MICROBIOLOGIA

1. Estructura de las bacterias patógenas.

Formas y agrupaciones características.

Todas las bacterias patógenas son eubacterias, es decir procariotas unicelulares. El

tamaño medio de las bacterias patógenas humanas es de alrededor de 1 micra. Bacillus

anthracis es la mayor (1-1,3 X 3-10 micras) y las mas pequeñas pertenecen al género

Mycoplasma (0,1 X 0,2 micras). Las bacterias pueden adoptar diferentes formas. Se

denominan cocos las de forma esférica y bacilos las alargadas; cuando los bacilos se

curvan como una “coma” se llaman vibrios, y si forman espirales espirilos. Los

actinomicetos son bacterias filamentosas formadas por largos filamentos e incluso

ramificadas.

Aunque todas son unicelulares, a menudo quedan unidas tras la división celular y dan

lugar así a agrupaciones características: diplococos (cuando forman parejas),

estreptococos (cocos en hilera), estafilococos (cocos en racimos) o sarcinas (en forma

de cubo) (1.1. figura).

1.1. figura: Diferentes formas y agrupaciones características de bacterias: a) bacilos; b)

diplococos; c) estreptococos y d) estafilococos.

Estructura de las células procariotas.

La organización estructural de una célula procariota es simple si la comparamos con la

eucariota (1.2.figura). El genoma de la célula procariota es una única molécula circular

de ADN bicatenario (el cromosoma bacteriano) y no está rodeado de membrana

nuclear. Independientes de ese cromosoma y solo en algunas bacterias pueden existir

plásmidos, que son moléculas circulares de ADN bicatenario pero mucho maá

pequeñas que el cromosoma. En el citoplasma aparte del genoma solo se observan

ribosomas, puesto que no poseen ningún orgánulo rodeado de membrana. Por encima de

la membrana citoplasmática está la pared celular. La pared es una estructura

imprescindible para la supervivencia que se encuentra en todas las bacterias excepto en

las especies de Mycoplasma. Otras estructuras superficiales como cápsulas, flagelos y

fimbrias, solo se encuentran en algunas especies.

1.2.figura: Estructura de una bacteria.

Genoma: cromosoma y plásmidos

Toda la información imprescindible para la supervivencia de la bacteria se encuentra

en el cromosoma. Este cromosoma es una molécula circular gigante de ADN

bicatenario, que, si fuera lineal, mediría casi 1mm; por lo tanto está enrollada y

estrechamente empaquetada para caber en la célula procariota cuyo diámetro suele estar

entre 1 y 2 micras. Sin embargo en el cromosoma procariota no se encuentran histonas,

proteinas básicas que estabilizan el ADN en los cromosomas eucariotas, pero esa

función la realizan otras proteínas (las poliaminas) y el magnesio. No existe la mitosis

ni el huso acromático, y para realizar su replicación semiconservativa el cromosoma

bacteriano se une a la membrana citoplasmática; es ésta membrana o una invaginación

de la misma (un mesosoma), la que se ocupa del reparto de las réplicas del

cromosoma entre las dos células hijas. Los genes no necesarios para la supervivencia

pueden estar en el cromosoma o en plásmidos.

Los plásmidos son moléculas de ADN circulares pequeñas (de 5 a 200 kilobases) que

incluso se pueden perder puesto que su replicación es independiente de la del

cromosoma. Por otro lado la información contenida en plásmidos puede transferirse a

otras bacterias de la misma o de diferente especie a través de diversos mecanismos

genéticos. Los genes que codifican los factores de virulencia de las bacterias patógenas,

tales como adhesinas, toxinas o resistencias a antibióticos pueden localizarse tanto en el

cromosoma como en plásmidos.

Citoplasma

El citoplasma es la sede del metabolismo de las bacterias porque en él tienen lugar

todas la reacciones biosintéticas y degradativas precisas para el crecimiento y actividad

de la bacteria, incluida la síntesis de sus proteínas propias. Al microscopio electrónico,

además del genoma en el citoplasma bacteriano se aprecian los ribosomas y algunas

inclusiones de reserva de nutrientes. Los ribosomas son partículas de

ribonucleoproteínas que se ocupan de traducir la información genética al lenguaje de

las proteínas. Los ribosomas bacterianos no están unidos a una membrana porque no

existe el retículo endoplásmico y son más pequeños que los eucariotas: de tipo70S,

formados por dos subunidades de 30S y 50S.

En el citoplasma de algunas especies de bacterias son visibles inclusiones de

nutrientes como gránulos de glucano que son reservas de carbono y energía, o

polimetafosfato y polibetahidroxibutirato como reservas de lípidos.

Membrana citoplasmática

La membrana citoplasmática bacteriana es similar a la de la célula eucariota: una bicapa

de fosfolípidos en la que se incluyen diversas proteínas, pero, salvo en el género

Mycoplasma, las membranas citoplásmicas bacterianas no contienen esteroles, lípidos

que están siempre presentes en las membranas eucariotas. La principal función de la

membrana citoplasmática es el transporte de de nutrientes del medio externo hacia el

citoplasma y de residuos metabólicos, exoenzimas y otros productos citoplásmicos

hacia el exterior. El agua y pequeñas moléculas neutras (<100 dalton) atraviesan

pasivamente la membrana, pero las de mayor peso molecular o cargadas eléctricamente

precisan proteínas transportadoras (1.1.tabla).

Característica Difusión

pasiva

Difusión

facilitada

Transporte activo Transposición

de grupos

Con proteína

transportadora

- + + +

En contra de gradiente

de concentración

-

-

+

+

Con especificidad - + + +

Con consumo de energía - - + +

Con modificación de la

sustancia transportada

- - - +

1.1. tabla: Sistemas de transporte a través de la membrana citoplasmática de las

bacterias.

Además, como no existen orgánulos membranosos en el citoplasma, la respiración

aeróbica, el transporte de electrones, la fosforilación oxidativa y otros procesos de

obtención de energía en el caso de las bacterias van ligados a la membrana

citoplasmática. La membrana es también la que se relaciona directamente con el medio

externo cambiante y posee proteínas capaces

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