Tema 3.- Envoltes de la cèl·lula procariota i mobilitat (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Biomédicas - 1º curso
Asignatura Microbiologia I
Año del apunte 2016
Páginas 7
Fecha de subida 27/03/2016
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

Cpaniselloaranda Fonaments microbiologia i virologia 1r CBM Tema 3.- Envoltes de la cèl·lula procariota i mobilitat 1.- Estructura i funció de la paret cel·lular bacteriana Estructura externa rígida de la membrana plasmàtica. Hi ha dos grans grups, els bacteris grampositius i els gramnegatius. Quan observem imatges al SEM en els grampositius observem la paret, en canvi en els gramnegatius observem membrana externa perquè és el que tenen a la part externa. La paret cel·lular dels bacteris gramnegatius està composada per diferents capes i és bastant complexa, mentre que la paret dels grampositius està formada fonamentalment per un sol tipus de molècula.
1.1.- Peptidoglicà En la paret cel·lular dels bacteris trobem una capa rígida que és responsable de la resistència de la paret cel·lular. En bacteris gramnegatius existeixen capes addicionals que es situen a l’exterior d’aquesta. El peptidglicà és un dels components de la paret bacteriana en ambdós casos i està composat per dos derivats de sucres N-acetilglucosamina, Nacetilmuràmic i DAP (diaminopimètic). Aquests sucres es van repetint constantment per la paret.
Aquesta estructura també conté diversos aminoàcids que poden ser D/L-alanina, D-glutàmic o lisina.
Aquests elements s’uneixen entre si per formar una estructura repetitiva que es denomina tetrapèptid del glicà. L’estructura bàsica del peptidoglicà està constituïda per una làmina en la que les cadenes dels derivats de sucres es connecten entre si per ponts peptídics a través dels aminoàcids. Quan aquestes cadenes s’entrecreuen, és quan es proporciona la resistència i rigidesa d’aquesta estructura.
El sucre N-acetilmuràmic només es troba en procariotes, igual que la D-alanina (les formes D no es troben en eucariotes). Degut a aquestes estructures especials, esdevenen també uns enllaços especials que són els β 1-4 que permeten adquirir als enllaços més rigidesa, són enllaços més forts. Això provoca que aquesta paret presenti certa resistència a alguns enzims hidrolítics que hi ha en el cos humà.
Bacteris gramnegatius En bacteris d’aquest tipus trobem la següent seqüència D-Ala – DAP – D-Glu – LAla. L’enllaç entre DAP i D-Ala és directe, i és un enllaç peptídic.
Cpaniselloaranda Fonaments microbiologia i virologia 1r CBM Aquests organismes tenen un espai periplàsmic gran entre les diferents estructures ocupant un 20-40% de volum de la paret. El peptidglicà ocupa un espai molt petit (2-5%) i la membrana externa ocupa la resta. La membrana externa conté una estructura que rep el nom de lipopolisacàrids (LPS) que és un polímer complex amb restes d’àcids grassos com a part lipòfida i cadenes característiques d’oligosacàrids i polisacàrids. Aquest LPS té molt importància clínica. A més a més els gramnegatius poden tenir porines i lipoproteïna de Brau (enllaç entre membrana externa i peptidglicà).
Com he esmentat, el LPS és una estructura pròpia dels bacteris gramnegatius i està composat per 3 parts principals  Antigen O hi ha 40 sucres que donen protecció i aliment hidrofilic. És molt variable. Molt important per patògens. Com és tan variable pot induir més virulència o resistència depenent de la soca on es troba la varietat.
 Lípid Aestabilitza membrana, és endotoxina. Indueix febre.
 Nucli del LPS dóna càrrega negativa i uneix Antigen O amb Lípid A El LPS és una estructura molt variable, per aquest motiu pot afectar en la virulència de diferents soques de la mateixa espècie.
Porines canals d’1nm de diàmetre. Proporcionen més permeabilitat als gramnegatius ja que permeten el pas de més substàncies que no pas la pròpia membrana plasmàtica. Poden passar molècules petites (600-700 Da).
Tenen moltes proteïnes enzims hidrolítics, proteïnes binding (transportadores), quimioreceptors.
Cpaniselloaranda Fonaments microbiologia i virologia 1r CBM Bacteris grampositius Aquests bacteris tenen en la seva membrana un tipus d’àcids anomenats àcids teòics. Aquests polialcohols estan units per èsters fosfats i molts cops s’uneixen a altres sucres i D-alanina. Aquests àcids es poden presentar units a lípids de la membrana, tals àcids teoics es denominen àcids lipoteoics. Aquests àcids tenen càrrega negativa i estabilitzen la paret.
