Temes 2-4 (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Microbiologia
Año del apunte 2014
Páginas 15
Fecha de subida 02/11/2014
Descargas 23
Subido por

Vista previa del texto

Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota Estructura i funció dels prócariótes Esquema de l’estructura d’un procariota : Com es pot veure, no tenen orgànuls però si cossos d’inclusió i ribosomes.
El material genètic no es troba envoltat per cap membrana (no té nucli), però si que es troba més o menys condensat en una zona del citoplasma formant el nucleoide (genoma bacterià equivalent a un cromosoma).
Les cèl·lules procariotes poden tenir estructures com el flagel i la càpsula.
1. MEMBRANA PLASMÀTICA Es tracta d’una bicapa lipídica constituïda per fosfolípids que es disposen a la membrana de la següent forma : - Part hidrofòbica cap a l’interior Part hidròfila cap a l’exterior A més també està formada per proteïnes que poden trobar-se : - Integrades a la membrana : Proteïnes transmembranals No integrades però “adherides” : Proteïnes perifèriques Funcions de la membrana plasmàtica a) Barrera de permeabilitat : impedeix que surtin els components interns de la cèl·lula (ex. Citoplasma), és a dir, que hi hagin fuites, i a més, permet el transport de nutrients cap a dins o cap a fora de la cèl·lula.
b) Ancoratge de proteïnes : aquestes proteïnes es trobaran implicades en el transport, poden ser bioenergètiques i quimiotàctiques ( fan que el bacteri es mogui cap on hi ha més o menys concentració d’un component ).
1 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota c) Conservació d’energia : es produeix un reservori de protons que tindran una funció energètica, ja que participen en el transport de substàncies cap a l’interior de la cèl·lula.
Transport a través de la membrana plasmàtica  Passiu : no hi ha consum d’energia, ja que es realitza a favor de gradient ( [+] ⟶[-] ).
 Difusió passiva ⟶ A través de la membrana  Difusió facilitada ⟶ A través de proteïnes ( permeases ) i canals .
 Actiu : es consumeix energia, ja que es realitza contra gradient ( [-] ⟶[+] ).
Les bactèries normalment viuen en medis amb pocs nutrients, i per tant en el seu interior hi ha major concentració que a l’exterior, per aquest motiu introduir els nutrients els costa, han d’utilitzar energia.
 Transport simple ⟶ A través de permeases però utilitzant un gradient de H+.
 Translocació de grup ⟶ Utilitza una proteïna transmembranal, per poder ser introduït cal una fosforilació (la molèc queda modificada).
 Transport tipus ABC ⟶ Necessita que una altra proteïna s’acopli a la proteïna transmembranal i es produeixi la hidròlisi d’una molècula d’ATP.
Normalment aquest transport es dóna de nutrients de l’exterior cap a l’interior, però també pot succeir al revés (Ex.com a mecanisme de resistència extraient ATB).
Hi ha 3 proteïnes implicades: La que l’apropa a la MB externa, la que la traspassa (transmembranal) i la que catalitza la reacció (MB interna) i fa el consum d’energia.
Exemples de transport simple en E.coli : 2 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota 2. PARET CEL·LULAR Es troba pràcticament en tots els bacteris. Es tracta d’una estructura rígida (dóna forma a la bactèria), que es troba per fora de la membrana plasmàtica. Aquesta paret està composada principalment per peptidoglicà.
Els fongs i cèl·lules vegetals també tenen paret cel·lular però no està formada per peptidoglicà, sinó per quitina i cel·lulosa respectivament.
Propietats - Dóna forma a la bactèria.
- Protegeix la bactèria d’osmosi: molts antibiòtics actuen en la paret cel·lular per matar el bacteri.
Peptidoglicà Comú en totes les cèl·lules procariotes.
Es tracta d’un polímer de dos aminoàcids, glucosamina i murami , que formen cadenes llargues: - N-Acetil-Glucosamina (NAG) N-Acetil- Muràmic (NAM) Aquestes queden lligades entre si per ponts peptídics : - Tetrapeptid : Unit al NAM Pentapèptic, la pentaglina : uneix les dos cadenes.
3 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota Grams positius i negatius El 1884 Christian Gram, va observar que si aplicava un procés de tinció, podia observar la forma dels bacteris (bacils, cocs ) i a més va veure que uns ens tenyien de color blau i altres de color rosa.
