TOMADO DE http://www.genomasur.com/lecturas/Guia01.htm
Estructura de las células PROCARIÓICAS
Fig. 1.2- Esquema de una ultraescructura de una bacteria idealizada (dar click para ampliar)
Bacterias, Micoplasmas y Algas Cianofíceas
Cuadro 1.1- Estructura de una Célula procarióta (dar click para ampliar)
Las bacterias pueden definirse como organismos unicelulares procariontes que se reproducen por fisión binaria. Contienen toda su información genética en un único cromosoma bacteriano circular. También poseen sistemas productores de energía y biosintéticos necesarios para el crecimiento y la reproducción. Poseen como característica particular una pared rígida de peptidoglicanos. Son generalmente de vida libre y poseen ADN extracromosómico en forma de plásmidos, estos codifican genes de resistencia a antibióticos o factores «sexuales» como los pili.
Los micoplasmas son las bacterias mas pequeñas de vida independiente. Son muy flexibles y deformables por lo que atraviesan los filtros de esterilización. Entre sus características principales se encuentran: a) carecen de pared celular, b) en su membrana plasmática poseen esteroles, que no son sintetizados por la bacteria sino que son absorbidos del medio de cultivo o del tejido donde se desarrolla.. Los micoplasmas son resistentes a la penicilina (carecen de pared de peptidoglucano) y por la misma razón no toman la coloración de Gram.
Las cianobacterias, anteriormente llamadas algas cianofíceas (azulverdosas), son bacterias Gramnegativas. Se encuentran presentes en estanques, lagos, suelo húmedo, cortezas de árboles, océanos y algunas en fuentes termales. La mayor parte de las cianobacterias son autótrofos fotosintéticos. Contienen clorofila a, que también se encuentra en plantas y algas. La clorofila a y pigmentos accesorios se localizan en membranas fotosintéticas, llamadas laminas internas o laminillas fotosintéticas. Muchas especies de cianobacterias fijan nitrógeno, este proceso enriquece el suelo.
Plásmidos
Un plásmido es una molécula de ADN extracromosómico que se replica en forma autónoma, por lo que al igual que el cromosoma es un replicón. Puede haber hasta 50 copias de un plásmido en una bacteria. Funcionalmente los plásmidos son elementos genéticos accesorios, es decir que la bacteria puede vivir sin ellos. Sin embargo, la información que contienen puede contribuir a la adaptación de la bacteria al medio y a la evolución de la misma. Los plásmidos pueden contener genes que codifican factores de resistencia a antibióticos (los plásmidos R) y factores de patogenicidad como exotoxinas. La evolución bacteriana a través de los plásmidos es factible, ya que pueden ser intercambiados entre distintas bacterias (por ejemplo, el plásmido F). Es decir que ciertos genes pueden transferirse de una bacteria otra mediante el pasaje de plásmidos, a este mecanismo se lo denomina conjugación. Para que la conjugación pueda llevarse a cabo las dos bacterias deben ponerse en contacto físico . Esto es posible debido a que una de las bacterias, posee pili sexuales (pelos) en su envoltura. Estos pili se encuentran codificados en el mismo plásmido F (plásmido conjugativo). La bacteria que transfiere el plásmido es la que posee pili y se la denomina F+, la célula receptora es F-.
Transposones
Los transposones son elementos genéticos movibles, que se encuentran presentes en los procariontes (aunque también en las células eucariontes). El descubrimiento de los transposones se lo debemos a Barbara McClintock. Los transposones son fragmentos de ADN que se mueven de una localización a otra del cromosoma. Esta transposición es catalizada por una enzima llamada transposasa. El gen de la transposasa esta incluido dentro del mismo transposón. Los transposones al ser elementos móviles, dentro del genoma, pueden provocar mutaciones al insertarse en nuevas regiones del ADN.
Pared Celular. Bacterias Grampositivas y Gramnegativas
Por fuera de la membrana celular, se encuentra una pared celular rígida de peptidoglicano, que esta presente en todas las bacterias excepto los micoplasmas. La presencia de la pared protege a la bacteria de la diferencia de presión osmótica entre el medio interno de la bacteria y el medio exterior. De no existir la pared la bacteria estallaría. Además la pared cumple funciones de protección como por ejemplo contra sustancias tóxicas .
Existen dos tipos de pared bacteriana que pueden diferenciarse por la Tinción de Gram (siglo XIX). El primer grupo de bacterias son aquellas capaces de retener el colorante cristal violeta luego de la decoloración con alcohol-cetona. Estas bacterias son llamadas Grampositivas. El segundo grupo esta conformado por aquellas bacterias incapaces de retener el colorante luego del tratamiento decolorante, por lo tanto son llamadas Gramnegativas.
La pared celular de las bacterias Grampositivas
Fig. 1.3- Esquema de la parecelular de una bacteria Grampositiva (dar click para ampliar)
La pared celular de las Grampositivas es más gruesa que la de los Gramnegativas. Posee peptidoglicano, ácidos teicoicos y lipoteicoicos. El componente fundamental es la mureína, un peptidoglicano que solo se encuentra en los procariontes. La mureína consiste en una cadena lineal de dos azúcares alternados N-acetilglucosamina y ácido acetilmurámico. A cada residuo de ácido murámico se encuentra unido un tetrapéptido compuesto de D- y L- aminoácidos. Aproximadamente un tercio de los tetrapéptidos presentes participan de la unión lateral entre cadenas adyacentes de mureína. La pared celular es biológicamente estable, resiste el ataque de las enzimas de los mamíferos, excepto de la lisozima que la degrada. La síntesis de la pared puede ser afectada por antibióticos como la penicilina. Los ácidos teicoicos son el principal determinante antigénico de las bacterias Grampositivas y por lo tanto definen la individualidad inmunológica de estas bacterias.
La pared celular de las bacterias Gramnegativas
Fig. 1.4- Esquma de la pared celular de una bacteria Gramnegativa (dar click para ampliar)
El espesor de la pared celular de una bacteria Gramnegativas es considerablemente menor que el de una Grampositivas. La cantidad de mureína es mucho menor en los Gramnegativas. Los ácidos teicoicos no están presentes en las bacterias Gramnegativas. A ambos lados de la fina pared de mureína se encuentra un gel periplásmico, que define al llamado periplasma (antes llamado espacio periplasmático).
Por fuera del periplasma se encuentra una estructura exclusiva de las Gramnegativas, la denominada membrana externa. Si bien es estructuralmente similar a una bicapa lipídica, su composición es diferente de la de otras membranas biológicas. Esta bicapa es muy asimétrica, la semicapa interna esta compuesta por fosfolípidos, pero la semicapa externa esta compuesta por lipopolisacáridos (LPS), altamente tóxico para el ser humano (endotoxina).
Para obtener nutrientes las bacterias Gramnegativas, poseen porinas que son proteínas que forman poros en la membrana externa.
Cápsulas
Por fuera de la membrana externa de las Gramnegativas y de la gruesa pared de las Grampositivas, se encuentra presente, en algunas bacterias, una cápsula o matriz exopolisacárica, formada por un gel hidrofílico. En general esta cápsula o matriz esta formada por polímeros de azúcares. Las cápsulas permiten a las bacterias evadir los mecanismos de defensa de los organismos pluricelulares, también tienen funciones de adherencia a epitelios permitiendo de esta manera colonizar los tejidos del huésped.
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