DOMINI BACTERIA (2013)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Microbiologia
Año del apunte 2013
Páginas 12
Fecha de subida 18/10/2014
Descargas 14
Subido por

Descripción

Professor: José Domínguez

Vista previa del texto

DOMINI BACTERIA S’organitza en phylums. N’hi ha molts però només mirarem els més importants.
PHYLUM 5 – PLANTOMYCES Són bacteris que tenen una prosteca proteica sense paret cel·lular ni citoplasma.
S’assembla als pseudopodis, és com un ganxo que serveix com a mecanisme de fixació a superfícies.
No tenen peptidoglicà a la paret i viuen en medis aquàtics. Són quimiorganòtrofs i poden fer respiració o fermentació.
En els seus cicles vitals creen gemmes i cèl·lules nadadores amb flagels. Tenen compartimentació al citoplasma: una envolta lipídica conté el material genètic.
PHYLUM 10 – ESPIROQUETES Són gramnegatives i mòbils. Tenen un metabolisme quimioheteròtrof i hi ha diferents tipus segons si són: - Aerobis  Leptostopira Anaerobis  Treponema Facultatius Microaeròfils  Borrelia Tenen una forma helicoïdal llarga i prima formada per un cilindre protoplasmàtic. El fet de tenir flagels al voltant d’aquesta estructura permet un moviment de flexió tal i com si el bacteri fos una molla. És el mecanisme que dóna mobilitat. Els flagels són endoflagels envoltats d’una beina externa flexible i multilamel·lar.
És un grup molt variat: hi ha alguns que tenen vida lliure i altres que són patògens. Els hàbitats també són molt diversos: fangs, aigües, cavitat bucal... alguns fan simbiosi amb protozous i tèrmits.
Exemples: - Treponema pallidum  provoca sífilis en humans.
Treponema saccharophilum  es troba al tub digestiu d’humans, aprofita la sacarosa.
Borrelia bugdoferi i B. recurrentis  tenen un genoma lineal i són importants en humans i veterinària.
Leptospira interrogants  es troba en humans i en gossos.
PHYLUM 11 – DEINOCOCCUS Són esfèrics i s’organitzen en parelles o tètrades (degut a una divisió cel·lular incompleta). Són aerobis, mesòfils i grampositius, la qual cosa els hi dóna resistència a la radiació (toleren fins a 5 milions de rads i colonitzen reactors nuclears) i la dessecació.
Tot i això, tenen una membrana externa semblant a les dels gramnegatius. En part són molt resistents a la radiació gràcies a la gran capacitat que tenen de reparació de l’ADN.
El més resistent a les radiacions de tot és el Deinococcus radiodurans.
Un cas molt específic de Deinococcus és la Thermus aquatica, de la qual se n’obté la DNA-polimerasa per la PCR. És una espècie termofílica, quimioorganòtrofa, gramnegativa i aeròbica. Té una capa de peptidoglicà amb ornitina.
BACTERIS FOTOSINTÈTICS Pertanyen a phylums diferents. Són bacteris que utilitzen la llum com a font d’energia.
Es classifiquen en tres grups: cianobacteris (phylum 3), bacteris verds (phylum 9 i 12) i bacteris vermells (aquests últims són proteobacteris, phylum 1).
Cianobacteris Fan fotosíntesi oxigènica (aigua com a donador d’electrons i es produeix oxigen). La fosforilació pot ser cíclica o no cíclica.
Són els únics bacteris fotosintètics que tenen clorofil·la a, a més d’altres pigments com les biliproteïnes (ficobilines: ficocianina i ficoeritrina).
Tenen membranes lamel·lars fotosintètiques que envolten el citoplasma, és on trobem els pigments.
És possible que fossin els primers organismes fototròfics oxigènics del món, i són candidats a ser els originadors dels cloroplasts.
Són un grup gran i heterogeni, tenen molta diversitat en morfologia: n’hi ha d’unicel·lulars i de filamentosos, alguns tenen vesícules de gas.
Els filamentosos solen tenir cèl·lules fixadores de nitrogen, anomenades heterocistes.
