Tema 5. (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad Complutense de Madrid (UCM)
Grado Farmacia - 3º curso
Asignatura Microbiologia I
Año del apunte 2016
Páginas 4
Fecha de subida 20/06/2017
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Profesor Víctor, María Molina

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    Tema  5:  La  pared  celular:  estructura  y  función  biológica     La  pared  celular  es  una  estructura  rígida  y  compleja  esencial.  Está  presente  en  todos  los  hongos  y  en  casi   todos  los  procariotas.  Esto  lo  convierte  en  una  diana  de  antibióticos  muy  selectiva,  porque  nosotros  no   tenemos  pared  celular.  La  célula  se  muere  si  se  queda  sin  pared  celular.  Es  muy  poco  tóxico  para  nosotros.   Por  fuera  de  la  doble  membrana  plasmática  está  la  capa  externa,  la  pared  celular.     Sus  funciones  protectoras  son  muy  importantes  para  la  supervivencia  de  la  célula.     Los  micoplasmas  (bacterias)  y  otros  parecidos  no  tienen  pared  celular.  Son   flexibles  y  pleomórficos,  con  una  extensión  apical.  Son  los  únicos  que  poseen  en   sus  membranas  citoplasmáticas  esteroles.     Además,  la  pared  celular  es  la  responsable  de  la  forma  de  la  célula.     Rodea  la  membrana  plasmática  y  le  confiere  protección  osmótica.  Regula  el  intercambio  de  compuestos.  Si  la   célula  está  en  un  medio  hipotónico  (concentración  en  el  interior  mayor  que  en  el  exterior),  habría  una   tendencia  del  agua  a  entrar  en  ella.  La  pared  celular  lo  contiene  rígidamente,  con  lo  que  la  membrana  no   explota.     Si  una  célula  con  pared  celular  se  pone  en  un  medio  con   una  enzima  que  rompa  la  pared  celular,  el  agua  entra  y  se   rompe  la  célula.  Si  queremos  que  la  célula  no  se  rompa  al   quitar  la  pared  celular  tenemos  que  mantener  la   concentración  isotónica.  Obtenemos  un  protoplasto   (resultado  de  quitarle  la  pared  celular)  con  forma  esférica.   Si  tenemos  un  protoplasto  y  añadimos  agua,  este  se  rompe.   Actúa  como  barrera  selectiva,  aunque  no  tanto  como  la   membrana  plasmática.  Los  poros  no  son  tan  específicos.   Tiene  importancia  en  patogénesis:  región  de  contacto  con   el  entorno  (hospedador)  y  reconocimiento  por  el  sistema   inmune.  Muchos  de  los  antígenos  que  se  encuentran  en  la   parte  externa  de  las  células  pueden  reconocer  partes  de  la   pared  celular.     Composición  de  la  pared  celular  de  bacterias   Se  divide  a  las  bacterias  en  dos  grandes  grupos:  Gram+  y  Gram-­‐.  Es  una  tinción  que  debido  a  la  composición   de  la  pared  celular,  las  células  se  tiñen  o  no.  Los  Gram+  se  tiñen  de  morado-­‐azul  oscuro.  Los  Gram-­‐  quedan  de   color  rosa.   Hay  bacterias  que  evolutivamente  se  parecen  más  a  los  Gram-­‐,  pero  en  algunos  con  la  tinción  de  Gram  no  se   acaba  de  ver  bien,  por  lo  tanto  la  tinción  no  es  tan  definitoria  del  grupo.     Se  tiñen  de  forma  diferente  porque   tienen  pared  celular  diferente.  Los   Gram+  tienen  una  pared   homogénea.  Los  Gram-­‐  tienen   rugosidades  en  la  capa  externa  de   la  pared.     La  capa  más  densa  que  responde  a   los  electrones  es  el  peptidoglicano.  Este  es   el  90%  en  Gram+  y  el  10%  en  Gram-­‐.  Tienen   la  misma  composición  en  ambas.  Los  Gram-­‐   tienen  una  capa  externa  sobre  el   peptidoglicano.  Entre  ambos  hay  un   espacio  periplásmico.  Esto  hace  que  se   pueda  desteñir  con  alcohol  al  hacer  la   tinción  de  Gram.     El  peptidoglicano  es  una  red  macromolecular  de  la  que  depende  la  rigidez  de  la  pared.  Tiene  varias  capas  de   peptidoglicano  en  los  Gram+,  en  los  Gram-­‐  solo  hay  una  capa.       1       El  peptidoglicano  está  formado  por  azúcares  que  van   unidos  entre  sí.  Son  N-­‐acetilglucosamina  (NAG)  y  N-­‐ acetilmurámico  (NAM)  alternados.  Estas  cadenas   forman  las  capas  de  peptidoglicano.  Entre  ellos  hay   cadenas  de  aminoácidos  (tetrapéptidos).  Se  unen  de   forma  antiparalela  con  los  de  la  cadena  de  arriba  y   abajo.   El  disacárido  es  la  unidad  de  peptidoglicano,  es  el   formado  por  los  2  azúcares.  Son  N-­‐acetilglucosamina   y  N-­‐acetilmurámico.  La  primera  tiene  un  grupo  amino   en  vez  de  ácido  y  un  grupo  acetilo.  La  segunda  es   como  la  NAG  con  un  ácido  láctico.  Estos  dos  azúcares   se  unen  por  enlace  b(1,4).  Los  enlaces  b  son  más   rígidos  que  los  a,  lo  que  le  confiere  una  estructura   rígida.
