelo de secreción de la tóxina del cólera: Translocación del Complejo
Complejo AB5 dirigido al pote de T1e para translocación. Regulación: Proteínas GspE, L y M.
Modelo de secreción de la tóxina del cólera: Formación de Pilus
Proteínas Gsp forman pilus. Función: Posible empuje de la toxina a través del porter.
Proteínas formadoras de Pseudopili
Se postula que GspG, H, J y K(G) forman el pseudopili, el cual empuja la proteína hacia el exterior
Ejemplos de proteínas transportadas en SSII en Humanos
- Tóxina cólera - Tóxina termolábil de E. coli ETEC (Enterotoxigénica y enteroagregativa). Causa diarrea infantil y la diarrea del viajero. - Exotoxina de P. aeruginosa
Ejemplos de proteínas transportadas en SSII en Plantas
- Pectinasas y pectato liasas de patógenos: Dickeya dadantii, Erwinia amylovora y Xanthomonas campestris Localizadas en superficie de zanahoria, calabaza y papaya
Sistema de Secreción Tipo III
- Sec independiente - Papel central en patogenicidad de bacterias Gram negativas - Biogénesis flagelar
SSIII en patógenos de humanos
Bordetella, Ralstonia, Rhizobia, Salmonella, Shigella, Xanthomonas, Pseudomonas syringae, Yersinia pestis y Yersinia enterocolitica
Flagelo como el translocón requieren más de 20 proteínas
- Atraviesan ambas membranas. - 11 proteínas en SSIII - 10 compartidas con el flagelo - Varias localizadas en MI relacionadas con el cuerpo basal del flagelo
¿Qué causa la E.coli enteropatógena (EPEC)?
Causa la destrucción localizada de las microvellosidades y la formación de pedestales ricos en actina.
¿Cómo se conoce el proceso que involucra attaching y effacing?
Se conoce como un proceso donde, a través del sistema de secreción tipo III, se inserta el receptor de intimina (Tir) en la membrana de la célula hospedera para iniciar el proceso infeccioso.
¿Qué mecanismos utilizan Shigella y Salmonella para invadir las células epiteliales?
Ambas bacterias utilizan proteínas similares para la invasión, requiriendo GTPasas Rac para la entrada, preferentemente a través de las células M de las placas de Peyer. Shigella necesita del sistema de secreción tipo III para introducir la proteína IpaC, lo que produce picos ricos en actina y rufleado de la membrana conocido como filopodios y laminiopodios.
¿Qué papel juegan las GTPasas Rac en la invasión de Shigella y Salmonella?
Las GTPasas Rac, que son reguladores de actina y Cdc42, son necesarias para la invasión de estas bacterias, facilitando su entrada a través de las células M especializadas de las placas de Peyer.
¿En qué bacterias se encuentra el Sistema de Secreción Tipo III?
Se encuentra en bacterias patógenas Gram-negativas que interactúan con hospederos eucarióticos.
¿Cuál es el origen evolutivo del Sistema de Secreción Tipo III?
Tiene el mismo origen evolutivo que el flagelo.
¿Qué cantidad de proteínas distintas requiere el ensamble del inyectisoma?
Requiere 25 proteínas distintas para su ensamble.
¿Cuántas proteínas son comunes entre el inyectisoma y el flagelo?
Solo 8 proteínas son comunes con el flagelo.
Sistema de secreción tipo IV
- Sec independiente - 12 componentes - Translocación de DNA y proteínas
Bacterias que utilizan SSIV
Bordetella pertrussis (tosferina), sistemas homólogos como Legionella pneumophilia, Helicobacter pylori y Brucella suis y del medio como Agrobacterium tumefaciens
Transferencia en un solo paso SSIV
Transfiere en un solo paso el complejo proteína-DNA a través del piliT
Proteínas localizadas extracelular en SSIV
3 proteínas que forman el pili, estructuras adhesivas, componentes del núcleo periplásmico para el canal de translocación y ATPasas asociadas.
Caracteristicas del Sistema de Secreción Tipo IV
- Transporte de proteinas y material genético - Bacterias G+ y G- - 12 componentes proteícos - Hidrólisis de ATP para “energía” - Proteínas acopladoras (captan el sustrato) - Proteínas conjugativas (transferencia plásmido)
Sistema de sercción Tipo V: Autotransportadores
- Sec dependiente - Extremo carboxilo terminal dirige la secreción - Transporte de proteasas, toxinas, adhesinas e invasinas
Ejemplo de secreción de proteasa IgA1 en SSV
Neisseria gonorrhoeae
Proteínas autotransportadoras poseen dominios que
- Formadoras de su canal de transporte. 2. Parte funcional de la membrana 3. Extremo amino terminal posee el péptido señal
Estructura característica de las autotrasportadores
- Péptido señal en grupo amino terminal - Dominio alfa: parte funcional - Dominio beta: carboxilo terminal o transportador
Transporte en SSV
Sistema Sec dirige hacia espacio períplásmico, el dominio beta forma un barril en ME transportando la proteína funcional al exterior
Ejemplo de autotransportadores
Molécula Hia de Haemophilus influenzae siendo un trímero que media la adhesión en epitelio pulmonar
características de autotransportadores
- Secreción de adhesinas - Péptido señal en amino terminal que forma un barril beta - Inicio de transporte por sec dependiente - Barril beta genera un poro - (Omp85/YaeT) Proteína ayudadora en translocar por ME
¿Qué es el citoplasma procariótico?
