Organismos procariotas LAS BACTERIAS

14/05/2010
ORGANISMOS PROCARIOTAS
LAS BACTERIAS
Los Procariontes
Los Eucariontes
Son más simples y pequeños que los eucariontes
Su material genético es una gran molécula de ADN circular
Su membrana plasmática, citosol, ARN y ribosomas está
formando una matriz sin organización obvia
Se reproducen por división binaria
Son más complejos y de mayor tamaño que los procariontes
Su material genético es ADN lineal fuertemente unido a
proteínas y rodeado por una membrana nuclear
Presentan organelos, y citoesqueleto
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Comparación entre Procariontes y Eucariontes
Procariontes
Organismo
bacterias y cianobacterias
Tamaño celular
generalmente de 1 a 10 mm
generalmente de 5 a 100 mm
anaeróbica aeróbico
aeróbico
pocos o ninguno
núcleo, mitocondria, cloroplasto,
retículo endoplásmico, etc.
moléculas de ADN lineal muy
largas con regiones no codificantes
y envoltura
Metabolismo
Organelos
ADN
A DN circular en el citoplasma
ARN y proteína
síntesis del ARN y la proteína en el
mismo compartimiento
Citoplasma
sin citoesqueleto: ausencia de
movimientos
citoplasmáticos,
endocitosis y exocitosis
División celular
cromosomas son separados por su
unión a la membrana plasmática
Organización celular
principalmente unicelular
Tamaños relativos de las células
Eucariontes
protistas, hongos, plantas y animales
el ARN se sintetiza en el núcleo y
las proteínas en el citoplasma
citoesqueleto compuesto de filamentos
proteicos; presentan
movimientos
citoplasmáticos,
endocitosis
y
exocitosis
bacteria
eritrocito
protozoo
los cromosomas son separados
por tracción del huso mitótico
(citoesqueleto)
principalmente
multicelular
con
diferenciación en muchos tipos celulares
Los Procariontes pertenecen a dos reinos: las
Eubacteria y la Arquebacterias
Evolución de las Células desde un Ancestro Procarionte
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ARQUEOBACTERIAS
Crenarqueontes
Coraqueontes
Euriarqueontes
Euriarqueontes
Crenarqueontes
Arquea
Corarqueontes
• Metanógenos (creadores de metano), Halófilos
(amantes de la sal) extremos, reductores de
sulfato
• Arqueobacterias sin pared
• Termófilos externos (amantes del calor),
• Criófilos marinos (amantes bajas temperaturas)
• Termófilos extremos recién descubiertos
CHROMATIUM VINOSUM
bacteria puprúrea del azufre
anaerobia y fotosintética.
Las inclusiones purpúreas son los
tilacoides, las esferas azufre.
Estos seres sólo toleran el O2 en
la oscuridad
 Halogeometricum borinquensis
 Haloterrigena thermotolerans
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Bacteria pluricelular
Se agregan en forma
dendroide cuando
escasean los nutrientes
o el agua.
Conglomerado litoral de
bacterias densamente
empaquetadas en un lago
de México. Las capas superiores crecen fotosintéticamente suministrando
alimento a otras bacterias.
Este tipo de paisajes
dominaba la tierra antes
de la aparición de los
eucariotas.
BACTERIA (HISTORIA)
 Anton van Leeuwenhoek (1683) observó la
bacteria por primera vez.
 Ehrenberg (1828) propuso el nombre de
bacteria derivado del griego “BAKTER”
bastón .
 Louis Pasteur (1822-1895) y Robert Koch
(1843-1910) describieron el papel de la
bacteria como causa de enfermedades.
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BACTERIA
BACTERIA
 Organismos unicelulares y microscópicos
 Carecen de núcleo u organelos limitados
 Son muy pequeñas,
por membranas.
 Pared celular a base de carbohidratos.
 Modo variable de obtener la energía y el alimento.
 1 -10 micrómetros (µm) de longitud
 Se encuentran en
 el aire
 el suelo
 el agua
 Se pueden encontrar en algunos alimentos o
viviendo en simbiosis con plantas, animales y otros
seres vivos.
ESTRUCTURAS ASOCIADAS
 Flagelo
ESTRUCTURAS ASOCIADAS
 Provee motilidad verdadera.
 No estan presente en todas las bacterias.
 Fimbriae
 Son mas numeros y cortos.
 Se asume que sirven para adherirse a superficies.
 Pili




Sumamente cortos
1 o 2 presentes
Sirven para adherirse al tejido humano.
Envuletos en los procesos de conjugación.
 Cápsula




Capa rígida que excluye partículas
Creada por depositos de polisacaridos.
Su composición química es variable.
Función: adhesión al hospedero y evitar fagocitosis
 Endospora
 Estrucutra de supervivencia.
 Resistente a:






Calor
Desecación
Radiación
Ácidos
Desinfectantes
Químicos fuertes
 Presente en bacterias del suelo
 Su descubrimiento ayudó al desarollo de métodos y
técnicas adecuadas de esterilización
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ESTRUCTURAS ASOCIADAS
 Inclusiones celulares
 Lugares de almacenaje
 Vacuola
 Granulos de almidón
 La célula los utiliza como fuente de energía
METABOLISMO
 Suma de todas las reacciones químicas que
ocurren en la célula viva.
 Se divide en:
 Anabolismo
 Biosíntesis de moléculas complejas a partir de moléculas
simples
 Catabolismo
 Rompimiento de compuestos orgánicos con el fin de producir
energía.
 Se requiere en grandes cantidades debido a que
forma parte de moléculas orgánicas de
importancia biológica
DOS TIPOS DE METABOLISMO:
AUTOTRÓFICO
HETEROTRÓFICO
S2 se oxida a SO42- (sulfooxidación)
Fe2+ se oxida a Fe3+
AUTOTRÓFICO: el CO2 es la fuente principal de C proveniente, ya sea de la
absorción de la luz (fototrofia), o de la oxidación de moléculas inorgánicas
(quimiotrofia). Las bacterias fotosintéticas tienen un metabolismo fototrófico
que las aproxima al fitoplancton.
Mn2+ se oxida a Mn4+
Forman parte de las bacterias quimiotróficas aquellas autotróficas que oxidan
compuestos inorgánicos reducidos, como el NH4+ que es oxidado a NO2(nitrificación) y luego a NO3-.
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HETEROTROFIA: estas bacterias utilizan la materia orgánica disuelta
en el agua como principal fuente de carbono. En estas bacterias dos
procesos metabólicos se distinguen:
los procesos de respiración en el curso de los cuales, seguido a la
oxidación de carbohidratos: se efectua por transporte de electrones a
través de una cadena de citocromos hacia un oxidante exterior. La
oxidación exterior más corriente es el oxígeno molecular. Se trata,
por lo tanto de un metabolismo RESPIRATORIO AERÓBICO.
También pueden ser utilzados otros oxidantes: NO3-, SO42-, Mn4+,
Fe3+, CO2.
los procesos de fermentación en el curso de los cuales la regeneración del poder oxidante se efectua por una fase de reducción del
sustrato carbonado sin intervención de un aceptor exógeno de
electrones.
¿COMO LOS MICROORGANISMOS
OBTIENEN LOS NUTRIENTES?
 Autotrófos
 Quimiotrofos
 Factores que afectan el crecimiento
 Oxígeno
 Aeróbico
 Anaeróbico
 pH
 Acidofílicos (+)
 Alcalófilos (-)
 Temperatura





Psicrofilos (10-15°C)
Psicrotolerante (15-30°C)
Mesófilo (30-40°C)
Termófilo (45-80°C)
Hipertermófilo (80°C o mas)
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energía
solar
Tanto en el agua como en los sedimentos juegan un papel importante. Participan en
la oxidación de los compuestos reducidos del azufre y de algunos compuestos
reducidos orgánicos. Pueden ser el origen de una cadena alimenticia.
en medios anóxicos con luz las BF sulfo-oxidantes participan en
el ciclo biogeoquímico del S, oxidando el sulfuro proveniente de
la reducción del sulfato- y de la mineralización.
las BF oxidan activamente el sulfuro, participando en la
depuración del sistema al eliminar un compuesto tóxico y permitiendo
reequlibrar el ciclo perturbado del S.
cianobacterias
H2
O
CO2
H2S
O2
 TRANSFORMACION
 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.
detritos
bacterias heterótrofas
aerobias
condiciones
aeróbicas
REPRODUCCIÓN
bacterias
fotótrofas
cadena trófica
detritos
SO4=
CO2
bacterias fermentativas
y sulfato-reductoras
condiciones
anaeróbicas
REPRODUCCIÓN
 CONJUGACIÓN
 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.
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REPRODUCCIÓN

