TEMA 2. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA PROCARIOTA
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- Gustavo Hernández Gómez
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1 Mónica Marcela Galicia Jiménez BIOLOGÍA DE PROCARIOTAS TEMA 2. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA PROCARIOTA PARED CELULAR
2 Localización La pared celular bacteriana rodea al protoplasto (sin membrana externa). La pared bacteriana es permeable a las sales y a muchas sustancias de bajo peso molecular. No es rígida sino elástica como el "cuero" de una pelota de futbol. El protoplasto bacteriano confiere una cierta rigidez al conjunto protoplasto + pared que lo rodea, derivada de su presión interna o turgencia (al igual que la cámara hinchada de la pelota). La presión interna del protoplasto esta determinada osmóticamente. Se debe tener en cuenta que la membrana citoplasmática es la verdadera barrera osmótica (es semipermeable y controla la entrada y salida de sustancias a la célula).
3 A. Microfotografía electrónica de la bacteria Gram positiva Micrococcus lysodeikticus mostrando la gruesa capa de peptidoglicano que conforma la pared celular (cw), por debajo de ella la membrana plasmática (cm), un mesosoma(m), y el nucleoide (n). B.Célula bacteriana procesada mostrando la línea de fractura entre la membrana citoplasmática (m.i.) y la pared celular (m.e.). Barra = 1 µm.
4 Función El espacio entre la membrana plasmática y la membrana externa se llama espacio periplásmico donde estas bacterias tienen un almacén congestionado de enzimas. Algunas enzimas salen a través de la membrana externa y actúan como hidrolazas, de manera que digieren estructuras como proteínas, polisacáridos o grasas e introducen moléculas pequeñas al interior para formar sus propias proteínas, sus propios lípidos. La forma de que las bacterias vivan en agua, teniendo tantos lípidos en su exterior se explica por que introducidas en su membrana externa y hasta el interior de la membrana existen unas estructuras de tres moléculas que al unirse espontáneamente producen en su interior un canal que permite el paso de sustancias hidrofílicas. La bacteria puede abrir o cerrar estas porinas y así regula la entrada de sustancias.
5 Función La pared celular también mantiene la forma de las bacterias, permitiendo que no todas sean esferas, por lo que la pared celular es responsable de la diferenciación morfológica externa. También defiende a las bacterias de agresiones mecánicas y osmóticas, no hay lisis osmótica.
6 Función El péptidoglicano tiene un rol endotóxico, no tan potente como las endotoxinas, pero semejante. También tiene proteínas que sirven como receptores de bactereófagos, qué antes de los antibióticos se intentaron usar para combatir a las bacterias, pero fracasaron los intentos porque nos se pudo encontrar la masa crítica adecuada.
7 Función Las bacterias Gram (+) son destruidas por la lisosima de las lagrimas, los linfocitos y la clara de huevo, por que lisa el ácido muramico que es capital en la estructura del péptidoglicano. Por su conformación externa, principalmente lipídica, las Gram (-) no son afectadas por la lisosima. Las fimbreas nacen del péptidoglicano y logran que la bacteria se adhiera a las mucosas.
8 La semipermeabilidad de la membrana citoplasmática y la permeabilidad de la pared celular originan, entre otros, el fenómeno de plasmólisis. Este fenómeno se observa cuando la tonicidad del medio externo es mayor que la del protoplasto (medio hipertónico) en estas condiciones el agua sale del protoplasto y este se encoge por lo que la membrana citoplasmática se separa de la pared.