Sistema coloidal (agua) con diversas sustancias en solución. Mayor viscosidad sin presencia de corrientes citoplásmicas
Contenido del citoplasma
Proteínas, enzimas, vitaminas, iones, ácidos nucleícos y precursores (nucleoide), aminoácidos y precursores, azúcares y derivados, ácidos grasos y derivados, ribosomas e inclusiones.
Citoplasma en microscopio óptico
No se distingue. Células jóvenes: teñido uniforme teniendo un carácter basofilico (RNA). Células viejas: teñido irregular debido a las inclusiones y por acumulación de sustancias de desecho
Citoplasma en microscopio electrónico
Granuloso por ribosomas, en el centro es una zona irregular ya que es menos electrodensa por cuerpos nucleares o nudeoide
Inclusiones en procariotes
Acumulación de compuestos de reserva de energía y nutrientes. Se acumulan por exceso de nutrientes.
Polímeros carbonados de reserva (Lípidos de reserva)
- PHA (Poli-betahidroxialcanoato) - PHB (Poli-betahidroxibutirato)
PHA (Poli-betahidroxialcanoato)
- Reserva de carbono y energía - Propiedades semejantes a plásticos
PHB (Poli-betahidroxibutirato)
- Tipo lipídica - Formada por polímeros de ácido poli-beta-hidroxibutírico (4 y 18 unidades)
Glucógeno
- Carbohidrato de reserva - Unidades repetidas de glucosa
Glóbulos de azufre
- Fuente de energía - Fuente de electrones
Glóbulos de fosfato (volutina)
- Involucradas en obtención de energía y en información génetica - Gránulos de polifosfato - En corynebacterias
Vesículas de gas
- Flotabilidad para cercanía a la luz como fuente de CO2 - Estructuras fusiformes, huecas y rígidas de longitud y diámetro variable
Vesícula de gas
Células en sistemas acuáticos: Cianobacterias y bacterias rojas fototróficas de: Chromatium, Ectothirhodsopirina, Rhodobacter y Rhodospirillum - Constituidas por proteínas GvpA y GvpC formando una red rectangular
Magnetosomas
- Cuerpos magnéticos de magnetita - Proteínas cesoras de orientación siempre y cuando haga el suficiente oxígeno - Distribución ordenada - Disposición helicoidal - Síntesis regulada genéticamente
Magnetosomas en
Procariontes acuáticos flagelados aerobios o microaerofílicos de Magnetospirillum y Magnetococcus Es decir, en bacterias de sedimentación.
Carboxisomas
- Poliédricas en procariotes autótrofos - Contienen enzima RubisCO (CO2) - En cada vertice hay una proteína diferente
Heterocistos (cianoficina)
Fijación autotrófica del nitrógeno en Anabaena que es una cianobacteria - Composición de ácido aspártico - Función de reserva de nitrógeno
Mesosomas
Anclaje de sitio de duplicación de DNA bacteriano. - Participan en división celular, respiración y en fotosíntesis.
Carboxisomas en
- Cianobacterias - Bacterias fotosintéticas y en quimioautótrofas
Lípidos de inclusión en
- Micobacterias - Bacillus - Azotobacter
Clorosomas
Clorofilas en Bacterioclorofilas Función de fotosíntesis
Lisosomas
saco membranoso que contiene enzimas digestivas para digerir macromoléculas. pH de 5
Peroxisomas
Destoxificar a la célula de peróxido de hidrógeno producido por reducción de oxígeno, sus productos es agua y oxígeno. Sintetizan sales biliares.
Hidrogenosoma
- Origen endosimbiótico en cucariotes anaerobios - Oxidación de piruvato a Hidrógeno, CO2 y acetato produciendo un ATP
Endosporas en
Bacterias como estructura de resistencia Hongos como estructura de reproducción
Endosporas son
Células altamente diferenciadas difíciles de destruir.
Las endosporas se encuentra
Bacillus, Clostridium, Sporosarcina, Thermoactinomycetes, Sporolactobacillus y Desulfotomaculum
Endosporas Bacterianas
- Producidas por microorganismos del suelo - Producidas en el interior de las células - Metabolismo reducido - Resistencia a: calor, radiación, desecación, ácidos, desinfectantes químicos, tinción o refractiles
Clasificación de endosporas
Localización: terminal, subterminal y central Diámetro relativo: deformantes o no deformantes
Partes de la endospora
- Exosporio: capa protéica fina más externa - Cutícula: cubierta de la espora; capa externa del córtex, compuesta por varias capas de proteínas impermeables - Pared de endospora: PG parecido a la pared celular vegetativa - Córtex: PG modificada que no contiene tantos enlaces cruzados como una célula vegetativa - Núcleo/protoplasto: pared celular normal; membrana citoplasmática, citoplasma deshidratado, ribosomas, enzimas y nucleoide.
