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Tema 5: Estructuras generales
Bicapa lipídica
La primer diferencia entre la membrana plasmática de bacterias / Eucariotas y arqueas es que
las primeras tienen un enlace éster, mientras que las arqueas tienen enlace éter. Además, las
arqueas no tienen ácidos grasos, sino moléculas isoprénicas, moléculas hidrocarbonadas.
La estructura de las membranas plasmáticas de arqueas, se denominan di-éter-glicerol. Estas
estructuras forman una bicapa igual que la lipídica de bacterias o eucariotas. A veces, las
moléculas isoprénicas de un lado y otro se unen formando una monocapa. Esta estructura se
denomina tetra-éter-glicerol. Este tipo de estructuras se ven mucho en las termófilas.
Pared celular
Salvo algunos micoplasmas y algunas arqueas, la mayoría de procariotas tienen pared celular.
Dan forma y protegen de la lisis osmótica.
La pared celular de algunos microorganismos patógenos tiene componentes que contribuyen
a esa patogenicidad.
Protege a la célula frente a sustancias tóxicas, y es el lugar de acción de varios antibióticos.
· Gram +
Aparte de la membrana plasmática, tienen una capa de péptido-glicano muy gruesa. Entre
una y otra, se encuentra el periplasma (muy fino).
· Gram –
Tiene una capa de péptido-glicano, pero es muy fina. Además, tiene otra capa (la membrana
externa). Entre unas membranas y otras, existe un espacio periplásmico mucho más grande
que en Gram +. Existen 2 periplasmas.
Péptido-glicano
Estructura formada por la unión de azúcares, con aminoácidos residuales. Estas cadenas se
disponen paralelamente, y forman capas unas encima de otras (forman una capa gruesa). Las
uniones de diferentes cadenas se producen entre los aminoácidos específicos de unas cadenas
y otras.
Los azúcares que forman las cadenas son el N-acetilmurámico y el N-aceltilglucosamina. Las
enzimas encargadas de unir los aminoácidos se denominan transpeptidasas.
La cadena típica de aminoácidos es: L-Ala / D-Glu / DAP / D-Ala
Siempre se unen la D-Ala final con el DAP de la cadena adyacente.
En Gram +, la unión entre aminoácidos no es directa, sino que existen puentes de
aminoácidos, por ejemplo Glicina (Gly).
Noemie Martínez Biron – Grupo 121 – Microbiología 2010 / 2011
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Además, presentan ácidos teicóicos. Se unen al N-acetilmurámico de la pared celular.
También podemos encontrar ácidos lipoteicóicos. Tienen la misma composición que los ácidos
teicóicos, pero la unión se encuentra en la membrana plasmática. La función que
desempeñan es darle carga negativa a la pared, formar zonas de unión con fagos, y cationes
metálicos.
Las Gram -, a diferencia de las Gram + tienen un peptidoglicano mucho más delgado, y una
membrana externa. Su componente principal es tipo lipopolisacarido. Se le denomina LPS. La
zona interna está formada por fosfolípidos. La parte externa está formada por varias capas: La
más interna se llama lípido A. La central se denomina polisacárido central o Core, y la
siguiente se denomina cadena lateral O, o antígeno O.
· Membrana externa: Contribuye a la carga negativa de la superficie bacteriana. Además,
ayuda a la célula a unirse a superficies, o bien a otras células formando bio-películas. Es una
parte mucho menos soluble a detergentes, y menos permeable a moléculas hidrofóbicas
(incluyendo antibióticos, disolventes orgánicos…). Tiene la capacidad de unir cationes
divalentes, y constituye la endotoxina: Aumenta la patogenicidad. Es la responsable de los
síntomas de algunas enfermedades (la cadena lateral O). Aún así, tiene un efecto beneficioso,
ya que estimula al sistema inmune.
· Lipoproteína de Brawn: Ancla la membrana externa con la capa de peptidoglicano.
· Porinas: Proteínas que forman trímeros con un poro en el interior de la estructura que
forman.
La pared celular es muy importante porque le da su forma a la célula. Además, preserva a la
célula frente a la lisis osmótica.
La lisozima y la penicilina afectan a la pared celular, debilitándola. Esto afecta a la célula, ya
que puede producir su lisis si se encuentra en un medio hipertónico.
Las células Gram + sin pared celular se llaman protoplastos. Las células Gram – sin pared
celular se llaman esferoplastos (son muy parecidos a los protoplastos, pero más fuertes
debido a la pared celular externa).
Pared de las arqueas
Tienen pared celular, pero muy diferente a la de bacterias. Las Metanógenas son el grupo más
parecido a las bacterias en cuanto a la membrana. Se denomina pseudo-peptidoglicano. La
gran diferencia entre esta pared y la de bacterias es que no existe el N-acetilmurámico y en su
lugar hay N-acetilgtalosaminourónico. Además, el enlace entre los 2 azúcares es β 1-3 (las
lisozimas no afectan a estas paredes).
El resto de arqueas tienen una capa superficial o capa S formada por glucoproteínas. Estas
proteínas forman un enjambre, y en algunas arqueas está rodeada por metanocondroitina
(otra capa protectora).
Las arqueas del grupo thermoplasma no tienen pared celular de ningún tipo.
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Resumen del peptidoglicano
· Solo se presenta en el dominio Bacteria.
· En las paredes de los dominios Archaea y Eukarya nunca se han encontrado NAM ni DAP.
· Todas las bacterias Gram – tienen DAP, y también algunas Gram +.
· Presencia de 2 aminoácidos con configuración D (A-Ala y D- Glu)
· Existen más de 100 tipos de peptidoglicano.
Fundamento de la tinción Gram
Las Gram + tienen una gran capa de peptidoglicano. Se piensa que al teñir con cristal violeta
y luego con lugol, se forma un complejo grueso que queda atrapado en la pared. En las Gram
– se fija muy poco (la capa de peptidoglicano es muy fina) y además el etanol hace más
permeable la membrana externa. Por tanto, el segundo colorante se queda más atrapado.
Espacio periplásmico
Es un compartimento acuoso, relleno del gel periplásmico, en el que están presentes muchas
enzimas (RNAsas, fosfatasas, proteínas de transporte, proteínas de unión…). Tiene una función
de osmorregulación.
Glicocaliz
Formada por polisacáridos, raramente de naturaleza proteica. Si es gruesa y rígida, se
denomina cápsula. Si es delgada y difícil de ver, se llama capa mucosa.
Para observarla al microscopio, hay que teñir con tinta china. Sirve para fijar la célula a
superficies inertes (cañerías, capa dental…), o a superficies vivas (efectos beneficiosos forman
do la flora del aparato intestinal, o patógenos, lo cual hace que sean más difíciles de fagocitar).
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