Això es deu a que existeixen dos tipus de bacteris segons la quantitat de peptidoglicà que tenen en la paret cel·lular : - Gram positius ⟶ Blaus Gram negatius ⟶ Roses La tinció de Gram consisteix en : 1. Afegir cristall violeta o violeta de genciana. Tots els bacteris es tenyeixen de blau.
2. S’afegeix lugol que fa de mordent.
3. Posteriorment s’afegeix alcohol-acetona, per tal de decolorar. Els bacteris gram negatius perden el color ja que la seva capa de peptidoglicà és més fina i que la seva membrana externa té porus. Els bacteris gram positius retenen la tinció gràcies a la gran capa de peptidoglicà de la seva paret.
4. És realitza una contratinció amb fucsina, només es tenyeixen els gram negatius amb color fúcsia.
4 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota L’estructura de la paret cel·lular té repercussió en el seu funcionament; els antibiòtics són diferents en gram+ i en gram-(tenen patrons de resistència diferents). Amb el microscopi electrònic es poden veure les diferències de les dues parets : 5 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota GRAM POSITIUS Entre la paret cel·lular i la membrana plasmàtica es troba un espai periplàsmic molt més petit que en els grams negatius.
A més de la capa gruixada de peptidoglicà, a la paret cel·lular tenen :  Cadenes d’àcid lipoteicoic integrades en la membrana plasmàtica i al peptidoglicà.
 Àcid teicoic que només es troba adherit a la paret.
Els àcids teïcoics i lipoteicoics : - Els àcids lipoteicoics  són factor d’adherència a superfície.
Tenen afinitat per pèptids antimicrobians .
Serveixen per reconèixer la cèl·lula hoste, a través d’una unió específica.
S’utilitzen en l’homeòstasi de cations .
Participen en la divisió cel·lular.
Poden ser autolítics.
Els àcids teïcoics  actuen com a Ag de superfície i poden ser un punt d’unió amb bacteriòfags.
6 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota GRAM NEGATIUS Tenen una capa de peptidoglicà molt més prima que els gram positius. Després d’aquesta es troba l’espai periplàsmic ( on hi ha proteïnes) i per últim la membrana externa. L’unió entre la membrana externa i el peptidoglicà es dona gracies a lipoproteïnes .
En la membrana externa hi han porines, unes proteïnes que permeten el pas de substàncies.
La cara externa de la membrana esta formada per lipopolisacàrids i la cares internes estan formades per fosfolípids.
El lipopolisacàrid té tres regions ben diferenciades ( des de l’exterior a l’interior ):  Cadena O : és molt antigènica i per tant indueix o estimula la resposta immune.
 Core : part central  Lípid A : Actua com a endotoxina que s’allibera en la lisi cel·lular.
Les porines són proteïnes transmembranals disposades normalment en trímers ( triplets) formant porus de difusió de 1nm de diàmetre.
Són les encarregades de l’entrada i sortida de molècules hidrofíliques de la cèl·lula. N’hi ha específiques per a algunes substàncies i d’altres inespecífiques que ho fan segons la mida. Com a màxim travessen molècules de 5000 d. Les porines tenen mecanismes que controlen l’obertura o tancament del canal.
7 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota Funcions de la paret cel·lular ( RESUM ) - Dóna forma a la bactèria.
- En Gram positius :  Els àcids teïcoics i lipoteicoics ⟶         Adherència Afinitat amb antimicrobians Punt d’unió als bacteriòfags Reconeixement de cèl·lules hoste (receptors de les CL eucariotes) Divisió cel·lular Autòlisi Homeòstasi de cations Antigen de superfície - En Gram negatius :    Lípid A ⟶ Endotoxina (s’alliberen la medi i provoquen malalties) Cadena O ⟶ Antigen Porines ⟶ Transport de substàncies (canals d’entrada i sortida de molècules hidrofíliques).
- Protegeix a la cèl·lula de la pressió osmòtica : Si degradem el peptidogligà, tenim un bacteri sense paret cel·lular. Si preparem dos medis amb diferents concentracions de soluts i lisocimes (degraden el peptidoglicà i per tant la paret) , i introduïm en cada un un bacteri tenim :  Medi no isotònic (hipotònic) : al tenir més concentració de soluts en l’interior de la cèl·lula que en el medi, l’aigua s’introdueix en la cèl·lula per tal d’igualar concentracions i es produeix la lisi de la cèl·lula.