intercambio genético a tres
bandas entre bacterias
TRANSDUCCIÓN

la transferencia de ADN de una
 bacteria a otra , se realiza a través
 de un virus bacteriófago, que se
comporta como un vector I
 ntermediario entre las dos bacterias.
como definir la
especie taxonómica?
CLASIFICACIÓN
MORFOLOGIA DE LAS BACTERIAS
 Mórfología
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Dimensiones de algunas bacteria
Small bacteria
Bacteroides spp
Bordetella pertussis
Mycoplasma spp (PPLO)
Medium bacteria
Bacillus spp
E. coli
S. aureus
Large Bacteria
Anabaena spp
Achromatium spp
BACTERIAS PEQUEÑAS
La bacteria mas grande (3-4mm)
0.1 x 0.15-0.13 mm
0.2-0.3 x 0.5-1.0 mm
0.1 - 0.25 mm dia
BACTERIAS MEDIANAS
0.7-0.8 x 2-3 mm
0.4-0.7 x 1-3 mm
0.8-1.0 mm dia
BACTERIAS GRANDES
4-5 mm
5 x 100 mm
VIRUS
En la frontera de la vida
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VIRUS:
Los virus
“trocitos de herencia buscando un
cromosoma”
 Son los seres más simples y pequeños que
se conocen.
 Básicamente son moléculas de ácido
nucleico envueltas por una cubierta
proteica.
 Son acelulares, (no tienen organización
celular).
 Todos son parásitos intracelulares
obligados
Estructura
 Son parásitos intracelulares obligados, carecen
de enzimas con las que desarrollar su propio
metabolismo, siendo su única función
transportar el ácido nucleico viral de una célula
hospedadora a otra.

El virus extracelular se llama VIRIÓN
Componentes
 Genoma (ADN o ARN)
 Enzimas
 Cápsida
 Envoltura membranosa
 ácido nucleico
 envueltas por una cubierta proteica.
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Enzimas
Genoma
 Los virus pueden contener una mínima
 Puede ser ADN o ARN
 Los ARN Virus cuentan con una enzima llamada
Retrotranscriptasa o transcriptasa inversa:
 ARN
Retrotranscriptasa
ADN
o transcriptasa inversa
cantidad de enzimas (transcriptasas, enzimas
líticas)
 Los virus no tienen metabolismo propio.
Los virus que tienen enzima Trancriptasa inversa
(como el virus VIH, el del SIDA) se llaman retrovirus
Cápsida
• Cubierta protéica que envuelve al genoma.
• Formada por capsómeros.
Icosaédrica
Compleja
Helicoidal
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Virus de cápsida compleja
 Parasitan bacterias: bacteriófagos (o fagos)
cabeza
cola
fibras
Envolturas membranosas
espinas
placa
basal
Clasificación de los virus
Los virus se pueden clasificar según varios criterios.
 Es un fragmento de la célula en la que se
reprodujo el virus
 Los virus con envoltura son más patógenos
(gripe, hepatitis, SIDA, …)
 Los virus desnudos carecen de estas
membranas.
- Por la célula que parasitan:
Virus animales, vegetales o bacteriófagos.
- Por su forma:
Helicoidales, poliédricos o complejos.
- Por tener o no envolturas:
Virus envueltos o desnudos.
- Por su ácido nucleico:
ADNmc; ADNbc; ARNmc o ARNbc.
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VIRUS CON ADN
Enfermedades
Parvovirus
Gastroenteritis
Adenovirus
Infecciones respiratorias
Papovirus
Verrugas
Ortopoxvirus
Viruela, Varicela
Herpesvirus
Herpes
Hepadnavirus
Hepatitis B
VIRUS CON ARN
Piconavirus
Poliomelitis, Hepatitis A
Togavirus
Encefalitis, rubeola
Flavivirus
Fiebre amarilla
Coronavirus
Resfriado común
Rhabdovirus
Rabia
Filovirus
Ebola
Paramyxovirus
Sarampión, paperas
Orthomixovirus
Influenza
Bunyavirus
Encefalitis
Arenavirus
Fiebres hemorrágicas
Retrovirus
Leucemia, SIDA
Reovirus
Infecciones respiratorias e
intestinales
Ciclo de los virus
 Ciclo lítico.
 Ciclo lisogénico.
 Ciclo lisogénico: El
genoma viral se integra con
el de la célula huésped.
Para realizar su ciclo vital, el virus necesitan parasitar una célula
huésped.
Ciclo lítico (fases)
 Fijación o adsorción
 Penetración
 Eclipse

Ciclo lítico: El genoma
viral se expresa,y muere
la célula huésped.
Replicación del genoma vírico
y síntesis de proteínas
 Ensamblaje
 Liberación
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Ciclo lisogénico
 El ácido nucleico viral no expresa sus genes, se
integra en el genoma de la célula o queda libre
a modo de plásmido.
 El virus queda en forma de provirus.
 Por distintos factores el provirus puede
comenzar un ciclo normal o lítico.
Origen de los virus.
 Origen moderno: Se les suele considerar como
células en regresión, perdieron muchos de sus
componentes por no necesitarlos, ya que
disponen de ellos en las células parasitadas.
 Origen arcaico: Otros autores los consideran
precélulas, reliquias evolutivas de antecesores
que no evolucionaron.
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