Los  protoplastos  se  forman  con  la  lisozima,  que   rompe  los  enlaces  b(1,4).  La  lisozima  está  de  forma   natural  en  la  saliva.     El  ácido  láctico,  por  enlace  éter,  se  une  a  los  aminoácidos  tetrapépticos.     El  ácido  láctico  se  une  a  L-­‐alanina  –  D-­‐ácido  glutámico  –  aa3  –  D-­‐alanina   aa3  varía:  en  Gram-­‐  es  ácido  meso-­‐diaminopimélico;  y  en  Gram+  es  L-­‐lisina.   Nosotros  tenemos  aminoácidos  L  solo.     Las  paredes  más  rígidas  son  las  de  las  Gram+  porque  tienen  más  capas  de   peptidoglicano,  mayor  número  de  uniones  y  puentes  con  varios   aminoácidos.   Los  Gram-­‐  tienen  puentes  intracatenarios  entre  DAP  y  D-­‐alanina.   En  los  Gram+  normalmente  entre  la  L-­‐lisina  y  la  D-­‐alanina  hay  5  glicinas.     Las  Gram-­‐  tienen  peptidoglicano  más  fino,  menor  número  de  uniones  y  unión  más  directa.       Hay  otros  componentes  como  los  ácidos  teicoicos  y  lipoteicoicos.  Son  polímeros  de  glicerol  (3C)  o  ribitol  (5C)   unidos  por  grupos  fosfatos  y  covalentemente  al  PG.   -­‐  Confieren  carga  negativa.  Influyen  en  la  interacción  de  moléculas  con  la  pared.   -­‐  LTA:  anclaje  físico  pared/membrana  citoplásmica.  Forma  una  estructura  más  estable.     -­‐  Receptores  de  FAGOS.  Hay  virus  específicos  de  bacterias  (bacteriófagos  o  fagos).  Para  reconocer  a  las   bacterias  que  pueden  infectar,  interaccionan  con  alguna  de  sus  moléculas  externas.     -­‐  PAMP  (patrones  moleculares  asociados  a  patógenos).  Desencadenan  la  respuesta  innata  inespecífica.   -­‐  Confieren  capacidad  antigénica.  Disparan  la  respuesta  celular  específica.       La  membrana  externa  de  las  Gram-­‐  está  compuesta  por:   §  Fosfolípidos   §  Lipoproteínas  (anclaje  a  pared  celular).  Proteínas  unidas  a  los  lípidos  de  la  membrana.  sirven  de  anclaje  para   unir  la  membrana  externa  con  el  peptidoglicano.     §  Proteínas:  porinas,  transportadores,  adhesinas,  etc.  Tiene  mayor  permeabilidad  selectiva  que  el   peptidoglicano.  Las  adhesinas  están  en  el  exterior  de  la  célula  para  poder  adherirse  a  nuestros  tejidos  u   otras  superficies.   §  Lipopolisacáridos  (LPS),  tiene  3  partes:   -­‐  Lípido  A:  función  de  endotoxina.  Dispara  como  PAMP  la  respuesta  inmune  innata.     -­‐  Núcleo  (core)  polisacarídico.  Es  similar  en  todos.  Está  formado  por  azúcares.   -­‐  Polisacárido  O:  parte  externa  variable.  Es  específico  de  cada  especie  e  incluso  cepa.  Es  determinante  para   las  características  antigénicas  de  la  bacteria.       La  membrana  externa  de  los  Gram-­‐  confiere:   -­‐  Carga  negativa   -­‐  Barrera  de  permeabilidad  +  receptor  de  fagos     2       -­‐  Facilita  la  adhesión   -­‐  PAMP  (toxicidad  y  choque  endotóxico).  Es  endotóxico  porque  no  se  libera,  está  en  la  pared.     -­‐  Antigénico  (antígeno  O  somático)   Ej:  LPS  en  Enterobacterias  y  LOS  (lipooligosacárido)  en  Neisseria.     