Citoplasma bacteriano El citoplasma o el protoplasma es la parte de la célula que está dentro de la membrana citoplasmática. El citoplasma tiene una consistencia parecida a un gel, compuesto del agua, enzimas, sustancias nutritivas, desechos, y gases y contiene estructuras celulares como ribosomas, cromosoma y plásmidos. La matriz citoplasmática es definida como sustancias dentro de esta membrana, excluyendo el material genético.
Material genético El cromosoma (ADN) bacteriano también llamado nucleoide se encuentra disperso en el citoplasma bacteriano. Este, almacena la información genética de las bacterias.
Organización del ADN en bacterias El ADN circular se encuentra super-enrollado y agrupado en dominios por medio de proteínas denominadas like histonas.
Proteínas básicas detectadas en bacterias Proteína Composición Contenido por células Semejanza con eucariontes HU Dímero subunidades a y b de 9.000 d. 40.000 dímeros Histona H2A H Dímero subunidades idénticas de 28.000 d. 30.000 dímero Histona H2B IHF Subunidad a de 10.500 d. Subunidad b de 9.500 d. Desconocido Desconocida H1 Subunidad de 15.000 d. 10.000 copias Desconocida HLP1 Monómero de 15.000 d. 20.000 copias Desconocida P Sububnidad de 3.000 d. Desconocido Protaminas
Plásmidos Material genético extracromosómico, se encuentran en citoplasma bacteriano. En general son circulares pero existen algunos lineales. Los plásmidos pueden ser unicopia o multicopia, es decir, algunos pueden reproducirse independientes a la reproducción de la bacteria. Algunos de ellos contienen genes que proporcionan características diferentes a las bacterias, como el plásmido F que puede transferirse a otras bacterias mediante la conjugación. Existen plásmidos que se combinan con el ADN cromosónico y se denominan transposones.
Plásmidos Los plásmidos son herramientas muy importantes en los estudios de biología molecular, se emplean como vectores de genes para la transformación de células.
ARN En la célula existen tres tipos principales de ARN (ácido ribonucleico) ARNm (mensajero) ARNt (de transferencia) ARNr (ribosomal) Modelo animado del ribosoma http://www2.uah.es/biomodel/model1j/rna-prot/ribosoma.htm
ARN ribosomal Ribosomas 70s (procariotes) Subunidad grande 50 S ARN 5 S + ARN 23 S + proteínas Subunidad pequeña 30 S ARN 16 S + proteínas Ribosomas 80s (eucariotes) Subunidad grande 60 S ARN 28 S + ARN 5,8 S + ARN 5 S + proteínas Subunidad pequeña 40 S ARN 18 S + proteínas
Replicación, transcripción y traducción A diferencia de las células eucariotes, en las bacterias no existen compartimentos, por los que los procesos de replicación de ADN, transcripción (ADN ARNm) y traducción (ARNm + ARNt + ARNr Proteínas) ocurren en el citoplasma.
Polisoma Los polisomas o polirribosomas son los ribosomas unidos a una molécula de ARN mensajero y que se encuentran sintetizando los péptidos (proteínas). Estas agrupaciones de ARN-proteína son visibles al microscopio electrónico.
Inclusiones citoplasmáticas Gránulos de polisacáridos Glucógeno Unidades de glucosa que son reserva de carbono y energía que se forma en un exceso de carbono.
Inclusiones citoplasmáticas Inclusiones lipídicas poli-β-hidroxibutirato (PHB) Polímeros de reserva de carbono y energía, su nombre genérico es poli-βhidroxialcanoatos (PHA) que se forman en exceso de carbono. Pueden observarse al microscopio electrónico de transmisión o con colorantes solubles en aceites. Micobacterium, Bacillus, Azotobacter, Spirillum
Inclusiones citoplasmáticas Gránulos metacromáticos (volutina) Corynebacterium sp Polifosfato Reserva de fosfato que se ponen en evidencia con una tinción con el azul de toluidina, al combinarse con el polifosfato da un color violeta rojizo. Este fenómeno se denomina metacromasia y los gránulos que así se tiñen se denominan generalmente gránulos metacromáticos.
Inclusiones citoplasmáticas Gránulos de azufre Thiomargarita namibiensis Bacterias quimiolitotrofas y fototróficas que oxidan el H 2 S a Sº, este último forma acumulaciones refringentes y visibles al microscopio. El Sº puede ser oxidado nuevamente para producir SO 4 2- y las inclusiones desaparecen.
Inclusiones citoplasmáticas Cianoficinas Polímero de carbono y nitrógeno que se forma en cianobacterias. Es el único material de reserva conocido de nitrógeno y no es sintetizado en los ribosomas. Anabaena sp Oscillatoria sp
Inclusiones citoplasmáticas Carboxisomas Thiobacillus neapolitanus Cianobacterias y Thiobacillus Son acumulaciones de la enzima 1,5-di fosfato carboxilasa/oxigenasa (RuBisCO)empleada por los microorganismos autótrofos para fijar CO 2 mediante el ciclo de Calvin.
Inclusiones citoplasmáticas Magnetosomas Aquaspirillum magnetotacticum Partículas de magnetita (Fe 3 O 4 ). El alineamiento de los magnetososmas imparte propiedades magnéticas, lo cual se cree orienta a las bacterias en el medio ambiente. Los magnetosomas están rodeados por una membrana que contiene fosfolípidos, proteínas y glicolípidos.
Inclusiones citoplasmáticas Vacuolas de gas GvpA GvpC Microscystis sp. (cianobacteria) Son estructuras formadas por dos diferentes proteínas: GvpA y GvpC. Estas vesículas permiten a los microorganismos flotar en los sistemas acuáticos. Hay desplazamiento vertical en una columna de agua en respuesta a cambios ambientales. Las producen las cianobacterias, las bacterias fototróficas verdes y púrpura, y algunas aqueobacterias.