MICROBIOLOGÍA

MICRO BIOLOGÍA

 CLASIFICACIÓN, ESTRUCTURA Y REPLICACIÓN DE LAS BACTERIAS

1-      CLASIFICACIÓN BACTERIANA

·         Distinción inicial de las bacterias: características de crecimiento en distintos nutrientes y medios de cultivo. Crecen en colonias (se diferencian por color, tamaño, forma u olor). Capacidad de resistencia antimicrobiana, de fermentación de azúcares, de lisar eritrocitos(cap. Hemolítica), de hidrolizar lípidos.

·         Aspectos microscópicos principales: tamaño, forma, y configuración (cocos, bacilos, curvos, espirales), tinción de gram (+ o -). (staphylococcus aureus RACIMOS DE UVAS, neisseria DIPLOCOCOS, E. Coli bacilo).

·         Tinción de gram: 

Positivo: violeta (uso de violeta cristal, que precipita con yodo), colorante queda atrapado en gruesa capa de peptidoglucano.

Negativo: Rojo (uso de safranina como contraste, pues tienen capa delgada de peptidoglucano). 

EXCEPCIONES: Micobacterias (se usa tinción ácido-alcohol) y Micoplasmas (no tiene peptidoglucano)

2-      DIFERENCIA METABÓLICA, ANTIGÉNICA Y GENÉTICA

·         Necesidad de entorno aerobio a anaerobio.

·         Exigencia de nutrientes específicos (capacidad de fermentar carbohidratos como fuente de carbonos para el crecimiento)

·         Producción de productos metabólicos característicos (ácidos, alcoholes)

·         Enzimas específicas (ej. Catalasas en estafilococos)

·         Mediante uso de anticuerpos que detectan antígenos caacteristicos en la misma (SEROTIPADO). Usado en: Bacterias difíciles de detectar (treponema pallidum, sífilis) o muy peligrosas para cultivarlos en laboratorios (Francisella, tularemia) o para subdividir a bacterias por debajo del nivel de la especie para epidemiología.

·         MÉTODO MÁS EXACTO: Análisis de material genético, mediante detección de secuencias de ADN dentro de cromosomas (Hibridación del ADN, Amplificación mediante reacción en cadena de la polimerasa{PCR}). Usado para detercción rápida de gérmenes de crecimiento lento como micobacterias y hongos, o análisis de muestras patológicas, incluso cepas virulentas. NO NECESITAN GÉRMENES VIVOS. Aplicación más frecuente ANÁLISIS DE SECUENCIAS DE ADN RIBOSÓMICO para detectar secuencias que distinguen a una familia o género y secuencias que caracterizan a una especie o subespecie.

·         PARA CLASIFICAR SUB ESPECIES: análisis de plásmidos, el ribotipado y el análisis de los fragmentos de ADN cromosómico.

3-      ESTRUCTURA BACTERIANA

·         CITOPLASMA: ADN cromosómico, ARNm, ribosomas, proteínas y metabolitas.

·         CROMOSOMA: Única molécula circular contenida en NUCLEOIDE. Carece de histonas y no forma nucleosomas.

·         Puede poseer PLÁSMIDOS (extracromosómicas, más cortas que ADN, otorgan resistencia frente a antibióticos)

·         AUSENCIA DE MEMBRANA NUCLEAR: causa acoplamiento de transcripción y traducción. Ribosomas se fijan a ARNm y fabrican proteínas mientras se está sintetizando el ARNm unido al ADN.

·         RIBOSOMA: dos subunidades 30S Y 50S, formando ribosoma de 70S.

·         MEMBRANA CITOPLASMÁTICA: estructura lipídica doble, NO CONTIENE ESTEROIDES (excepción micoplasmas). Funciones: transporte y producción de energía. Tiene proteínas de transporte que permiten captación y liberación de sustancias y bombas de iones. Cara interna: Tapizado por filamentos proteicos de actina, los cuales participan en forma de bacteria y formación del tabique. (determinan forma helicoidal en treponemas).

·         PARED CELULAR: Estructura repetitiva de componentes se une a receptores tipo toll para respuestas innatas. No poseen peptidoglucanos: Archaea (tienen seudoglucanos), micoplasmas (carecen pared celular), clamidias (no peptidoglucano). Peptidoglucano otorga rigidez  y determina forma de la célula.

3.1- BACTERIAS GRAMPOSITIVAS:

·         PARED CELULAR GRUESA, peptidoglucano poroso que permite difusión de metabolitos a membrana plasmática. Elemento clave para: estructura, replicación y supervivencia de bacteria en condiciones hostiles.

·         Peptidoglucano puede degradarse con LISOZIMA (presente en mucosidad y lágrimas humanas), ya que desdobla el esqueleto del glucano. Sin peptidoglucano, hay diferencias de presión osmótica en ambos lados de membrana y se produce lisis, generando un PROTOPLASTO, también experimenta lisis, a menos que se estabilice osmóticamente.

·         Posee: proteínas, ácidos teicoicos, lipoteicoicos y polisacáridos complejos (C). (estreptococos PROTEÍNA M, estafilococos PROTEÍNA R)

·         Ácidos teicoicos son polímeros hidrosolubles de fosfatos de poliol, unidos a peptidoglucanos, fundamentales para viabilidad celular. Son factores de virulencia.

·         Ácidos lipoteicoicos unidos a membrana citoplasmática. 

Bacterias y virus.ppt de JiovanyHagane

Son antígenos de superficie frecuentes que diferencian los serotipos bacterianos y favorecen fijación a otras bacterias y a receptores de células de mamíferos (ADHERENCIA). Son capaces de desencadenar respuestas inmunitarias.