Cuando  los  PAMPs  son  reconocidos  por  los   PRRs,  se  desencadena  una  respuesta  innata   en  la  que  se  segregan  citoquinas,  se  produce   una  respuesta  inflamatoria,  se  liberan   péptidos  antimicrobianos  y  son  reclutadas   células  fagocíticas.     PAMPs:  patrones  moleculares  asociados  a   patógenos.  Ej:  LPS  G,  PG  LTA  G+.   PPRs:  receptores  de  reconocimiento  del   patrón.  Ej:  tipo  Toll  (TLR).   Los  PAMPs  son  respuestas  generales  que   comparten  todos  los  microorganismos,  pero   la  respuesta  específica  depende  del   microorganismo.     Estructura  de  la  pared  celular  de  las  bacterias  ácido  alcohol  resistentes   Son  más  resistentes  que  las  Gram+.  Se  tiñen  mediante  la  tinción  de  Ziehl-­‐Neelsen  que  colorea  las  colorea  de   azul  oscuro.     Son  más  difíciles  de  teñir  porque  tienen  una  pared  celular  diferente  a  las  demás:   §  El  peptidoglicano  es  especial,  no  tiene  NAM,  sino  N-­‐glucolilmurámico.     §  Presencia  de  una  capa  de   arabinogalactano  (para  la  unión  a  PG)  y   lipoarabinomanano  (LAM)  (unión  a  la   membrana  plasmática  y  actuación  como   PAMP).     §  Membrana  externa:     -­‐  Proteínas.  Ej:  porinas.   -­‐  Presencia  de  ácidos  micólicos:  ácidos   grasos  ramificados  b-­‐hidroxilados   difíciles  de  teñir.   -­‐  Glucolípidos  en  la  parte  más  externa.   Incluye  a  la  familia  Mycobacteriaceae  que   producen  lepra,  tuberculosis,  etc.   Pared  celular  de  las  arqueas   -­‐  Carecen  del  peptidoglicano  característico  de  bacterias.   -­‐  Algunas  poseen  una  pared  con  pseudopeptidoglicano:  tienen  N-­‐acetilglucosamina,  N-­‐ acetiltalosaminurónico,  enlaces  b-­‐1,3  glucosídicos.  Todos  tienen  L-­‐aminoácidos,  pero  no  DAP.     -­‐  Otras  carecen  de  pseudopeptidoglicano,  tienen  otros  polisacáridos.     3       -­‐  Otras  carecen  de  pared  celular,  como  Thermoplasma,  tiene  lipoglicanos  en  la  membrana.   -­‐  La  mayoría  poseen  una  capa  paracristalina  (capa  S),  única  o  externa  a  la  pared,  formada  por  proteínas  o   glicoproteínas,  de  simetría  hexagonal.  Función   protectora,  de  barrera.  También  está  en   algunas  bacterias.       Estructura  de  la  pared  celular  fúngica   Está  formada  por  polímeros  estructurales  que  le  confieren  rigidez   (interconectados)  en  proporciones  diferentes  según  las  especies.   Tienen  quitina  (b-­‐1,4-­‐N-­‐acetilglucosamina),  glucano  (b-­‐1,3-­‐glucosa)   y  manoproteínas  (proteínas  con  unidades  de  manosa  en  cantidad   variable).     Las  proporciones  de  los  compuestos  varían  según  los  hongos.   Otros  polímeros  amorfos:  a-­‐glucanos.       Funciones  similares:   -­‐  Estructura  rígida  y  compleja  esencial  à  antifúngicos   -­‐  Responsable  de  la  forma  de  la  célula.   -­‐  Rodea  a  la  membrana  plasmática  y  le  confiere  protección  osmótica.   -­‐  Barrera  selectiva.   -­‐  Necesaria  para  el  crecimiento  y  la  división  celular.   -­‐  Importancia  en  la  patogénesis-­‐PAMPs  y  antígenos:  1,3-­‐glucano  y  manoproteínas  (adhesinas).  Son  las   moléculas  en  contacto  con  el  sistema  inmune.           4   ...

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