Estructuras Celulares 13 y 15 de febrero de 2011

Morfología

¤  Característica de un organismo

¤  Hay unas formas comunes ¤  Morfología

¤  Arreglo

Epulopiscium fishelsoni (600 μm)

(750 μm)

Relación Superficie a Volumen

¤  El aumento de tamaño celular implica una disminución en la relación superficie/volumen

¤  La relación S/V tiene implicaciones en diversos aspectos.

¤  Existen unos límites inferiores de tamaño. ¤  Nanobacterias (0.1um)

¤  Tamaño crítico (0.15um)

Tamaño de la célula

¤  Ventajas en obtención de nutrientes

¤  Son favorecidas (cantidad de recursos)

¤  Ventajas evolutivas

Membrana Citoplasmática (6-8nm)

Funciones ¤  Estructura se estabiliza mediante puentes de H+ e interacciones hidrofóbicas

(cationes)

¤  Protección

¤  Selectividad

¤  Fluidez

¤  Composición

¤  Muchas enzimas atadas en la membrana ¤  Mesosomas-estructuras para respiración

¤  Ausencia de organelos rodeado por membrana

Fuerza motriz de protones-Responsable de mantenimiento de funciones celulares.

Proteínas

¤  Integrales

¤  Periferales (lipoproteínas)

¤  Funciones ¤  Transporte- aquaporinas (AqpZ de E.coli)

¤  Comunicación

Proteínas  de  las  membranas  celulares

Transportadores activos

Proteínas receptoras

Proteínas de adherencia

Proteínas de comunicación

intracelular

Transportadores pasivos

Proteínas de reconocimiento

Agentes que refuerzan membrana

¤  Eucariotas-esteroles (5-25% de lípidos en membrana)

¤  Micoplasma y Bacterias metanótrofas

¤  Haponoides- Dominio bacteria ¤  Diplopteno-(30C, ampliamente distribuido en Bacteria

Membrana de arqueas

¤  Enlaces éster responsable de unión entre glicerol y ácidos grasos en Bacteria y EuKarya

¤  Enlaces éter

¤  Carecen de ácidos grasos –Tienen unidades repetivas de isopreno, una molécula de 5C.

¤  Principales lípidos son diéteres de glicerol, que tiene cadenas laterales de 20 C (fitano), y tetraéteres de glicerol (40 C)

¤  Monocapa- Resistentes a desgregación

Membrana en Arqueas

Citoplasma

¤  Contiene todos los nutrientes para llevar a cabo actividad metabólica.

¤  Sales, azúcares, aminoácidos, nucleótidos, vitaminas, coenzimas y otros materiales

¤  Carácter hidrofóbico de la porción interna de la membrana le permite funcionar como barrera. ¤  ribosomas-Lugar de síntesis de proteína se compone de una

unidad 70s (30s y 50s) ¤  Gránulos citoplasmáticos- En algunas cepas pueden ser

moléculas de almacenamiento de lípidos, almidón o azufre.

Estructura y función de la membrana

proteínas  del  citoesqueleto  (debajo  de  la  membrana  plasmá6ca)    

Proteínas  de  adhesión    

Bicapa    lípidica  

Proteínas  de  reconocimiento    

Proteína  receptora    

citoplasma  

Transportador  ac6vo  

 (bomba  de  calcio)  

Proteína  de  transporte  

ac6vo  (bomba  sodio-­‐potasio)  

Transportador  pasivo  

Membrana  plasmá4ca  

Proteínas transportadoras

¤  Son capaces de acumular solutos contra un gradiente.

¤  Es necesario que la célula disponga de mecanismos para la acumulación de nutrientes que son esenciales.

¤  Características ¤  Efecto de saturación

¤  Específicas

¤  Regulación por célula.

¤  Glico tetrapéptido

¤  En bacterias gram-negativas, los enlaces de peptidoglicano occurren por la formación de un enlace peptídico de un grupo amino de DAP de una cadena glicosilada(glycan) al grupo carboxílico de el terminal D-alanina de la cadena glicosídica adyacente.

¤  diaminopimelic acid (DAP)

¤  En bacterias gram-positivas el enlace puede ocurrir a través de un péptido corto.

¤  Las clases y números de aminoácidos en el puente (interbridge) varian entre especies.