En aquests bacteris, l’espai periplàsmic és petit, el 90% de la paret està composada per peptidglicà i diverses proteïnes externes. Podem trobar altres estructures integrades.
Bacteris àcid – alcohol resistents Quan parlem d’aquest grup de bacteris, parlem dels Mycobacteris que taxonòmicament es classifiquen com a bacteris grampositius.
La seva paret és molt diferent a la dels grampositius i gramnegatius, està conformada per un complexe de peptidoglicà arabinogalactà – àcids micòlics.
El peptidglicà és diferent a la resta, enlloc de tenir N-acetilmuràmic, té Nglucolilmuràmic. Els àcids micòlics aguanten la tinció amb fucsina àcida i ho tenen Mycobacteriu, Nocardia i Corynebacterium.
A més la seva membrana també presenta lípids, glucolípids i proteïnes.
Cpaniselloaranda Fonaments microbiologia i virologia 1r CBM 1.2.- Funcions paret cel·lular  Dóna resistència i forma característica  Protegeix de l’estrés osmòtic (lisoenzims i penicil·lina, inhibeix peptidglicà).
 Pot contribuir a patogenicitat del microorganisme.
Pocs organismes no tenen aquesta paret cel·lular.
Els lisoenzims tallen la paret cel·lular i queda la membrana, ja que es trenca l’enllaç entre N-acetilmuràm i N-acetilglucosaminic. Al quedar la membrana lliure, en un medi hipotònic aquesta lisarà.
En una solució isotònica els bacteris poden mantenir-se vius i reben nom especial quan són bacteris grampositius protoplasts i quan són bacteris gramnegatius esteroplasts. Aquests bacteris, protoplasts i esteroplasts són la minoria.
1.3.- Paret cel·lular dels Archaea  No té peptidglicà.
 Varia entre espècie, però normalment consisteix en heteropolisacàrids o glicoproteïnes complexes (capes S).
 Els metanògens presenten pseudomureïna (formes L en tetrapèptid).
 Presenten enllaços β 1-3.
Tenen altres estructures per fora de la membrana diferents a la paret. Són estructures complexes de sucres.
3.- Càpsules i capes mucoses Són capes de material que es troben a l’exterior de la cèl·lula, en concret a l’exterior de la paret cel·lular i generalment està formada per polisacàrids. Aquesta estructura té diverses funcions:  Adherència a superfícies  Faciliten la motilitat a bacteris (gliding)  Protegeixen enfront l’hoste, és un tipus de defensa contra l’acció de l’hoste (fagocitosi), infeccions víriques, condicions ambientals adverses (dessecació), agents químics (detergents) i també els protegeix de l’estrès osmòtic.
Aquesta estructura no es troba en tots els bacteris, no és essencial, però ajuden a la supervivència i la tenen molts bacteris patògens.
3.1.- Glicocàlix És una xarxa de polisacàrids que s’exten a l’exterior de la superfície cel·lular. És una estructura que pot ser variable en quant la seva espessor, gruix, rigidesa i flexibilitat.
Pot estar format per un únic polisacàrid o per diversos polisacàrids i proteïnes.
Generalment trobem dos tipus de glicocàlix:  Càpsules normalment formades per polisacàrids. És un estructura ben organitzada i difícilment extraible.
 Capes mucoses estructura més difusa, desorganitzada i fàcilment extraible.
Cpaniselloaranda Fonaments microbiologia i virologia 1r CBM 3.2.- Capes S o capes de superfície cristal·lina  Capes estructurades de proteïnes o glicoproteïnes.
 Externes a la paret (grampositives principalment)  Estructura comú en Arquees on són l’única estructura fora de la membrana plasmàtica.
 Tenen la funció de protegir i permeten l’adhesió de la cèl·lula.
 Té una estructura simètrica que pot ser hexagonal, quadrangular, binaria, etc.
4.- Pilis i fímbries 4.1.- Fímbries Són apèndixs proteics com filament curts i prims que poden arribar a haver fins a 1000/cèl a bacteris gramnegatius.
Aquestes estructures es poden unir a superfícies (adhesines).
4.2.- Pilis Estructuralment són similars a les fímbries però són més llargs, més gruixuts i menys nombrosos (1-10/cèl). Els trobem principalment en gramnegatius i són els que permeten la conjugació bacteriana, de la qual parlarem més endavant.