 Medi isotònic : al haver-hi la mateixa concentració de soluts en l’interior que en l’exterior de la cèl·lula, la cèl·lula no es lisa. La cèl·lula pot continuar vivint.
Quan la cèl·lula perd la seva paret cel·lular de forma total se la denomina protoplast (GP), i quan la perd parcialment esferoplast (GN, ja que conserven la membrana externa).
8 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota 3. CÀPSULA Estructura que poden tenir alguns bacteris i que es troba per sobre de la seva paret cel·lular. És una estructura formada per polisacàrids (sucres), i es sintetitza en l’interior de la cèl·lula per ser excretada a l’exterior de forma facultativa.
La càpsula és molt antigènica (antigen K), ja que genera molta resposta inmunogènica (gràcies a l’estructura de polisacàrids).
Funcions Protecció davant de detergents i de la dessecació.
Capacitat antifagocitària: les bactèries amb càpsula són més patogèniques, ja que la càpsula té activitat antifagocitària , i això les fa més virulentes. Aquesta capacitat la tenen gràcies a que els receptors que reconeixen els macròfags es troben per sota de la càpsula.
Macròfag que fagocita bactèria no capsulada Macròfag que no fagocita bacteria capsulada Per tal d’observar la càpsula al microscopi cal que tenyim el medi líquid i la bactèria amb tinta xinesa. Allò que no es vegi tenyit són les càpsules.
4. GLICOCÀLIX Hi han bacteris que no tenen capsula però sí glicocàlix, o bé tenen ambdós elements.
Es troba fora de la paret cel·lular. A diferència de la capsula no es sintetitza en l’interior de la cèl·lula, sinó que la sintetitza a l’exterior exportant exoenzims que treballen fora de la cèl·lula i utilitza substrats extracel·lulars per formar-la.
El glicocàlix es troba regulat també pels exoenzims.
Funcions  Adhesió a superfícies ⟶ càries dentals  Reté humitat i nutrients, per tant té una funció de reserva.
 Dificulta l’accés a anticossos.
9 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota 5. FLAGELS Són estructures fibril·lars proteiques, concretament formades per subunitats de flagel·lina.
Aquesta proteïna globular adquireix forma d’espiral cilíndrica i té buit el seu interior. Es sintetitza a l’interior de la cèl·lula i recorre l’interior de l’espiral, la zona buida, fins a l’extrem (creixement del flagel, va polimeritzant).
La seva funció principal és donar moviment a la cèl·lula.
Els flagels es troben ancorats a la membrana cel·lular i a la paret a través del cos basal:    Anell M ( fixe) Anell S ( mòbil, rotació) Colze Els gramnegatius també tenen anell L i P, que donen estabilitat al flagel.
Les proteïnes que es troben entre l’anell M i S ( proteïnes Mot), generen energia a través d’un gradient de protons, aquesta energia és la que s’utilitza per a moure el flagel.
Flagels en GP i GN : 10 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota Classificació Segons la situació en la que es troben els flagels en la cèl·lula tenim : Polar monotrica Polar lofotrica Polar amfitrica Peritrica Segons la mesura de la quimiotaxi El moviment de la cèl·lula pot ser a l’atzar o no. No ho serà quan es tracti de quimiotactisme, que es una capacitat que tenen per apropar-se o allunyar-se d’alguna substància ( ja sigui repel·lent, atraient o neutre ).
El quimiotactisme es deu a uns receptors de la cèl·lula, no al flagel. Els bacteris els posem en un medi líquid i mantenim un tub obert amb un medi de cultiu ( cada tub conté una substància diferent).
Substància atraient Substància neutre Substància repel·lent 6.
7.
8.
11 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota 6. COSSOS D’INCLUSIÓ Es tracta de cúmuls de substàncies en l’interior dels bacteris que formen inclusions. No són orgànuls i normalment no es troben envoltats per una membrana. Aquests cúmuls tenen funció de reserva.
Tipus de substàncies que s’acumulen : - - Polihidroxialconats, com el polihidroxibutirat ⟶ Substància orgànica, útil en metabolisme i biosíntesi.
Glucogen ⟶ Es troba escampat per tot el citoplasma, no acumulat en un punt.
Polifosfats ⟶ Reservori energètic Grànuls de sofre ⟶ Es troben tant a l’interior com a l’exterior de la cèl·lula, s’utilitzen per a realitzar la fotosíntesi.