Necessiten condicions anòxiques, per dur a terme un procés anaeròbic en què el resultat és NH3, que difon a altres cèl·lules pel filament.
Els cianobacteris tenen una àmplia distribució en ambients aquàtics i terrestres. Són molt resistents a altes temperatures i alta salinitat.
Exemples de cianobacteris: Spirulina, Oscillatoria, Nostoc, Synechococcus.
Bacteris verds Si són cocs, bacils o espirils són immòbils, si són filaments es poden moure per lliscament.
Fan fotosíntesi anoxigènica, és a dir, els donadors d’electrons són compostos orgànics o inorgànics. Fan fotofosforilació cíclica i tenen bacterioclorofil·les (a, c, d o e) associades a la membrana plasmàtica o en clorosomes (captació i reducció de la llum).
Es produeix ATP.
Bacteris verds del sofre Són anaerobis estrictes i fototròfics obligats. Els donadors d’electrons són el sulfur d’hidrogen i altres compostos del sofre, o hidrogen. Aquests microorganismes acumulen sofre a l’exterior cel·lular.
Viuen en ambients aquàtics rics en sulfur, on arribi la llum i en condicions anaeròbiques.
Poden formar consorcis, això són simbiosis amb cèl·lules no fotosintètiques.
Ex: Chlorobium Bacteris verds no del sofre Són filamentosos i per tant tenen moviment. Són anaeròbics facultatius, per això en aerobiosi són fototròfics i anaerobiosi són quimioorganotròfics. Tenen bacterioclorofil·la a i c en clorosomes.
No resisteixen altres concentracions de sofre, per la qual cosa viuen en ambients aquàtics il·luminats, no necessàriament aeròbics però pobres en sulfur.
Ex: Chloroflexus, Thermomicrobium.
Bacteris vermells Poden tenir forma de bacils, cocs i espirils, i són mòbils si tenen flagels. Poden fixar nitrogen con condicions anaeròbiques. Tenen invaginacions a les membranes.
Tenen pigments carotenoides i bacterioclorofil·les que els permeten fer fotosíntesi anoxigènica. Fan fotofosforilació cíclica.
Bacteris vermells del sofre Anaerobis estrictes i fototròfics obligats. També utilitzen com a donadors d’electrons el sulfur d’hidrogen, hidrogen o altres compostos de sofre per reduir el CO2 i fer la fotosíntesi.
Acumulen grànuls de sofre en el seu interior i tenen el mateix hàbitat que els bacteris verds del sofre.
Ex: Thiocapsa, Cromatium.
Bacteris vermells del sofre Són anaeròbics facultatius i poden ser fototròfics, quimioheterotròfics (en absència d’oxigen) o quimiolitotròfics.
No resisteixen elevades concentracions de sulfur d’hidrogen, tot i que el poden utilitzar, i poden fixar el nitrogen.
Ex: Rhodobacter, Rhodospirillum, Rhodopseudomonas.
Importància pràctica dels bacteris fototròfics - Fixadors del nitrogen: bacteris vermells no del sofre i cianobacteris.
Font de matèria orgànica: Spirulina.
Producció de sofre: Bacteris verds i vermells del sofre.
Eliminació del sulfur d’hidrogen (útil en conreus): Verds i vermells del sofre.
Producció de pigments d’interès industrial: bacteris vermells.
Producció vitamina B12: Spirulina.
PHYLUM 1 – PROTEOBACTERIS Són gramnegatius i són un grup molt ampli i variat. Hi ha des de bacteris de vida lliure a paràsits. Alguns tenen importància per la relació amb humans o ecològicament (fixadors del N2), o són importants per l’ús en la indústria, els conreus, hospitals...
Poden tenir prosteques, peduncles, gemes, beines, cossos fructífers... Tenen metabolismes molt diferents: fototròfics, quimiolitotròfics, quimiolitoautòtrofs...
Pseudomonadals Són bacteris quimioheteròtrofs amb respiració aeròbica. Es divideixen en 5 grups segons l’homologia, i dins d’aquests hi ha subgrups segons si tenen poli-beta-hidroxibutirat (PHB), pigment verd fluorescent o són patògens.