S’adhereixen a teixits humans en alguns patògens.
4.3.- Flagels Apèndixs llargs i prims fets de flagelina. És una estructura que es pot visualitzar només en TEM o SEM ja que fa uns 20nm. Aquesta estructura té un moviment ràpid que arriba a ser de 20-80μm/s (18cm/h). Aquest moviment que fa és rotatori, permet el moviment de la cèl·lula rotant.
El flagel està format per diverses estructures:  Filament estructura que no es mou del flagel. És un cilindre rígid, buit i llarg d’uns 15-25 nm amb un espai al mig d’uns 20nm de diàmetre. Està compost per flagelina i alguns filament poden estar envoltats per altres estructures al seu voltant.
 Garfi uneix filament amb cos basal.
 Corpuscle basal / cos basalvareta amb sèrie d’anells un a la membrana externa, un altre a l’espai periplàsmic i un altre a la membrana interna. Aquests anells roten i es mouen, permeten el moviment del flagel, és el motor del flagel i obté energia gràcies al gradient de protons.
Cpaniselloaranda Fonaments microbiologia i virologia 1r CBM Moviment del flagel Cada flagel es mou per rotació (hèlix), el flagel en si no es mou, només rota com un propulsor. Aquest moviment parteix del corpuscle basal que funciona com a motor gràcies a la força motriu generada pel gradient de protons. Les proteïnes MOT a la membrana plasmàtica hi governen el motor flagel·lar provocant la rotació del filament.
Creixement flagel·lar Un flagel no creix per la seva base, sinó pel seu extrem. Es generen unitats de flagelina que pugen pel tub del filament i s’afegeixen a la part superior del flagel. La velocitat de creixement disminueix conforme augmenta el tamany del filament, i contra més llarg sigui es genera velocitat lenta. Si es trenca, es generarà ràpidament un nou flagel.
Segueix un creixement continu.
Disposició flagel·lar Existeixen dos tipus principals de disposicions:  Polar els flagels es troben al pol de la cèl·lula. Si hi ha un únic flagel serà monotrònica, si hi ha un a cada pol amfítrica i si hi ha molts flagels a un o dos pols serà lofòtrica.
 Perifèrica flagels envolten la paret cel·lular. Un exemple seria E.Coli.
Per resumir direm que el flagel rota com un propulsor, va en sentit contrari a les agulles de rellotge provocant moviment endavant (run – carreres). Si va en sentit agulles del rellotge, el moviment pararà i girarà la cèl·lula (tumble) provocarà el gir.
Depenent de com es mogui el flagel, bacteri prendrà una direcció o altra (només pot girar o anar endavant). Actualment s’està investigant com escullen quin moviment fan.
5.- Altres mecanismes de mobilitat Espiroquetes Cpaniselloaranda Fonaments microbiologia i virologia 1r CBM Tenen uns flagels que enlloc de trobar-se a l’exterior de la paret es troben en el periplasma i envolten tota la cèl·lula. Rebent el nom de filament axials.
Aquesta estructura es troba en gramnegatius i són molt prims i tenen forma helicoïdal.
Estan composats per flagels periplàsmics.
Mobilitat per lliscament També coneguda amb el nom de gliding, es basa en el lliscament per superfícies sòlides. No hi ha estructures concretes implicades descrites actualment, però si que s’ha parlat de diversos mecanismes com ara la secreció de polisacàrid mucós (cianobacteris) o bé per proteïnes de la superfícies cel·lular que usen l’energia formada per la força motriu de protons.
6.- Quimiotaxi Es basa en moviments tàctics o taxi. Participen els receptors cel·lulars, en funció de l’estímul que reben aerotaxi (gradient oxigen) o fototaxi (llum) elaboraran diferents moviment tàctics.
Quimiotaxi moviment cap a atraients químics o allunyament de repel·lents.
Dependrà de la senyal rebuda pels receptors o quimioreceptors que es troben a la membrana plasmàtica o paret cel·lular (superfície cel·lular).
Es pot analitzar el tipus de moviment. En una suspensió de microorganismes i s’afegeix la substància que es vol analitzar (a) Si col·loquem un quimio-atraient (b) podrem veure que hi ha més microorganismes en tub; un quimio-repel·lent(d) que disminuiria la concentració de microorganismes al tub.
...

Comprar Previsualizar