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BACTERIAS. Comparación célula procariota y eucariota. TAMAÑO DE LOS PROCARIOTAS. Nombre que reciben los organismos unicelulares y microscópicos, que carecen de núcleo diferenciado. con una membrana diferenciada que lo rodea. Se conocen unas 1.600 especies
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Nombre que reciben los organismos unicelulares y microscópicos, que carecen de núcleo diferenciado. con una membrana diferenciada que lo rodea. • Se conocen unas 1.600 especies • Seres que pertenecen al grupo de los protistos inferiores. • Son células procariotas de tamaño 1 µm y 250 µm la mayoría 1 y 10 µm
Importancia de los procariotas • Desde el punto de vista de sus relaciones con las plantas, los microorganismos del suelo se dividen en tres grandes grupos: • a) saprofitos, que utilizan compuestos orgánicos procedentes de resíduos de animales, vegetales o microbianos; • b) simbiontes parasíticos o ¨patógenos¨, causantes de enfermedades a las plantas; Erwinia(precursor de la patología de las plantas en América.) • c) simbiontes, los cuales benefician el desarrollo y nutrición vegetal.
Entre los beneficios para el sistema suelo-planta, pueden citarse los siguientes: • Estimulación de la germinación de las semillas y del enraizamiento. • Incremento en el suministro y disponibilidad de nutrientes • Mejora de la estructura del suelo como consecuencia de la contribución microbiana en la formación de agregados estables. • Protección de la planta frente a estrés hídrico y abiótico
Bacterias Gram + (géneros Bacillus, Micrococcus) y bacterias corineformes: Arthrobacter y Nocardia, los estreptomicetos importantes industrialmente: fuente de metabolitos secundarios entre los que destacan antibióticos). • Clostridium, Dentro de los estratos anaerobios. En su mayoría son saprofitos, pero los patógenos pueden causar graves enfermedades como gangrena gaseosa, botulismo, tétanos, infecciones de piel y partes blandas, colitis asociada a antibióticos e intoxicaciones alimentarias. • Bacterias Gram- están representadas principalmente por el género Pseudomonas, importante colonizadora de gran variedad de microambientes (versatilidad nutricional) • las bacterias nitrificadoras (Nitrosomonas, Nitrobacter), los grupos oxidantes de azufre, bacterias fijadoras de nitrógeno,
bacterias rizosféricas, conocidas en la literatura como PGPR (del inglés ¨PlantGrowthPromotingRhizobacteria¨), desempeñan funciones importantes para la planta (solubilización de fosfatos, fijación de nitrógeno y control biológico de patógenos), al facilitar la emergencia o el enraizamiento; además, se conoce que bacterias fijadoras de nitrógeno (Rhizobium, BradyrhizobiumFrankia y de vida libre) • BIORREMEDIACIÓN: técnicas que utilizan bacterias para eliminar compuestos tóxicos. • Los derrames de hidrocarburos en el agua tienden a formar laminas en la superficie en donde el viento y el oleaje crean microscópicas emulsiones. Esto permite que los microorganismos predominantemente bacterias(pseudomonas, corinebacterias y micobacterias), algunas levaduras y hasta algas verdes tengan una mayor superficie de contacto con la partícula, facilitando el acceso a la misma y permitiendo su degradación.
Algunosejemplos de Bacteriaspatógenas • Diplococcuspneumoniae: neumonía bacteriana • Bordetellapertussis: tosferina. • Mycobacterium tuberculosis: tuberculosis. • Streptococcusspp.: escarlatina, fiebre reumática. • Corynebacteriumdiphteriae: difteria. • Salmonella spp: tifoidea, enfermedades intestinales. • Shigelladysenteriae: disentería. • Brucellaspp: fiebre ondulante o de Malta. • Clostridiumbotulinus: botulismo. • Treponema pallidum: sífilis. • Neisseriagonorrhoeae: gonorrea • Intoxicación por toxinas bacterianas: • -Por la presencia de la bacteria (Salmonella) • -Por producción de toxina bacteriana (Clostridiumbotulinus)
tienen una gran importancia en la industria alimentaria. Por una parte, deterioran los alimentos, producen enfermedades de origen alimentario y metabolitos de origen microbiano, razón por la cual deben ser controladas. • sin embargo, siguen apareciendo brotes de infecciones e intoxicaciones alimentarías y los industriales continúan teniendo pérdidas cuantiosas por la alteración microbiana de sus productos.