Tenen capacitat de degradació de compostos orgànics, per això participen en la bioremediació.
Exemples: - Patògens de plantes: P. aeruginosa, P. syringae.
En aliments: P. fluorescents.
Burkolderia cepacea: capacitat d’utilitzar més de 100 compostos orgànics.
Algunes soques també són patògens de plantes.
Bacteris entèrics També és un grup amb molta diversitat. Són anaerobis facultatius immòbils o amb flagel·lació perítrica. No formen espores.
Tenen una gran implicació clínica. Es diferencien fàcilment pel seu metabolisme i són fàcils d’identificar fenotípicament.
Ex: Escherichia coli, Serratia marcescens.
Vibrio i Photobacterium Els Vibrio són bacils corbats amb flagels polars en la major part dels casos, gramnegatius i anaerobis facultatius. Majoritàriament aquàtics.
Ex: - Vibrio cholerae: provoca diarrees líquides i deshidratació severa. Si no es tracta la mortalitat és del 60%.
Vibrio parahaemolyticus: es troba en aigua marina i mol·luscs. Al Japó ha provocat brots per ingesta de peix cru.
Els Photobacterium són bioluminescents únicament quan hi ha una alta densitat bacteriana i es formen agrupacions. Això és a causa de l’autoinducció: hi ha un autoinductor que només activa l’enzim que produeix la llum quan està concentrat.
S’associen amb peixos, alguns fins i tot han desenvolupat una estructura que alberga els bacteris.
Són anaerobis facultatius, i la bioluminescència només es dóna en presència d’oxigen.
El flux d’electrons va cap a l’O2.
Bdellovibrio Són bacteris depredadors d’altres bacteris gramnegatius. S’introdueixen en l’espai periplàsmic i en xuclen els nutrients. No necessiten depredar altres bacteris per viure, poden tenir una vida lliure. Interacciona amb els “preses” trencant la seva membrana externa.
Poden viure en hàbitat terrestre, aquàtic i marí.
Ex: Vampirococcus.
Rickettsia i Coxiella Són paràsits obligatoris, no sobreviuen gaire temps fora de l’hostatger. Infecten les cèl·lules i es multipliquen de forma activa a l’interior, provocant la lisi d’aquesta. Sobretot infecten humans i animals domèstics, provoquen tifus exantèmic i febre Q).
Els vectors pels quals es transmeten són artròpodes xucladors (normalment mosquits).
Ex: Rickettsia connerii i Coxiella burnetii (té una forma de resistència que es contagia per via aèria).
Myxobacteris Són bacteris terrestres que repten, la qual cosa els dóna mobilitat. Són aerobis i gramnegatius.
Tenen cicles vitals complexos: combinen cèl·lules vegetatives en vida lliure amb la formació de cossos fructífers i la producció de mixospores a partir d’aquests cossos fructífers.
Els cossos fructífers es donen en absència de nutrients. S’acumulen uns 109 bacteris que tenen comunicació cel·lular entre ells. Les mixospores donen resistència.
Són microdepredadors o “carronyers”, ja que alliberen uns enzims al medi que degraden matèria orgànica, entre ella altres bacteris i llevats.
Tenen un cromosoma de gran tamany i, com pràcticament tots els bacteris terrestres, són productors d’antibiòtics (competència pel nínxol ecològic).
Es troben en zones amb matèria vegetal en descomposició i detritus animal.
Ex: Myxococcus xanthus.
Bacteris nitrificants Són quimiolitotròfics (capacitat d’utilitzar matèria inorgànica com a font d’electrons). Són aerobis i n’hi ha d’heteròtrofs i d’autòtrofs.
Es troben representats en diferents grups de proteobacteris. Són presents al terra, sistemes de tractament d’aigües residuals (riques en amoni) i aigua dolça i marina.
Els bacteris nitrificants passen l’amoníac a nitrat, però no hi ha cap espècie que faci tot el procés, sinó que aquest es troba dividit en diferents espècies.