Exosporio
Estructura membranosa transparente, su base es de proteínas, polisacáridos y lípidos. Resistentes a enzimas proteolíticas
Cutícula
Aspecto voluminoso con partes densas de electrones, proteínas (queratina), cisteína y aa hidrofobos. Es insoluble e impermeable.
Corteza o Córtex base de un PG especial
- 30% de NAM con tetrapéptidos con un bajo grado de entrecruzamiento - 15% del NAM sólo tiene L-ala - 55% Lactama del ácido muránico (producto de condensación de -COOH del lactilo con -NH2)
Córtex al tener un bajo grado de entrecruzamiento
- Estructura laxa, floja y flexible que el PG normal, siendo capaz de expandirse o contraerse. - Rápida autolisis durante la germinación.
Córtex
- Lactama del muránico posee gran resistencia a la lisozima - Origen de la célula madre
Córtex bajo el microscopio electrónico
Gruesa, transparente a electrones y láminas concentradas.
Pared de la endospora
- base de un PG similar al de célula vegetativa - Estructura delgada - Constituye lo que será la pared de la futura célula vegetativa se sintetiza a partir de la preespora
Protoplasto
Contiene muchas proteínas especiales SASP que se usan como fuente de aminoácidos y carbono durante la germinación.
Protección del ADN en el protoplasto
Los SASP acomplejan el ADN y lo protegen de la radiación UV.
Moneda energética del protoplasto
3-fosfoglicerato.
Estructura del protoplasto
Rodeado por una membrana citoplasmática, carece de fluidez y contiene el cromosoma.
Carece de componentes inestables en el protoplasto
No tiene ARNm, enzimas biosintéticas, aminoácidos ni bases nitrogenadas, ni cofactores.
Protoplasto núcleo
Núcleo de la endospora parcialmente deshidratado, contiene entre el 10 y 30% del agua de la célula vegetativa, consistencia de gel.
Protoplasto componentes inmovilizados
Sus componentes se hallan inmovilizados en una matriz de quelatos de DPA (Ácido dipicolínico) con iones Ca2+ [Dipicolinato cálcico (DPC)]
¿Cuántos operones y genes están involucrados en la esporulación de B. subtilis?
Aproximadamente 50 operones y 150 genes, lo que representa el 5% del genoma de B. subtilis.
Mecanismo de deshidratación de la endoespora
- Ácido dipicolínico se sintetiza dentro de protoplasto 2. Ca2+ es introducido al protoplasto, al mismo tiempo que sale agua 3. Ca+ forma quelatos con ácido dipicolínico = dipicolinato de calcio 4. Corteza sin cationes, cargas negativas del PG del córtex se repelen, la corteza se expande y se topa con cubiertas, ayudando a la extracción del agua 5. Protoplasto queda deshidratado con sus componentes inmovilizados
¿Qué efecto tienen las mutaciones en ciertos genes de B. subtilis?
Las mutaciones en ciertos genes derivan en cepas no-esporulantes
¿Cómo afectan las mutaciones en cierta fase de la esporulación?
Las mutaciones en cierta fase evitan los cambios bioquímicos que ocurren después de ella.
Propiedades biológicas de las endosporas
- Hipo metabólica - Dormancia: gran inercia a sustratos exógenos - Resistencia al calor: 120°C por 15 min, condiciona parámetros de esterilización. Subproducto de cambios que llevan la deshidratación como medio de lograr la hipometabolia y dormancia
Cuerpos paraesporales se encuentran en
Bacillus thuringiensis, B. popilliae y algunas especies de Clostridium.
Inclusión típica en la célula madre con cuerpos paraesporales
- Pseudocristales Octaédricos (Bipiramidales), compuestos de una agregación regular de subunidades de una glucoproteína de unos 120 kDa, sintetizada durante la fase IV.
Función de cuerpos paraesporales en esporulación
Desconocida pero Bajo condiciones alcalinas, los cuerpos paraesporales se disuelven y la proteína se convierte en una poderosa toxina contra larvas de lepidópteros y otros insectos cuando los ingieren vía oral.
Cistos son
Estructuras de resistencia bacteriana Semejantes a endoesporas, sin embargo no resisten altas temperaturas y no se encuentran en reposo metabólico ya que se oxidan rápidamente en fuentes exógenas de energía
¿Qué funciones comparten los cistos y las endosporas?
- Resistencia a deshidratación - Desintegración mecánica y radiaciones.
Microorganismo que posee cistos
Azotobacter
Quistes es
Estructura de resistencia de ciertos protozoarios
Función de quistes en protozoarios
Encierran al microorganismos en un estado de latencia
Ejemplos de protozoarios que producen quistes
Balantidium coli, Isospora hominis, Entamoeba coli, G. duodenalis.