Por otra parte, las bacterias potencian las propiedades nutritivas y el sabor de los alimentos y resultan de gran importancia en muchas industrias. La capacidad fermentadora de ciertas especies es aprovechada en la producción de queso, yogur u otros . • Transformación de la lactosa en ac. Láctico: Streptococcustermophillus • Lactobacillusbulgaricus • Bajo el calificativo probiótico se engloban las últimas generaciones de yogures fermentados con bífidusy lactobacilos. • También resultan importantes en el curtido de cueros, la producción de tabaco, la conservación del grano, los fármacos, y en la elaboración de varios tipos de enzimas, polisacáridos y detergentes.
ayudan a la regeneración de la flora intestinal. Los lactobacilos"LC1" (acidófilo) y "Actimel" (caseiimunitas) pueden atravesar la barrera de los ácidos gástricos y alcanzar vivos el intestino donde contribuyen a estimular, con sus propiedades inmunológicas, las defensas naturales del organismo. • Están en casi todos los ambientes: en el aire, el suelo y el agua, desde el hielo hasta las fuentes termales; incluso en las grietas hidrotermales de las profundidades de los fondos marinos pueden vivir bacterias metabolizadoras del azufre. • También se pueden encontrar en algunos alimentos o viviendo en simbiosis con plantas, animales y otros seres vivos.
Fig. 1. Schematic representation of the diversity of plant interactions in which Gram-positive bacteria are implicated. Beneficial bacteria (light coloured), detrimental bacteria (dark coloured) and soil pollutants (blue particles). Leaf tissues: cuticle (black), epidermis (orange), palisade parenchyma (dark green), spongy parenchyma (light green), xylem (red) and phloem (blue); stem tissues: epidermis (orange), cortical parenchyma (dark grey), pith (light grey), xylem (red) and phloem (blue); and root tissues: epidermis (orange), cortical parenchyma (brown), endodermis (purple), xylem (red) and phloem (blue).
Estructura • Estructura externa • Cápsula • No es constante, es una capa gelatinomucosa de tamaño y composición variables capacidad antigénica y su actividad antifagocitaria la convierte en un importante factor de virulencia para las bacterias que la poseen que juegan un papel importante en las bacterias patógenas.Streptococcusmutans • Flagelos No existen más que en ciertas especies, filamentos y de longitud variable, constituyen los órganos de locomoción. Según las especies, pueden estar implantados en uno o en los dos polos de la bacteria o en todo su entorno.
Patrón de flagelación Los diferentes tipos de disposición de los flagelos bacterianos: A-Monotrico; Vibriocholerae B-Lofotrico; C-Anfitrico; Spirillumvolutans D-Peritrico; Escherichiacoli
El flagelo bacteriano es un apéndice movido por un motor rotatorio. El rotor puede girar a 6.000-17.000 rpm, pero el apéndice usualmente sólo alcanza 200-1000 rpm. 1-filamento, 2-espacio periplásmico, 3-codo, 4-juntura, 5-anillo L, 6-eje, 7-anillo P, 8-pared celular, 9-estátor, 10-anillo MS, 11-anillo C, 12-sistema de secreción de tipo III, 13-membrana externa, 14-membrana citoplasmática, 15-punta.
Pili y Fimbrias. • Son estructuras externas filamentosas, tubulares, huecas formadas de modo semejante a los flagelos por agregación de múltiples subunidades proteicas. Poseen capacidad antigénica. • Algunas fimbrias juegan un papel importante en la patogénia de las infecciones bacterianas ya que permiten a las bacterias que las poseen adherirse a las superficies mucosas, • Pili sexuales. • En algunos bacilos gramnegativos se encuentran pilis, que son apéndices más pequeños que los flagelos y que tienen un papel fundamental en genética bacteriana (transferencia de plásmidos por conjugación)
Pared Celular Es rígida , dúctil y elástica. • le confiere su rigidez. Es un polímero constituido por unidades repetidas del monómero formado por: dos derivados de carbohidratos, • N-acetilGlucosamina y N-acetilMurámico (N-Ac.G, NAc. M), unidas por enlaces beta 1-4 y asociados a cortas cadenas peptídicas a través del N-acetilMurámico. • Membrana Citoplasmática Situada debajo de la pared, tiene permeabilidad selectiva frente a las sustancias que entran y salen de la bacteria. Es soporte de numerosas enzimas, en particular las respiratorias. Por ultimo, tiene un papel fundamental en la división del núcleo bacteriano.
