Reino Monera Parte 2
Estructura Bacteriana Completa
🧬 Serie Completa: Reino Monera
📋 Índice de Contenidos
🔬 Introducción a la Estructura Bacteriana
🧬 Organización Estructural
De afuera hacia dentro de la bacteria encontramos los siguientes componentes principales: cápsula, pared celular, membrana celular, citoplasma, cromosoma, ribosomas y diversos organelos especializados.
La estructura celular bacteriana es relativamente sencilla comparada con las células eucariotas, pero presenta una serie de componentes muy característicos que le permiten sobrevivir en ambientes diversos y realizar funciones vitales complejas.
🛡️ Cápsula Bacteriana
Características Generales
Estructura rígida ubicada por fuera de la pared celular de algunas bacterias. Generalmente es de naturaleza polisacárida (mezcla de aminoazúcares y ácidos urónicos).
Excepción: La cápsula de Bacillus anthracis es peptídica.
Funciones Principales
- Retención de agua: Resistencia a la desecación
- Protección: Contra la fagocitosis
- Virulencia: Mejora la capacidad infectiva
- Invasión: Facilita la colonización
- Inmunogenicidad: Estimula producción de anticuerpos
🦠 Géneros con Cápsula
- Rhizobium: Fijación de nitrógeno
- Bacillus: Formación de esporas
- Acinetobacter: Infecciones nosocomiales
- Staphylococcus: Infecciones piógenas
- Clostridium: Bacterias anaerobias
🧱 Pared Celular
Es una estructura compleja presente en todas las bacterias, excepto los micoplasmas. Es responsable de la forma celular, protege contra la presión externa y sirve como punto de anclaje para los flagelos.
🧬 Peptidoglucano (Mureína)
La pared celular está formada por una red macromolecular llamada peptidoglucano, también conocida como mureína o mucocomplejo de Park. Está compuesta por:
- Disacáridos: N-acetilglucosamina y N-acetilmurámico
- Aminoácidos: L-alanina, D-alanina, ácido D-glutámico y lisina
- Ácido diaminopimélico (DAP) en algunos casos
| Componente | Grampositivas | Gramnegativas |
|---|---|---|
| Peptidoglucano | Varias capas gruesas | Una capa delgada en espacio periplásmico |
| Ácidos teicoicos | Presentes (glicerolfosfato/ribitolfosfato) | Ausentes |
| Lipopolisacáridos | Ausentes | Presentes (60% proteínas, 40% LPS) |
| Endotoxina | No | Sí (Lípido A del LPS) |
🔲 Membrana Celular
Composición Química
Estructura principalmente proteolipídica de 8 nm de espesor. Los fosfolípidos más abundantes son:
- Fosfatidiletanolamina
- Fosfatidilglicerol
- Cardiolipina
- Hopanoides (únicos de bacterias)
Adaptación Térmica
Las bacterias ajustan su composición lipídica según la temperatura:
- Altas temperaturas: ↑ Ácidos grasos saturados
- Bajas temperaturas: ↑ Ácidos grasos insaturados
- Sin esteroles (excepto micoplasmas)
⚙️ Funciones de la Membrana
- Permeabilidad selectiva: Control de entrada y salida de sustancias
- Transporte activo: Mediante proteínas transportadoras
- Respiración celular: A través de los mesosomas
- Síntesis de ATP: Mediante ATP sintasas
- División celular: Formación del septo
🔄 Mesosomas
Plegamientos de la membrana que contienen:
- Mesosomas laterales: Deshidrogenasas, cadenas de transporte de electrones, ATP sintasas
- Mesosoma de tabique: Adhesión del cromosoma bacteriano durante la división
- Porinas: Proteínas transmembranales que forman poros de ~1 nm
🧬 Citoplasma y Material Genético
Citoplasma Bacteriano
Sistema coloidal con mayor viscosidad que el eucariota. Carece de:
- Organelos membranosos
- Citoesqueleto
- Corrientes citoplásmicas
Único organelo: Ribosomas 70S
Cromosoma Bacteriano
Elemento genético formado por una molécula circular de ADN ubicada en el nucleoide.