3.2- BACTERIAS GRAMNEGATIVAS:

·         Paredes más complejas. No  contiene ácidos teicoicos ni lipoteicoicos.

·         Delgada capa de péptidoglucano (5% a 10%).

·         En la capa externa contiene la MEMBRANA EXTERNA. Zona entre PG y ME: ESPACIO PERIPLÁSMICO (contiene enzimas hidrolíticas, proteasas, fosfatasas, lipasas, nucleasas y de metabolización de carbohidratos, ADEMÁS de factores de virulencia líticos como colagenasas, hialuronidasas, proteasas, B-lactamasas).

·         Atravesada por sistemas de transporte que incluyen DISPOSITIVOS DE SECRECIÓN de tipos I, II, III, IV y V (para captación y liberación de metabolitos). Estos contribuyen a la virulencia porque transportan moléculas que facilitan adherencia o proliferación intracelular. DISPOSITIVO DE SECRECION III cruza las membranas interna y externa y actúa como jeringa para inyectar proteínas dentro de otras células).

·         Membrana externa mantiene estructura y es una barrera impermeable a moléculas y gran tamaño (como lisozima) e hidrófobas (como algunos antimicrobianos). Ofrece protección frente a condiciones ambientales adversas. La ME es asimétrica, bicapa lipídica. Zona interna tiene fosfolípidos. Zona externa tiene LIPOPOLISACÁRIDOS (endotoxina, activa IL1, IL6 y factores de necrosis tumoral. Induce fiebre y tal vez shock). Neisseria tiene LPS.

·         ME tiene PORINAS, donde permite la entrada de moléculas hidrófilas de menos de 700Da (como metabolitos y algunos antimicrobianos pequeños)

·         ME se conecta con memb citoplasmática a través de ZONAS DE ADHESIÓN (vía membranosa para el paso de componentes recién sintetizados de la membrana ext a esta). Y al peptidoglucano por LIPOPROTEÍNA.

·         ME se mantiene por enlaces catiónicos divalentes (Mg y Ca) formados entre fosfatos de moléculas de LPS y por interacciones hidrófobas entre LPS y proteínas existentes. La alteración de la ME debilita a la bacteria y permite el paso de grandes moléculas como la lisozima que produciría ESFEROPLASTOS, sensibles a cambios osmóticos.

3.3- Estructuras  externas:

·         CÁPSULAS (si son débiles o no uniformes se les llama capa de Limo). CONOCIDAS COMO GLUCOCALIX. Formadas por polisacáridos o proteínas) Innecesarias para crecimiento. POCO ANTIGÉNICA, ANTIFAGOCÍTICA Y FACTOR DE VIRULENCIA SIGNIFICATIVO. Barrera de moléculas hidrófobas tóxicas. Facilita adherencia a otras bacteria o a superficies de hospedador (como streptococus mutans, su cápsula de levano y dextrano le permite adherirse al esmalte dental).

·         FLAGELOS formados por flagelina. Proporcionan motilidad (se mueven por potencial de acción), permite que la célula se dirija hacia los nutrientes y evite sustancias tóxicas (QUIMIOTAXIS). Factores antigénicos y determinantes de la cepa bacteriana. ES LIGANDO PARA EL RECEPTOS tipo toll 5 para activar respuesta innata en hospedador.

·         FIMBRIAS (pilis) formados por pilina. Tienen menos diámetro que flagelos, careen de estructura helicoidal. Favorecen adhesión a otras células (adhesinas, lectinas, evasinas, agresinas). Importante determinante de virulencia. Extremos de fimbrias contienen lectinas que se adhieren a azucares como manosa. Los pilis F (sexuales) SE UNEN A OTRAS BACTERIAS  y configuran estructura TUBULIFORME para la transferencia horizontal de segmentos de cromosomas (estos pilis F son codificados por plásmidos).

4-      DIVISIÓN CELULAR:

·         Desencadenado por REPLICACIÓN DEL CROMOSOMA BACTERIANO.

·         Exige crecimiento y ampliación de pared celular.

·         HAY FORMACIÓN DE TABIQUE (pared cruzada) que divide bacteria en 2.

·         Tabique compuesto por dos membranas separadas por dos capas de peptidoglucano. Su formación inicia en zona media por presencia de COMPLEJOS PROTEICOS UNIDOS A ANILLO PROTEICO FILAMENTOSO que tapiza interior de membrana citoplasmática.

·         Proceso requiere; Transpeptidasas especiales (PBP) y enzimas.

·         Estreptococos foran ángulo de 180 grados y estafilococos 90.

·         Separación incompleta genera que bacterias permanezcan unidas y formen cadenas o racimos.

5-      ESPORAS:

·         Solo bacterias GRAMPOSITIVAS (pertenecientes a géneros Bacillus y clostridium)

·         En condiciones ambientales adversas (como desaparición de nutrientes, ej ALANINA), bacterias pasan de un estado vegetativo a ESTADO DE LATENCIA O DE ESPORA. Dura de 6 a 8 horas.

·         Espora: estructura deshidratada formada por capas que protege bacteria y le permite vivir. Contiene copia de cromosoma, ribosomas y proteínas, y elevado calcio unido a ÁCIDO DIPICOLÍNICO. (en microscopio se observa brillante)

·         Posee una membrana interna, dos capas de peptidoglucano y una capa semejante a queratina externa.

·         Protege ADN de: radiación, calor extremo, acción de enzimas o químicos.

·         Capas de externo a interno: Exosporio, cubierta proteica, membrana extrena, corteza, pared de la espora, membrana interna, región central (core).

·         Germinación o transformación de esporas a estado vegetativo es estimulada por pH, calor y requiere presencia de agua y nutriente. Proceso dura 90min. Espora capta agua, se hincha, pierde sus capas, y así produce una nueva célula vegetativa.