Estructuras Internas • Material nuclear Lleva el material genético de la bacteria; esta formado por un único filamento de ácido desoxirribonucleico apelotonado y que mide cerca de 1 micrómetros de longitud (1000 veces el tamaño de la bacteria) • Ribosomas Son elementos granulados que se hallan contenidos en el citoplasma bacteria; esencialmente compuestos por ácido ribonucleico, desempeñan un papel principal en la síntesis proteica. • Citoplasma Masa de materia viva donde se encuentran los ribosomas y granos de masa o glúcidos que le sirven de almacén. En las bacterias autótrofas se encuentran cromatóforos, donde se almacena la clorofila.
Inclusiones y productos de almacenamiento: dentro de algunas bacterias se pueden observar gránulos y otras inclusiones. Casi siempre su función es el almacenamiento de compuestos energéticos como el ácido poli ß hidroxibutíricoque se utiliza como fuente de carbono y energía. En otros gránulos se almacena glucógeno. • Mesosomas: Son estructuras membranosas intracitoplásmicas que se observan en la mayor parte de las bacterias, constituidas por invaginaciones de la membrana citoplásmica. Probable papel en la síntesis del septo transversal
Aspecto del citoplasma de un bacilo Gránulo de reserva Nucleoide Mesosoma La mayor parte del citoplasma presenta aspecto granular, por los ribosomas
Plásmido, • pequeñas moléculas de ADN extracromosómico que aparecen en el citoplasma y que determinan ciertos rasgos, que no son vitales, pero que de alguna manera determinan la capacidad del organismo para adaptarse. • Los plásmidos pueden ser transferidos de una bacteria a otra durante el proceso conocido como conjugación bacteriana. • A este mecanismo se debe el surgimiento de resistencias bacterianas a los antibioticos. Además estas bacterias, al replicarse, transmitirán a las generaciones posteriores esos plásmidos.
Endospora Estructuras en el interior de algunas bacterias, las cuales son resistentes al calor, compuestos químicos, desecación, radiación, ácidos y desinfectantes. No es un método de multiplicación bacteriana sino una forma de reposo latente dentro del ciclo vital. tiempo de vida de una espora: indefinido, hasta que las condiciones del medio sean favorables (clostridiumaceticum --- 30 años) Tipos de endosporas: A. Terminal B. Subterminal C. Central. Bacillus y Clostridium
Cocos: Forma esférica u ovalada • Estreptococos: Forma en cadena • Diplococos: Forma dobles • Estafilococos: Forma en racimos • Bacilos: Forma de bastón • Espirilos: Forma de espiral • Vibrios: Forma de coma AGRUPACIONES FORMAS
Estructura Espiroqueta Familia Spirochetaceae Treponema, Borrelia y Leptospira.
Bacteria del Cólera Vibriocholerae
Reproduccion Generalmente las bacterias se reproducen por bipartición FISION BINARIA Trás la duplicación del ADN, que está dirigida por la ADN-polimerasa que se encuentra en los mesosomas, la pared bacteriana crece hasta formar un tabique transversal separador de las dos nuevas bacterias.
Pero además de este tipo de reproducción asexual, las bacterias poseen unos mecanismos de reproduccion sexual o parasexual, mediante los cuales se intercambian fragmentos de ADN . • Sufren varios procesos de recombinación genética: • Puede realizarse por : transformación, transducción, conjugación.
TRANSFORMACIÓN: Consiste en el intercambio genético producido cuando una bacteria es capaz de captar fragmentos de ADN, de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio donde vive.
CONJUGACIÓN: En este proceso, una bacteria donadora F+ transmite a través de un puente o pili, un fragmento de ADN, a otra bacteria receptora F-. La bacteria que se llama F+ posee un plásmido, además del cromosoma bacteriano.
TRANSDUCCIÓN: En este caso la transferencia de ADN de una bacteria a otra , se realiza a través de un bacteriófago, que se comporta como un vector intermediario entre las dos bacterias.
