Célula procariota. Bibliografía. Pared celular. Procariota vs. Eucariota. Bacteria. Bacteria: Archaea: Gram + Gram-


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1 Célula procariota Bibliografía PROCARIOTAS Brock, Madigan, Martinko, Parker Biología de los microorganismos, 10 ed, Prentice Hall Prescott, Harley, Klein Microbiología, McGraw-Hill Interamericana. Página de la Universidad de Wisconsin: Procariota vs. Eucariota Pared celular Células procariotas Sin núcleo Sin organelos Pared celular de peptidoglicano Fisión binaria 1 cromosoma circular Células eucariotas Núcleo Organelos Si tiene pared celular, de celulosa o quitina Mitosis Cromosomas lineales Bacteria: Gram positivo Gram negativo Sin pared Archaea: Diversas estructuras Sin pared Gram + Bacteria Gram- 1

2 Gram- Gram+ Pared Celular Gram Positiva Membrana Externa de Gram Negativos Porinas - proteinas que permiten el pasaje de moléculas pequeñas a través de la membrana -- específicas e inespecíficas Lipopolisacárido (LPS) O-antigeno número de repeticiones variables específico de cepa A menudo tóxico para animales - endotoxina Crea superficies densamente hidrofílicas Funciones de la pared Rigidez (mantener la forma, evitar la lisis). Comunicación con el medio exterior. Puede estar involucrada en patogenicidad (LPS) Barrera para algunas moléculas. Espacio periplásmico (enzimas de transporte, hidrolíticas, etc.) 2

3 Formación de Protoplastos Baja Concentración de solutos Alta concentración de solutos Peptidoglicano Polímeros lineales de N-acetil glucosamina (NAG) y ácido N-acetil murámico (NAM) Ruptura por lisozima Entrecruzamientos peptídico unión a ácido N-acetil murámico contiene D- and L- amino ácidos. Inhibición por antibióticos β-lactámicos (penicilina). Peptidoglicano suficientemente poroso para el pasaje de nutrientes. Funciones del Periplasma (E. coli) Proteínas de periplasma de E.coli. Proteínas de unión para amino acidos (e.g. histadina, arginina) Enzimas de biosíntesis Ensamblado de mureína Enzimas de degradaciónde polímeros proteasas Enzimas detoxificantes Beta-lactamasas (e.g. penicillinasa) Pared celular de Archaea No contiene peptidoglicano Puede ser de pseudopeptidoglicano (pseudomureina) pseudomureina cubierta de proteina, monocapa superficial de proteina o glicoproteina, sin pseudomureina Existen Archaea sin pared La membrana celular Los lípidos en Bacteria y Archaea tienen diferentes enlaces químicos Estructura: Bicapa fosfolipídica con proteínas embebidas; puede contener también hopanoides de estructura similar al colesterol. Ester - Bacteria Eter - Archea En Archaea, éteres de alcohol isoprenoide, algunas forman monocapas. Isopreno 3

4 Estructura de la Membrana Citoplasmática Membrana citoplasmática de E. coli Funciones de Membrana Citoplasmática Barrera de Permeabilidad sólo moléculas pequeñas, sin carga, hidrofóbicas, pueden atravesar la membrana por difusión. Ancla de Proteínas transporte, generación de energía, quimiotaxis Generación de fuerza proton motriz En fotótrofas: Estructuras intracitoplasmáticas, soportan el aparato fotosintético (Vesículas, túbulos, tipo tilacoides) Síntesis de pared, y estructuras extracelulares. Citoplasma Proteínas (enzimas, complejos enzimáticos, estructurales) Ribosomas (70S: 55 proteínas, rrna 5S, 16S, 23S)- polisomas mrna, trna Otras macromoléculas, solutos Sin estructura visible al microscopio No tienen citoesqueleto. Estructura celular procariota - DNA No tiene núcleo. El DNA está en el citoplasma: nucleoide : zona que ocupa el DNA. Es haploide. Genoma: una única molécula de DNA de doble cadena, circular. El genoma contiene 1-6 x 10 6 pares de bases (bp) en procariotas de vida libre; genes No contiene histonas. Puede contener otros elementos genéticos no genómicos: plásmidos y genomas fágicos. No tienen membrana nuclear 4

5 DNA Cromosomal No hay porcesamiento del ARNm La transcripción está ligada a la traducción. DNA circular cerrado Superenrrollado. Plásmidos Moléculas pequeñas de DNA cromosómico extracelular 5 a 100 genes Codifica para funciones metabólicas auxiliares: resistancia a antibióticos penicilasa Producción de toxinas Estructuras características Estructuras con funciones específicas. No todos los microorganismos las tienen. Son características de género y especie (taxonomía) Ejemplos: fimbrias, flagelo, pili, endoespora, cápsula, inclusiones citoplasmáticas Fimbrias - Pili Fimbria - filamento proteico corto, involucrado en funciones de adhesión a superficies. Pelo sexual - unión a célula receptora durante la conjugación. Flagelos Endosporas Mas de 40 genes involucrados La energía la proporciona la fuerza protomotriz Se forman bajo condiciones de estrés. Confieren resistencia al calor, radiación, desecación. Producidas principalmente por los géneros Bacillus y Clostridium (Gram+). Permite la supervivencia en ambientes desfavorables (permanecen viables por meses, años). DNA protegido por ácido dipicolínico y proteínas. Luego de la activación, la disponibilidad de nutrientes dispara la germinación y el crecimiento La localización de la espora en la célula puede ser usada para la identificación 5

6 Formación de esporas Inclusiones citoplasmáticas A- el ADN se duplica y enrolla alrededor del eje central (filamento axial) B- Uno de los cromosamas se rodea de membrana plasmática. C- el protoplasto es rodeado por la célula madre D- se sintetizan las cubiertas de la espora. E- se elimina agua, se forma estructura resistente al calor. F- se libera la espora por lisis de la célula madre. En B. subtilis 6-7 horas, 50 genes. Algunas bacterias tienen estructuras internas gránulos de almacenamiento - polifosfato,azufre, polihidroxibutirato (PHBs) vesículas de gas flotación Carboxisomas, clorosomas. Gránulos de polihidroxibutirato (PHBs) Cubiertas extracelulares vesículas de gas flotación Glicocalix: Material externo a la pared celular Cápsulas - Material en la superficie celular Capas mucilaginosas - Material adherido, menos fuertemente Capa S: Subunidades proteicas o glicoproteicas. G+, G- y Archaea. Pueden constituir la pared Funciones Protección contra defensas del huésped (fagocitosis) Protección contra desecación Protección contra virus, toxinas Adhesión a superficies (células, objetos inanimados) formación de biofilms. Glicocalix Diferencia entre la estructura celular de Bacteria, Archaea y Eucarya Propiedad Membrana nuclear Bacteria Eucarya Archaea Tinción negativa Microscoía electrónica Organelos Tamaño ribosoma Peptidoglicano en la pared Esteroles en membrana Lípidos de membrana 70S (hopanoides) Ester unidos a glicerol 80S Ester unido a glicerol 70S Eter, ramificados 6

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