T.4. MORFOLOGÍA Y ANATOMÍA BACTERIANAS. GRAM+ y GRAM-2°ENFERMERÍAMICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍAPROF.: PATRICIA NARBÓN

MORFOLOGÍA BACTERIANA

• Las bacterias son seres unicelulares procariotas que se multiplican por división binaria.

• Tamaño variable: entre 1 µm y 10 µm.• Se diferencian 3 morfologías fundamentales:4.Formas esféricas o cocos5.Formas cilíndricas rectas o bacilos6.Formas cilíndricas incurvadas o espirilos

• Pueden estar aisladas o agrupadas. Los cocos están agrupados:

2.En parejas: diplococos3.En cadenas4.En racimos5.En tétradas o paquetes cúbicosLos bacilos están agrupados:7.Parejas8.Cadenas9.Empalizada10.Letras y caracteres chinos

Los espirilos no suelen formar agrupaciones, y se distinguen por una o varias curvaturas, o por formas onduladas.

• Las agrupaciones bacterianas que proceden de un único individuo son visibles macroscópicamente en un medio de cultivo, y se denominan colonias. Las características diferenciales de las colonias (color, forma, tamaño…) dependen de la bacteria y del medio de cultivo.

• La mayor parte de las bacterias mantiene su forma constante, pero algunas especies pueden variar la forma, son las llamadas bacterias pleomórficas. Arthrobacter es un ejemplo de pleomorfismo debido a que su forma cambia en función de la edad del cultivo.

• En las células bacterianas la relación superficie y volumen de la célula es muy alta lo que permite la entrada de muchos nutrientes para alimentar a un pequeño volumen y una alta actividad metabólica.

Caracteres generales con respecto a células eucariotas• Poseen ribosomas 70S: subunidades 50S y 30S.• Carecen de núcleo y membrana nuclear• Tienen un único cromosoma ADN bicatenario circular, y

pueden tener ADN extracromosómico llamado plásmido.• Carecen de mitocondrias, cloroplastos, sistemas de

endomembranas, lisosomas, peroxisomas y citoesqueleto.

• Pueden existir, además, apéndices filamentosos: Flagelos, Fimbrias (= pelos, pili)

• Presencia de cápsula en algunas especies• Presencia de pared celular (distinta a vegetales)• Membrana similar a la eucariota, pero con pliegues

internos llamados mesosomas.

PARED CELULAR

• La pared celular confiere forma a las bacterias y las protege de la lisis osmótica en medios hipotónicos.

• No poseen pared celular: micoplasmas y algunas arqueobacterias.

• Las bacterias que pierden su pared:Esferoplastos: pérdida parcialProtoplastos: pérdida total• Lugar de acción de los ß-lactámicos.

Estructura de la Pared• Varía según sean las bacterias GRAM+ o GRAM-• Principal componente es el peptidoglucano o

mureína. • Mureína: polímero formado por residuos

alternantes de dos derivados de azúcares:5.N-acetilglucosamina: NAG6.N-acetilmurámico: NAM• Las cadenas glucosídicas están orientadas de forma

paralela y están unidas entre sí mediante puentes peptídicos formados por cadenas de 4 aminoácidos de configuración L y D alternantes, que están unidos al grupo carboxilo del ácido N-acetilmurámico.

GRAM POSITIVAS• Pared gruesa formada fundamentalmente por

mureína (90%).• Cadena lateral formada frecuentemente por L-

alanina, D-glutámico, L-lisina y D-alanina. Estas cadenas se unen por puentes tranversales de péptidos de pentaglicinas o lisinas que conectan D-alanina de una cadena con L-lisina de otra (tercer aa de una con el cuarto de la otra). La transpeptidación se produce en el exterior de la membrana plasmática.

• Pared celular compuesta por una única capa homogénea de mureína, situada por fuera de la membrana plasmática. Más gruesa que GRAM-.