Nitrosificants Tenen sistemes de membranes amb un enzim, l’amoníac monooxigenasa, que permet fer el pas d’amoníac a nitrit.
Ex: Nitrosomonas, Nitrospira i Nitrosococcus.
Nitrificants Oxiden el nitrit a nitrat. Ex: Nitrobacter i Nitrococcus.
Els bacteris nitrificants són útils en terres de conreus, ja que faciliten una ràpida nitrificació de terres tractades amb sals d’amoni, i que les plantes puguin utilitzar el nitrat.
El nitrat també pot patir desnitrificació anaeròbica, que el nitrat es perdi perquè passa ràpidament a nitrogen gasós. A més, el nitrat és molt soluble.
Rhizobium i Agrobacterium Els dos són fixadors de nitrogen i es troben en vegetals.
Rhizobium Són pleomòrfics en condicions adverses. Formen nòduls a les arrels lleguminoses, on fixen el N2. De fet, viuen a l’interior de les cèl·lules de les arrels. Beneficien les plantes que es troben en medis pobres en nitrogen.
Les plantes alliberen una substància (flavonoides) que indueix als Rhizobium a traduir els seus gens NOT, de manera que se sintetitza el factor NOT. Aquests és una estructura de carbohidrats que fan que el “pèl” radicular d’una cèl·lula vegetal agafi el Rhizobium com un garfi. El rhizobium queda envoltat pel citoplasma de la cèl·lula, però sense entrar-hi. La divisió d’aquest acaba donant lloc a un tumor, a un nòdul.
La membrana que envolta els bacteris és diu membrana peribacteroide.
Aquest nòdul és un simbiosoma que no pot fer marxa enrere un cop format, és una forma diferenciada. És l’encarregat de fixar el N2. El simbiosoma estableix una relació de mutualisme amb la planta: els Rhizobium s’alimenten de sucres de la planta, i la planta aconsegueix NH3.
Els simbiosomes produeixen leghemoglobina, que protegeix els enzims fixadors de N2 de l’oxigen. Un cop redueixen el nitrogen, formen amoníac i alanina, que alliberen dins la cèl·lula de l’hoste, i es repartiran en compostos per tota la planta.
Agrobacterium Es de vida lliure i no és beneficiós per les plantes.
Indueix nuclis tumorals de cèl·lules de la pròpia planta. L’Agrobacterium penetra a través de ferides o lesions. Amb una conjugació amb al cèl·lula vegetal, traspassa el plasmidi TI (Tumor Inducing) que s’integra al cromosoma de la cèl·lula vegetal. Aquest plasmidi el tenen les soques de A. tumefaciens, i com el seu nom indica, provoca la proliferació d’un tumor.
TI codifica per hormones de creixement de la planta i per un derivat d’aminoàcids anomenat opina que és una font nutritiva de C i N pels bacteris invasors.
Aquest bacteri és útil en biotecnologia, perquè serveix per introduir gens que ens interessen amb el plasmidi TI. Per exemple gens per la fixació de N2 o de resistència a herbicides.
Metanòtrofs i Metinòtrofs Utilitzen compostos d’un sol carboni, com el metà o el metanol, i els converteixen en molècules de dos carbonis que es poden introduir dins el cicle del carboni. Això ho fan un enzims específics: metano-monooxigenasa i metanol-deshidrogenasa. El metà es forma en zones anòxiques per l’acció d’arqueobacteris metanògens.
Ex: Methylomonas i Methylobacter.
Es troben àmpliament distribuïts en la majoria d’espais, sempre que hi hagi una font de metà. Poden ser aerobis o microaeròfils.
Juguen un paper molt important en el cicle del carboni, ja que transformen el metà en nou material cel·lular.
BACTERIS GRAMPOSITIUS Es divideixen en dos grans grups: bacteris grampositius d’alt contingut en G+C, i de baix contingut.
BACTERIS GRAMPOSITIUS AMB BAIX CONTINGUT DE G+C Hi ha diferents grups: - Sense paret cel·lular  micobacteris Esporulats (formadors d’espores)  Clostridium i Bacillus De l’àcid làctic  Streptococcus (entre d’altres).