¤  Agentes que destruyen la pared (lisosima)

Pared Celular

¤  Compuesta de peptidoglicano (mureína) ¤  Muchas cadenas de polisacáridos unidas por enlaces

peptídicos.

¤  Gram positivas más cantidad de mureína (acido teicoíco y lipoteicoíco)

¤  Gram negativa. Capas adicionales fuera de la estructura rígida (presencia de lipopolisacáridos)

¤  Mycoplasmas y arqueas no tienen pared celular.

¤  N-acetilglucosamina

¤  N-acetilácido murámico

Gram Positiva

¤  90% es peptidoglicano

¤  Componentes de ácidos teicoíco ¤  Polímeros compuestos de fosfato de glicerol o de ribitol,

estos polialcoholes contienen azúcares de D-alanina.

¤  Responsable por carga negativa en superficie.

Cepas que carecen de pared

¤  Micoplasma –bacterias patógenas

¤  Arqueas- ambiente no requieren

Membrana externa

¤  Solo el 10% en Gram negativa es peptidogicano

¤  Contien fosfolípidos, proteínas y polisacáridos

¤  Forma complejo LPS

¤  Core polisacárido

¤  O polisacárido

¤  En especies de Salmonella, el núcleo “core” polisacárido consiste de cetodeoxioctanato (KDO), y heptosa, glucosa, galactosa y N-acetilglucosamina.

¤  El “O-polysaccharide” consiste: ¤  galactosa, glucosa, ramonosa, manosa, y una hexosa. Estas

azúcares están conectados en secuencias de cuatro a cinco miembros.

Lípido A

¤  La porción lípida (LPS), llamada lípido A, no es una típica capa lípida de glicerol, sino una capa de ácidos grasos conectado a través de grupos amino de un disacárido compuesta de glucosamina fosfatada.

Membrana externa

¤  Función estructural

¤  Toxicidad Asociada a LPS (lípido A)

¤  Endotoxinas

Periplasma y porinas

¤  Contiene proteínas (15 nm)

¤  Dependiendo el organismo, el periplasma puede contener ¤  enzimas hidrolíticas

¤  Proteínas de unión

¤  quimioreceptores

porinas

¤  Canales que permiten el acceso.

¤  No-específicas

¤  Específicas

Cápsula

Glicocálix

¤  Membrana externa fuera de pared

¤  Consistencia gelatinosa ¤  Capa limosa (slime layer)- no está organizada ni atada a

pared.

¤  Pseudomonas

¤  Cápsula- organizado. Atado a membrana

¤  Importante en caracterización

¤  Haemophilus influenzae

¤  Crecimiento en plato (Encápsulada)S y (no encapsulada)R

Glicocálix

Biofilm de S. aureus en un catéter.

¤  “Biofilms”: comunidades complejas ¤ microorganismos y polímeros extracelulares ¤  colonizar, fijarse y desarrollarse sobre

superficies hidrofóbicas o hidrofílicas, bióticas o abióticas.

¤  Se pueden encontrar en todos los medios donde existan bacterias: ¤ medio natural ¤  clínico ¤  industrial ¤  puesto que solo necesitan un entorno

hidratado y una mínima presencia de nutrientes para desarrollarse.

Desarrollo de “biofilms”

Plásmidos

¤  Plásmidos- Moléculas circulares de DNA, de doble cadena. DNA extracromosomal

Flagelos

¤  Apéndices proteícos ( consiste de flagelina)

¤  No contienen microtúbulos

¤  En el caso de las espiroquetas lo que tienen son filamentos axiales.

Fimbriae

¤  Son estructuras como pelitos

¤  Observadas mayormente en Gram Negativas

¤  No son estructuras de movimiento

¤  Compuestas de pilina (proteína polimerizada)

¤  A diferencia del flagelo este surge del citoplasma.

¤  Dos tipos de pili ¤  Atarse a superficie ¤  Pili sexual

Asistidos por fimbriae

¤  Salmonella species (salmonelosis)

¤  Neisseria gonorrhea (gonorrea)

¤  Bordetella pertussis

Inclusiones celulares

¤  Funcionan como reserva de energía

¤  Reservorio estructural

¤  Sistema de almacenamiento de carbono, fosfatos y azufre ¤  (PHB) poli-βácido hidroxibutírico, glicógeno

Endoespora

¤  Estructuras para supervivencia (condiciones de húmeda y nutriente)

¤  Bacillus y Clostridium

¤  Son formadas por esporulación