• Presencia de ácidos teicoicos en la pared celular. Son polímeros de glicerol o ribitol unidos entre sí por enlaces fosfodiester. Unidos a la molécula de alcohol hay polisacáridos o aminoácidos. Tienen carácter antigénico y están cargados negativamente.

GRAM NEGATIVAS• Capa de mureína es muy fina• Poseen una membrana externa a continuación

de la capa de mureína.• El tercer residuo de la cadena peptídica suele ser

el ácido meso-diaminopimélico, en lugar de L-lisina. Y las uniones se establecen directamente entre el ácido m-diaminopimélico y la D-alanina.

• La unión de la membrana externa al peptidoglucano se realiza mediante lipoproteínas. La más abundante es la lipoproteína de Braun o lipoproteína de mureína.

• El espacio entre la membrana externa y la membrana plasmática, donde se encuentra la mureína, se denomina espacio periplásmico. Es un lugar con gran cantidad de: enzimas hidrolíticos, proteínas de transporte, y quimiorreceptores.

• Membrana externa: sus constituyentes más característicos son sus lipopolisacáridos (LPS), con carácter de endotoxina. Son responsables de la acción tóxica inespecífica de los GRAM-. Tiene efecto pirogénico, y puede causar un choque séptico. El LPS sirve a la bacteria como barrera protectora, ya que evita o disminuye la entrada de: sales biliares, antibióticos, y otras sustancias que podrían dañar la bacteria.

Estructura del LPS:2.Lípido A: fracción más interna, inserto en la

membrana externa. Fracción tóxica.3.Polisacárido central o core4.Cadena lateral O, o antígeno O. Fracción más

externa de naturaleza polisacarídica. Tiene carácter antigénico. Composición variada según cepa bacteriana, por lo que se utiliza para clasificación serológica de las enterobacterias.

En la Membrana externa también existen porinas, proteínas que permiten la penetración de solutos. Estas proteínas salen a la membrana externa a través de zonas de adhesión entre m.plasmática y externa llamadas uniones de Bayer.

LPS

MYCOBACTERIAS• Bacterias Gram+ del género Mycobacterium• Poseen pared especial con ácidos micólicos

(ácidos grasos insaturados de cadena larga) unidos a polisacárido superficial.

• En el glicopéptido no poseen NAM, sino N-glicolilmurámico

• La composición rica en lípidos es la responsable de la resistencia a la decoloración con alcohol ácido tras la tinción.

CÁPSULA• Estructura que poseen algunas bacterias por fuera

de la pared• Es antigénica. Antígeno K, identificación serológica

de distintas cepas de una especie.• Su eliminación no compromete la supervivencia de

la bacteria, pero su presencia sí que le confiere diversas ventajas

• Función: protección frente a fagocitosis por macrófagos y neutrófilos, y frente a enzimas líticos, adhesión de bacterias a superficies, retardan desecación de bacterias en ambientes secos

• Las colonias de las bacterias que poseen cápsula son de aspecto mucoso y liso

• Factor de virulencia• Rígida• No se tiñen con tinciones habituales, sino con

tinción negativa o tinta china• Composición:• Polisacarídica: mayoría de las bacterias. Ex:

Streptococcus pneumoniae (90 serotipos), Haemophilus influenzae (6 serotipos, el b es productor de meningitis), klebsiella pneumoniae…

• Polipeptídica: Bacillus anthracis• Detección de diferencias en la composición

antigénica para identificar los serotipos, mediante el empleo de antisueros específicos. Se produce el hinchamiento de las cápsulas-reacción de Quellung o Neufeld.

Cápsula del neumococo (Streptococcus pneumoniae)

MEMBRANA PLASMÁTICA

• Similar a la de eucariotas (bicapa de fosfolípidos y proteínas), pero sin esteroles. Salvo los micoplasmas

• Permeabilidad selectiva• Se localiza por dentro de la pared• Presenta repliegues internos llamados

mesosomas, que intervienen en la división celular, ya que son origen de invaginaciones

• En la membrana plasmática se localizan los componentes de la cadena de transporte electrónico

CITOPLAMA• El citoplasma bacteriano es la masa de materia viva

delimitada por la membrana citoplásmica. • Rico en ribosomas e inclusiones de material

nutritivo.• En su interior se alberga al nucleoide y material

genético extracromosómico: plásmido (no en todas)- Nucleoide: cromosoma único que carece de

membrana. ADN doble cadena circular. Se fija al mesosoma previo a la división celular.