Staphylococcus En general són cocs o bacils, formadors d’endospores, sapròfits, patògens d’humans i d’interès industrial.
Mycoplasma Només tenen membrana plasmàtica, per la qual cosa són pleomòrfics. Tot i això, la membrana té consistència, per la qual cosa necessita uns requeriments nutricionals determinats: esterols i lipoglicans.
Tenen un genoma molt petit, del qual G+C representen un 23-41%.
N’hi ha de sapròfits, comensals o paràsits. Per això són contaminants habituals de cultius cel·lulars. Poden provocar malalties infeccioses en humans respiratòries i genitourinàries.
Es poden fer créixer en colònies en condicions molt especials, en colònies en forma d’”ou fregit”.
Ex: M. pneumoniae i M. hominis Esporulats Clostridium Anaerobis estrictes, resistents a altes temperatures i formadors d’endospores.
Fermenten aminoàcids per obtenir energia. En resulta amoníac, sulfur d’hidrogen, àcids greixosos i amines  pudor de putrefacció.
Per això hi ha alguns tipus que són dolents per la indústria alimentària, ja que malmeten aliments (C. botulinum) o produeixen butanol (C. acetobutylicum). Aquest últim també produeix àcid butíric i acteona (abans era molt utilitzat en indústria).
Alguns són patògens: - - C. perfringens: era usual en guerres, perquè s’introduïa al cos per ferides fetes per arma blanca. Produeixen gangrena. Les espores d’aquests bacteris provoquen una mala coagulació de la sang i necrosis dels teixits.
C. tetani: provoca el tètanus. Espores entren dins el cos per ferides i alliberen toxines que produeixen contracció muscular.
C. botulinum: produeix la toxina botulínica, que provoca una relaxació muscular mortal.
La majoria són sapròfits del terra, en cas d’anaerobiosi degraden al cel·lulosa de les plantes mortes. També hi ha sapròfits en l’intestí d’alguns mamífers. Tenen espores com a forma de resistència.
Bacillus Són sapròfits del terra i tenen enzims extracel·lulars. Formen espores. Com la majoria de bacteris del terra, produeixen antibiòtics (bacitracina, polimixina).
Alguns són patògens humans: - B. cereus  intoxicacions alimentàries B. anthracis  àntrax B. sphaericus i B. thuringiensis tenen un cos paraesporal unit a la espora que és una protoxina que es converteix en toxina quan se separa de l’espora en l’intestí de les larves. És tòxic per alguns insectes.
Bacteris grampositius de l’àcid làctic – Streptococcus Són cocs que s’agreguen en parelles o cadenes. Requereixen medis enriquits nutricionalment (agar+sang). N’hi ha d’aerobis, anaerobis, anaerobis facultatius i microaeròfils.
Són immòbils i no formen espores. Fermenten sucres i tenen una resistència variable a la calor i la dessecació.
Exemples hàbitat: - S. pyogenesi: faringitis bacteriana.
S. pneumoniae: faringe i nasofaringe. Provoca la pneumònia, i a vegades otitis.
S. agalactiae: faringe, pell, intestí i vagina. Hi ha risc que en el moment del part el nounat quedi amb el microorganisme a la pell i sigui colonitzat. Per evitar-hi, es donen abans a la mare dosis d’antibiòtic.
- Grup viridans: orofaringe, tub digestiu, tracte urogenital i pell. Produeixen àcid làctic a partir de sucre, gràcies a enzims proteolítics. Són els bacteris que provoquen les càries perquè trenquen l’esmalt.
Gènere Staphylococcus Cocs grampositius que formen cúmuls irregulars (forma raïm).
Són poc exigents, és a dir, no necessiten requeriments nutricionals molt específics, poden créixer en medis poc complexes, com el medi de Chapman. Aquest és un medi salí, i concretament és bo per el S. aereus.
Són aerobis o anaerobis facultatius, tenen catalasa (bo per infectar humans), fermenten sucres, són immòbils i no formen espores. Són resistents a la dessecació i la calor.