- Longitud: ~500 veces más largo que la bacteria
- E. coli: ~4300 genes, 1 mm longitud
- Superenrollamiento para compactación
🧪 Plásmidos
- ADN extracromosómico con replicación autónoma
- Episomas: Pueden integrarse al cromosoma
- 2-30 genes por plásmido
- Conjugativos: Se transfieren entre bacterias
- Aplicaciones: Vectores en ADN recombinante
| Tipo de Plásmido | Función | Ejemplo |
|---|---|---|
| De fertilidad | Capacitan para conjugación | Plásmido F |
| De resistencia | Resistencia a antibióticos | Plásmido R |
| Colicinógenos | Matan otras bacterias | Colicinas |
| Degradativos | Digestión de sustratos | Hidrocarburos |
| Virulentos | Incrementan virulencia | Toxinas |
🧬 Ribosomas
Los ribosomas son organelas nucleoproteicas que participan en la síntesis de proteínas. Se observan aproximadamente 20,000 ribosomas por bacteria y constituyen cerca de una cuarta parte de su volumen.
🔬 Estructura del Ribosoma 70S
Subunidad Grande 50S
- ARNr 23S: 2900 nucleótidos
- ARNr 5S: 120 nucleótidos
- 31 proteínas diferentes
- Función: Formación del enlace peptídico
Subunidad Pequeña 30S
- ARNr 16S: 1540 nucleótidos
- 21 proteínas diferentes
- Función: Iniciación y unión del ARNm
💊 Importancia Clínica: Acción de Antibióticos
La diferencia entre ribosomas eucariótidos (80S) y procariótidos (70S) constituye una ventaja terapéutica, ya que algunos antibióticos interfieren específicamente con la síntesis proteica bacteriana sin afectar las células humanas.
| Antibiótico | Subunidad Objetivo | Mecanismo de Acción |
|---|---|---|
| Estreptomicina | 30S | Inhibición de iniciación |
| Cloranfenicol | 50S | Síntesis de la pared celular |
| Eritromicina | 50S | Unión de aminoácidos |
| Tetraciclinas | 30S | Incorporación de aminoácidos |
💎 Inclusiones Citoplasmáticas
Las inclusiones son estructuras especializadas que permiten a las bacterias almacenar nutrientes, realizar funciones específicas y adaptarse a diferentes ambientes.
🌿 Carboxisomas
Estructuras constituidas por la enzima RuBisCo que interviene en la fijación de CO₂ durante el ciclo de Calvin de la fotosíntesis.
Presentes en: Bacterias fotoautótrofas, nitrificantes, cianobacterias y tiobacilos.
🎈 Vesículas de Gas
Estructuras con distinta longitud y diámetro que permiten la flotación a diferentes alturas en medio acuático.
Características: Bacterias fotosintéticas anoxigénicas, cianobacterias y halobacterias.
🌱 Clorosomas
Vesículas presentes en bacterias fotosintéticas verdes del azufre. Están rodeadas de una monocapa de proteínas.
Composición: Bacterioclorofilas, carotenoides y quinonas.
🧭 Magnetosomas
Organelos sensores del campo magnético terrestre en bacterias acuáticas flageladas y microaérofitas.
Ejemplo: Aquaspirillum magnetotacticum - cristales de magnetita (Fe₃O₄).
🔴 Gránulos Metacromáticos (Volutina)
Forma de reserva de fosfato inorgánico (polifosfato) utilizable en la síntesis de ATP.
- Característicos en Corynebacterium diphtheriae
- Valor diagnóstico para difteria
- Cambio de color: azul → rojo con tinción
🍯 Gránulos de Glucógeno y Almidón
Reservas de carbono osmóticamente inertes.
- Glucógeno: Color marrón rojizo con yodo
- Almidón: Color azul con yodo
- Evitan efectos osmóticos negativos
🧈 Inclusiones Lipídicas
Polímero de ácido poli-β-hidroxi-butírico (PHB), exclusivo de bacterias.
- Mycobacterium, Bacillus
- Azotobacter, Spirillum
- Material de reserva energética
💛 Gránulos de Azufre
Presentes en bacterias púrpuras del azufre y filamentosas no fotosintéticas.
- Usan azufre como donador de electrones
- Thiobacillus obtiene energía del azufre
- Reserva de energía intracelular
🏃♂️ Flagelos
Un gran número de bacterias utilizan flagelos para desplazarse y alcanzar distintas zonas de su microentorno, principalmente en medios líquidos. La estructura de los flagelos procariotas es totalmente diferente a los eucariotas.
🔧 Estructura del Flagelo Bacteriano
El flagelo bacteriano es un largo apéndice filamentoso helicoidal muy fino (20 nm) formado por subunidades de una proteína denominada flagelina.