Vesícules de gas ⟶ Es troben en bacteris aquàtics, es tracta d’una membrana impermeable al gas, li serveixen al bacteri per ascendir o descendir en una columna d’aigua. Ex. Cianobacteris Grànuls de magnetita ⟶ Magnetosoma, serveix als bacteris per orientar-se en el camp magnètic (magnetotàxia). En l’hemisferi nord i sud s’orienten de forma diferent.
Magnetosoma Vesícules gas polihidroxibutirat Polifosfats Grànuls sofre 7. PILIS I FIMBRIES Es tracta d’estructures proteiques amb forma tubular, buides i rígides, més curtes i fines que els flagels. Aquestes estructures a diferència del flagel no donen moviment a la cèl·lula. Es troben adherits a la membrana cel·lular i travessen la paret cel·lular.
Es troben normalment en bacils gramnegatius. Estan fets per una proteïna denominada pilina, i tenen una gran capacitat antigènica .
Fímbries :  Serveixen per a l’adhesió a receptors específics de les mucoses i altres superfícies.
Pilis :   Comuns : per a l’adhesió a superfícies.
Sexuals : tenen capacitat de vehiculitzar material genètic en la conjugació.
12 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota 8. ESPORES Són una forma de diferenciació cel·lular que poden assolir algunes bactèries.
Es tracta d’una forma de resistència, ja que en condicions adverses alguns tenen capacitat per formar espores.
En una espora trobem:      Còpia completa material genètic (per tornar a donar la forma vegetativa) Alguns ribosomes Part dels sistemes enzimàtics ⟶ Actuaran en la germinació Citoplasma deshidratat Envoltes externes concèntriques ⟶ Són les que donen resistència al medi extern Una espora proporciona: - Una gran resistència contra agents físics i químics.
- Estat de repòs metabòlic Les condicions que han de donar-se per a que un bacteri formi una espora són :   Manca d’aigua Manca de fonts de carboni i/o nitrogen Ex. Una bactèria anaeròbia en presència d’oxigen forma una espora, quan es torna a un medi amb anaerobiosi torna a germinar.
Aquest estat (endòspora) és característic de les especies Bacillus i Clostridium (BGP anaerobis).
La disposició i la forma de les espores és característica de cada espècie.
La disposició pot ser: - Central - Terminal - Subterminal - Terminal amb l’esporangi inflat 13 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota Parts de l’espora : - Nucli Còrtex : format per un tipus de peptidoglicà molt lax.
Envoltes : diferents capes de proteïnes Exospori : fina capa proteica Formació de l’espora : 1. Condensació del DNA: es realitza una còpia del DNA o es condensa en el mínim espai possible.
2. Es produeix una invaginació de la membrana, i es comença a formar una pre-espora .
3. Queda formada la pre-espora( 2 capes).
4. Es deshidrata el citoplasma.
5. Formació de l’exospori i de les capes proteiques que envolten l’espora.
6. L’espora madura.
7. Es produeix una lisi cel·lular i queda alliberada l’espora.
Quan el còrtex i l’exòspora detecten que la situació exterior ha millorat, l’espora germina (el còrtex i l’exòspora es separen del nucli i es produeix una rehidratació).
Esporulació Forma vegetativa Germinació Espora Forma vegetativa 14 Microbiologia Temes 2,3,4 – Estructura i funció procariota 9. FORMES DIFERENCIADES Els bacteris fan formes de diferenciació cel·lular. N’hi ha que ho fan per poder assimilar nitrogen, altres fan filaments, altres fan gemmació i altres fan cossos fructífers.
Heterocist Les cianobacteris són bacteris fotosintètics, que fixen nitrogen en absència d’oxigen, però que viuen en presència d’oxigen. Les cianobacteris formen filaments, i en ells una o diverses cèl·lules es diferencien en un heterocist.
Aquest és impermeable al oxigen i per tant en el seu interior es pot fixar nitrogen. Posteriorment aquest nitrogen serà difós entre les cianobacteris del filament a través de les parets.
Cossos fructífers Les micobacteris són les bactèries capaces de formar cossos fructífers. Aquests s’estructuren i realitzen diferents funcions, però no es tracta d’un organisme pluricel·lular (organismes unicel·lulars ajuntats per una major resistència).
Bacteris filamentosos 15 ...



Comentario de helhajjioui en 2016-11-27 17:28:13
Estan molt ben explicats!
Comentario de helhajjioui en 2016-11-27 17:28:13
Estan molt ben explicats!