Pel que fa a l’hàbitat, es troben àmpliament distribuïts a la natura (formen part de la flora). Colonitzen mucoses i pell d’humans. Concretament, l’S. aereus, que és el més patogen de tots, colonitza la mucosa digestiva, nasal i faríngia. Provoca infeccions amb pus. Pot difondre a altres òrgans i fins i tot a la sang. També pot alliberar toxines, que tenen dos efectes: - Produir una alteració digestiva (enteritis).
Pell escaldada: s’allibera la capa superficial de la pell.
Hi ha més de 25 espècies diferents d’Staphylococcus. Segons la presència de l’enzim coagulasa, que dóna la capacitat de coagular el plasma sanguini, hi ha dos grups: - Coagulasa positius: S. aereus. Pot coagular plasma al seu voltant formant una paret que el protegeixi d’anticossos.
Coagulasa negatius: S. epidemidis i S. saprophyticus. Són patògens oportunistes.
BACTERIS GRAMPOSITIUS AMB ALT CONTINGUT DE G+C Es classifiquen en tres grups: - Corineformes i altres bacteris de l’àcid propiònic.
Mycobacterium.
Streptomices i altres actinomicets.
Corineformes Pertanyen al gènere Corynebacterium. Són bacteris immòbils i aerobis. Fan una divisió incomplerta que fa que formin “lletres xineses”.
La majoria no són patògens, però n’hi ha un que sí.
- C. diphteriae: entra al cos per inhalació. Crea una pseudomembrana sobre les amígdales i provoca una resposta inflamatòria a la gola. Allibera la toxina diftèrica, que causa dany sistèmic al cor, ronyó i fetge.
Hi ha una altra espècie, C. glutamicum, que s’utilitza en la indústria alimentària en la producció de derivats làctics i agents aromatitzants.
Mycobacterium Són bacils immòbils, sense càpsula, aerobis estrictes, no formen espores i tenen exigències nutritives variables.
Tenen una paret cel·lular molt particular: té un alt contingut en lípids. No es tenyeix amb la tinció de Gram, sinó amb la de Ziel-Nielssen.
Alguns són inofensius i alguns altres patògens: - M. tuberculosis M. leprae La paret conté lípids en un 30-40% del seu pes sec. Té molt poc peptidoglicà però altres compostos lipídics dirigits cap a l’exterior que el protegeixen (glicolípids, micòsids, arabinogalactan, àcids grassos de cadena llarga, àcids micòlics...).
Això dóna a la paret propietats biològiques: - Els àcids micòlics el protegeixen dels àcids i els alcohols. Per això reté el colorant encara que se li posi alcohol (Ziel-Nielsen).
Resistència a agents químics.
S’han de tractar amb antibiòtics especials, ja que no tenen les mateixes dianes.
Les cèl·lules tenen un caràcter hidrofòbic. No es poden fer resuspensions homogènies (en dissolvents orgànics sí).
Pel que fa a la relació del bacteri patogen amb l’hostatger: - Els lípids de membrana donen més virulència i atenuen la resposta immunològica.
Capacitat de persistència dins els macròfags (no poden ser destruïts pels seu enzims degradatius).
Streptomyces i altres actinomicets Són aerobis, bacils que s’agrupen en hifes (filaments ramificats), i formen espores asexuades.
La morfologia i la posició de les espores es fa servir com a caràcter taxonòmic per classificar les espècies: - Conidiospores o conidis.
Esporangiospores.
Es troben al terra i degraden la matèra orgànica provocant-ne una mineralització. També són bons productors d’antibiòtics.
Gènere Streptomyces Conté més de 500 espècies. Forma filaments no septats (no es veuen separacions entre cèl·lules). Produeixen dos tipus d’espores (cada espècie només un). Les espores creixen per la cara apical. Diferents soques fan diferents morfologia colonial.
Produeixen geosmina (olor de terra humit).
Degraden pectina, lignina, quitina, làtex i compostos aromàtics mitjançant exoenzims.
Produeixen més de 60 antibiòtics útils en medicina, veterinària, agricultura i indústria.
...