9 Estructura Gram + Gram - Archaea Ácido alcohol resistentes Sin pared celular
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14 Gram + Esta formada por una secuencia alternante de N-acetil-glucosamina (NAG) y el ácido N- acetilmurámico (NAM) unidos mediante enlaces ß-1,4. La cadena es recta y no ramificada, constituyendo la estructura básica de la pared celular La red de mureína esta muy desarrollada y llega a tener hasta 40 capas Los aminoácidos implicados varían de una especie a otra. La constitución del esqueleto es característica de la especie y constituye una buen parámetro taxonómico Es frecuente la presencia de los aminoácidos L-diaminopimélico o de lisina Los polisácaridos están unidos por enlaces covalentes (en el caso de tenerlos) Su contenido proteico es bajo. En ella se encuentran ácidos teicoicos 90% de peptidoglucano Color violeta
15 Gram +
16 Color rojo o rosa BIOLOGÍA DE PROCARIOTAS Gram - Esta formada por una secuencia alternante de N-acetil-glucosamina (NAG) y el ácido N- acetilmurámico (NAM) unidos mediante enlaces ß-1,4. La cadena es recta y no ramificada, constituyendo la estructura básica de la pared celular La red de mureína presenta una sola capa La constitución del saco de mureína es igual en todas las bacterias Gram negativas. Contiene siempre únicamente meso-diaminopimélico Nunca contiene lisina No se encuentran puentes interpeptídicos. Se encuentran grandes cantidades de lipoproteínas y lipopolisacáridos que representan hasta el 80 % del peso seco de la pared celular. Para mantener la estabilidad de las capas de lipopolisacáridos es necesario el ión Ca++ Hasta ahora no han podido demostrarse ácidos teicoicos. 10% de peptidoglucano
17 Gram -
18 Lipopolisacarido
19 Ácido alcohol resistentes Mycobacterium Tinción de Ziehl-Neelsen. Ácidos micólicos (ácidos grasos largos y remificados) El ácido micólico y otros lípidos complejos forman una capa laminada, membranosa y cerosa por fuera de la capa de peptidoglicano.
20 Ácido alcohol resistentes Adaptado del minireview "Immunopathology of Tuberculosis: Roles of Macrophages and Monocytes" de M. J. Fenton y M. W. Vermeulen (Infection and Immunity. Marzo de 1996)
21 Archaea No tienen mureina N-acetilglucosamina, ácido N-acetiltalosaminurónico Las paredes celulares poseen un polisacárido similar al peptidoglucano, pseudopeptidoglicano.
22 Archaeas
23 Dos grupos de bacterias carecen de pared celular: los Mycoplasma que poseen solamente membrana celular las formas L derivadas de bacterias que perdieron su habilidad de sintetizar su pared celular
24 Localización Esta formada por una secuencia alternante de N-acetil-glucosa... La red de mureína esta muy desarrollada y llega a tener ha... Los aminoácidos implicados varían de una especie a otra. Las fimbreas nacen del péptidoglicano y logran que la... Las bacterias Gram (+) son destruidas por la lisosima de las... También tiene proteínas que sirven como receptores de bact... El péptido glicano tiene un rol endotóxico, no tan potente com... También defiende a las bacterias de agresiones mecánicas y os... La pared celular también mantiene la forma de las bacte... La forma de que las bacterias vivan en agua, teniendo tantos... Algunas enzimas salen a través de la membrana externa y actú... El espacio entre la membrana plasmática y la membrana exte... Función Pared Celular Estructura Gram + Gram - La constitución del esqueleto es característica de la especie y c... Es frecuente la presencia de los aminoácidos L-diaminopimélico... Los polisácaridos están unidos por enlaces covalentes (en el c... En ella se encuentran ácidos teicoicos 90% de peptidoglucano Color violeta Esta formada por una secuencia alternante de N-acetil-glucosa... La red de mureína presenta una sola capa La constitución del saco de mureína es igual en todas las b... Contiene siempre únicamente meso-diaminopimélico Nunca contiene lisina No se encuentran puentes interpeptídicos. Se encuentran grandes cantidades de lipoproteínas y li... Hasta ahora no han podido demostrarse ácidos teicoicos. 10% de peptidoglucano Color rojo o rosa Archaea No tienen mureina Las paredes celulares poseen un polisacárido similar al peptidogl... N-acetilglucosamina, ácido N-acetiltalosaminurónico Mycobacterium: Tinción de Ziehl-Neelsen. Ácido alcohol resistentes Ácidos micólicos (ácidos grasos largos y remificados) Sin pared celular Micoplasma Formas L El ácido micólico y otros lípidos complejos forman una capa la...
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