- Plásmido: elementos genéticos extracromosómicos con capacidad de replicación autónoma . Intercambio material genético entre bacterias.

• Ribosomas: contienen componentes necesarios para síntesis proteica. Ribosoma 70S.

• Inclusiones de material nutritivo: gránulos de polifosfato o votulina, gránulos de cianoficina, gránulos de poli-ß-hidroxibutirato, carboxisomas, vacuolas de gas…

GLICOCALIX

• Son fibras de polisacáridos que se extienden desde la superficie de la célula.

• Algunas bacterias• Funciones:- Adherencia a superficies (Vibrio cholerae)- Protección antifagocitaria- Almacenamiento de sustancias nutritivas

FLAGELOS• Apéndices filiformes de naturaleza proteica (flagelina)

que se originan en el citoplasma• Deben teñirse para observarlos• Órganos de movilidad (excepciones como Salmonella)• Capacidad antigénica (Ag H)• Según número y disposición se diferencian bacterias:6.Átricas: sin flagelos7.Monotricos: un solo flagelo8.Anfitricos: un solo flagelo en cada uno de los polos.9.Lofotricos: un penacho de flagelos en uno de los polos,

o en los dos.10.Peritricos: flagelos distribuidos por todo el perímetro

bacteriano

• Ultraestructura formada por 3 partes:2.Cuerpo basal3.Gancho: une el cuerpo basal con el filamento 4.Filamento: desde la superficie celular hasta el

extremo del flagelo. Cilindro rígido y hueco. Polímero de flagelina.

• Síntesis de los flagelos: autoensamblaje de las unidades de flagelina que se agregan en el extremo.

• Mecanismo del movimiento: hélice rígida que gira a favor o en contra de las agujas del reloj.

FIMBRIAS O PILI

• Prolongaciones proteicas• Intervienen en la transferencia de material

genética• Adherencia• Antifagocitosis• Más cortas que los flagelos• No se visualizan con las tinciones• Rodean a algunas GRAM-

QUIMIORRECEPTORES

• Las bacterias detectan moléculas atrayentes y repelentes, a través de los quimiorreceptores.

• Son proteínas especiales capaces de unirse a sustancias químicas y transmitir señales a sus sensores para compararlas.

• Se localizan en el espacio periplásmico o en la membrana plasmática.

• En ausencia de gradiente químico hay bacterias que se mueven al azar

ENDOSPORAS BACTERIANAS

• Se desarrollan dentro de algunos géneros de células bacterianas (Clostridium sp., Bacillus sp.) vegetativas.

• Son formas de resistencia frente a condiciones adversas

• Eliminación: autoclave 120°C durante 15-20 minutos.

• Se libera por lisis celular

• Poseen unas proteínas que protegen el ADN frente al calor, radiación ultravioleta, desecación y sustancias químicas.

SIDERÓFOROS

• Captan el hierro presente en bajas concentraciones. Quelantes

• Pueden ser factor de virulencia• Enterobacterias enteroinvasivas: enterobactina,

enteroquelina.

BACTERIOCINAS

• Proteínas codificadas en plásmidos que destruyen cepas relacionadas que no lleven dicho plásmido

• Pseudomonas sp.

TOXINAS

• Endotoxinas o exotoxinas• Endotoxinas: forman parte de la pared celular de

bacterias GRAM- (lipopolisacárido). La parte lipídica es la fracción tóxica y más interna, y la polisacarídica es la fracción antigénica. Son termoestables y no forman toxoides.

• Exotoxinas: proteínas solubles (enzimas casi siempre), termolábiles, que el agente patógeno secreta durante su crecimiento.