Dr. Carl Woese The hot springs of Yellowstone National Park, USA, were among the first places Archaea were discovered
La clasificación taxonómica más utilizada divide a las bacterias en cuatro grandes grupos según las características de la pared celular. Gracilicutes incluye a las bacterias con pared celular delgada del tipo Gram negativas; Firmicutes tienen paredes celulares gruesas del tipo Gram positivas Tenericutes carecen de pared celular Mendosicutes tienen paredes celulares poco comunes, formadas por materiales distintos a los típicos peptidoglucanos bacterianos. Entre las Mendosicutes se encuentran las Arquebacterias, un grupo de organismos poco comunes, que incluyen a las bacterias metanogénicas, anaerobias estrictas; las halobacterias, y las termoacidófilas,
El Manual Bergey establece el “Reino Procariota” : son seres caracterizados por poseer una formación nuclear sin membrana, pared celular y tener ribosomas 70 S. A este Reino pertenecen las bacterias. • 1. ESPIROQUETAS. • Bacilos flexuosos en forma de espiral con movilidad debida a un filamento axial y semejante a un sacacorchos. Son Gram negativos. • OrdenFamiliaGéneroEspecie • SPIROCHAETALESSPIROCHAETACEATREPONEMA T. Pallidum • BORRELIA B. Recurrentis • LEPTOSPIRACEAELEPTOSPIRAL. Interrogans • 2. BACTERIAS GRAM NEGATIVAS AEROBIAS O MICROAEROFILAS (VIBRIOIDES): • CAMPYLOBACTER: C. fetus, C. jejuni y C. coli. • Bacilos espirales curvados y móviles Parásitos del hombre y animales. • HELICOBACTER. H pylori, .
3. BACILOS Y COCOS GRAM NEGATIVOS AEROBIOS: Familia PSUDOMONADACEAE. G. PSEUDOMONAS. Especie Pseudomonasauruginosa.Bacilosgram negativos con flagelos polares. Producen citocromo – oxidasa. Familia MORAXELACEAE. G MORAXELLA. Especies: M. lacunate, M catharralis. G ACINETOBACTER. Especie: A baunannii. Familia XANTHOMONADACEAE G STENOTROPHOMONAS. Especie: S. maltophilia. Familia BURKHOLDERIA G BURKHOLDERIA. Especie B. cepacea Familia LEGIONELLACEAE. G. LEGIONELLA. Bacilos móviles de vida libre. Patógenos para el hombre. Especie: L. pneumophila. • Familia NEISSERIACEAE. • G. NEISSERIA. Cocos agrupados en parejas con las zonas adyacentes planas. Especies patógenas: N. meningitidis, N. gonorrhoeae. G. KINGELLA. K. kingae. • Familia BARTONELLACEAE , G BARTONELLA • Familia BRUCELLACEAE G. BRUCELLA. Cocobacilos gram negativos. Parásitos del hombre y animales. • B. melitensis, B. abortus. • Familia BRADYRHIZOBIACEAE G AFIPIA. Especie: A. felis • Otros géneros de interés: • G. FLAVOBACTERIUM: F. meningosepticum. • G. ALCALIGENES. A. faecalis. • G. BORDETELLA. B. pertussis. • G. FRANCISELLA. F. tularensis.
4. BACILOS GRAM NEGATIVOS ANAEROBIOS FACULTATIVOS: F. ENTEROBACTERIACEAE: Bacilos gram negativos no esporulados. Fermentan la glucosa con formación de ácido o ácido y gas. Reducen los nitratos a nitritos y no poseen citocromooxidasa. Principales géneros y especies tipo: G. ESCHERICHIA. E. coli G. SHIGELLA. S. dysenteriae, S. sonney G. SALMONELLA. S. enterica G. CITROBACTER. C. freundii G. KLEBSIELLA. K. pneumoniae G. ENTEROBACTER. E. cloacae, E. aerogenes G. SERRATIA. S. marcescens G. PROTEUS. P. mirabilis G. YERSINIA. Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis, Y. pestis G. MORGANELLA. M. morganii G. PROVIDENCIA. P. rettgeri, P. stuartii G PLESIOMONAS Otros géneros de interes G. VIBRIO. V. cholerae G. AEROMONAS. A. hydrophila G. PASTEURELLA. P. multocida G. HAEMOPHILUS. H. influenzae