- Aparato basal: Motor anclado a la membrana
- Gancho: Une filamento al motor
- Filamento: Estructura helicoidal externa
- Energía: Gradiente de protones (fuerza motriz)
⚡ Características del Movimiento
- La rotación flagelar puede mover la bacteria a través de un medio líquido
- Velocidad: Hasta 60 longitudes corporales por segundo
- Comparación: El animal más veloz (guepardo) solo 2 longitudes corporales por segundo
- Movimiento tipo "sacacorchos" en medios viscosos
🎯 Monótricas
Un solo flagelo
Ejemplos: Vibrio
🌟 Lofótricas
Penacho en un polo
Pseudomonas
↔️ Anfítricas
Penachos en ambos polos
Spirillum serpens
🌍 Perítricas
Flagelos por toda la superficie
Escherichia coli (10 flagelos)
❌ Átricas
Sin flagelos
Bacterias inmóviles
🔗 Fimbrias y Pili
Las fimbrias o pili son apéndices en forma de vellosidades unidos a las células bacterianas, muy parecidos a los flagelos pero considerablemente más cortos y delgados.
Fimbrias (Adhesión)
Prolongaciones más cortas que facilitan la adhesión de las bacterias a diferentes superficies.
- Adhesión a células huésped
- Colonización de mucosas
- Formación de biofilms
- Ejemplo: Neisseria gonorrhoeae
Pili (Conjugación)
Prolongaciones más largas que facilitan la conjugación bacteriana.
- Unión entre células
- Transferencia de ADN
- Receptores para virus
- Menos numerosos que fimbrias
🧪 Composición y Estructura
Las fimbrias están compuestas por la proteína pilina, dispuesta helicoidalmente alrededor de un núcleo central, similar a la estructura de los flagelos bacterianos.
🦠 Filamentos Axiales (Endoflagelos)
- Estructura similar a flagelos bacterianos
- Presentes en espiroquetas
- Ejemplos: Treponema pallidum (sífilis), Borrelia burgdorferi (Lyme)
- Emergen de ambos extremos y rodean la célula
- Movimiento tipo "sacacorchos"
🎯 Conclusión
🔑 Puntos Clave
- Cada componente estructural tiene funciones específicas cruciales para la supervivencia
- Las diferencias estructurales son la base para el desarrollo de antibióticos
- La versatilidad estructural permite adaptación a diferentes ambientes
- El conocimiento de la estructura es fundamental para comprender la patogenicidad
- Las estructuras especializadas como flagelos y pili determinan la movilidad y virulencia
🔬 Importancia en Microbiología Clínica
El conocimiento detallado de la estructura bacteriana es fundamental para:
- Diagnóstico: Identificación morfológica y bioquímica
- Tratamiento: Selección de antibióticos específicos
- Prevención: Desarrollo de vacunas y estrategias preventivas
- Investigación: Ingeniería genética y biotecnología
En la próxima parte de esta serie exploraremos la fisiología bacteriana, incluyendo metabolismo, reproducción y respuesta al ambiente.
Actividad Digital (En casa – Elige una opción)
Después de leer y comprender el tema basándote únicamente en la información del blog, realiza UNA de las siguientes opciones:
1. Infografía — Célula Procariota
Diseña una infografía que muestre un esquema claro de la célula procariota con breves descripciones de: pared celular, membrana plasmática, citoplasma, ribosomas, nucleoide, plásmidos, flagelos, fimbrias, cápsula y espora.
Herramientas sugeridas: Canva, Genially.
2. Diagrama / Presentación — Reproducción Bacteriana
Elabora un diagrama de flujo interactivo o una presentación corta (3–4 diapositivas) que explique la fisión binaria y los mecanismos de transferencia genética: conjugación, transformación y transducción, con una breve descripción de cada uno.
Herramientas sugeridas: Canva, Genially, Google Slides.
3. Cuadro Comparativo — Nutrición Bacteriana
Diseña un cuadro comparativo que distinga los tipos de nutrición bacteriana: Autótrofos (fotoautótrofos, quimioautótrofos) y Heterótrofos (fotoheterótrofos, quimioheterótrofos). Incluye definición y ejemplo si aparece en el blog.
Herramientas sugeridas: Canva, Google Slides, PowerPoint.
Luana Camila Lopez Sanchez 1ro D
ResponderBorrarGabriel Costamagna 1ero D
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