Estructura Bacteriana y División Celular - Bacteriología

TEMA 8
PRINCIPIOS DE BACTERIOLOGÍA Y
CLASIFICACIÓN BACTERIANA
CLASE 2: ESTRUCTURA BACTERIANA Y DIVISIÓN CELULAR
1. IMPORTANCIA DE LA ESTRUCTURA
BACTERIANA EN CLÍNICA
La estructura bacteriana determina el comportamiento biológico y clínico de las bacterias.
Cada componente estructural influye en:
 supervivencia
 virulencia
 interacción con el sistema inmune
 respuesta a antibióticos
Ejemplos:
Estructura
Consecuencia clínica
Pared celular determina Gram y sensibilidad a antibióticos
Membrana regula transporte y energía
Cápsula
evita fagocitosis
Fimbrias
permiten adherencia
Flagelos
facilitan movilidad e invasión
Por lo tanto:
estructura → fisiología → patogenicidad → tratamiento
2. MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
2.1 Estructura
Es una bicapa lipídica de fosfolípidos y proteínas.
Características:
 carece de esteroles (excepto algunas bacterias como Mycoplasma)
 rodea el citoplasma
 en Gram negativas se relaciona con el espacio periplásmico
2.2 Funciones principales
1. Barrera selectiva
Regula el paso de sustancias:
Permite entrada de:
 agua
 nutrientes
 gases
Impide entrada de:
 moléculas tóxicas
 macromoléculas
Mantiene la homeostasis celular.
2. Transporte de sustancias
La bacteria transporta nutrientes mediante:
 difusión pasiva
 transporte activo
 gradientes electroquímicos
Esto permite:
 captar nutrientes
 expulsar toxinas
 eliminar antibióticos (bombas de eflujo).
3. Producción de energía
Las bacterias no tienen mitocondrias, por lo tanto:
La cadena respiratoria se localiza en la membrana citoplasmática.
Aquí se genera:
 gradiente de protones
 síntesis de ATP.
2.3 Importancia clínica
La membrana es importante porque:
1️⃣ Es blanco de antibióticos
Ejemplos:
 polimixinas
 daptomicina
2️⃣ Influye en entrada de antibióticos
3️⃣ Participa en mecanismos de resistencia
3. PARED CELULAR BACTERIANA
3.1 Concepto
Es una estructura rígida externa a la membrana.
Funciones principales:
 da forma bacteriana
 protege contra lisis osmótica
 mantiene integridad estructural
Sin pared celular, la bacteria se rompería en medios hipotónicos.
3.2 Peptidoglucano
Es el principal componente de la pared celular.
Está formado por:
 N-acetilglucosamina (NAG)
 N-acetilmurámico (NAM)
Unidos por:
 enlaces β-1,4
 puentes peptídicos
Esto forma una malla tridimensional rígida.
3.3 Importancia terapéutica
Muchos antibióticos actúan sobre la síntesis de peptidoglucano.
Ejemplo:
betalactámicos
Mecanismo:
 inhiben proteínas fijadoras de penicilina (PBP)
 bloquean síntesis de pared celular
 producen lisis bacteriana.
3.4 Diferencias estructurales Gram
Gram positivas
Características:
 pared gruesa
 mucho peptidoglucano
 contienen ácidos teicoicos
 sin membrana externa
Consecuencia:
retienen el cristal violeta.
Gram negativas
Características:
 pared delgada
 poseen membrana externa
 tienen espacio periplásmico
La membrana externa contiene:
lipopolisacárido (LPS)
El componente tóxico es:
lípido A → endotoxina
3.5 Importancia inmunológica
Componentes de pared celular actúan como PAMPs.
Activan:
 sistema inmune innato
 liberación de citocinas
 inflamación.
4. ESTRUCTURAS SUPERFICIALES
Son estructuras no esenciales para la vida, pero importantes para:
 colonización
 virulencia
 evasión inmunológica.
5. CÁPSULA BACTERIANA
5.1 Concepto
Capa externa organizada formada generalmente por polisacáridos.
Se localiza fuera de la pared celular.
5.2 Funciones
1. Evita fagocitosis
La cápsula:



reduce depósito de complemento
disminuye opsonización
dificulta fagocitosis.
2. Formación de biopelículas
Permite adherencia a:
 catéteres
 prótesis
 válvulas cardíacas
Generando infecciones persistentes.
3. Antígenos vacunales
Muchos polisacáridos capsulares se usan en vacunas conjugadas.
5.3 Importancia clínica
Las bacterias encapsuladas tienen:
 mayor invasividad
 mayor capacidad de producir bacteriemia
 mayor riesgo de meningitis.
6. FIMBRIAS Y PILI
6.1 Fimbrias
Son estructuras cortas y numerosas.
Función principal:
adhesión a células del huésped.
Principio importante:
sin adhesión no hay colonización.
Esto explica el tropismo tisular de muchas bacterias.
6.2 Pili sexuales
Participan en:
conjugación bacteriana
Permiten:
 transferencia genética
 diseminación de resistencia antibiótica.
7. FLAGELOS
7.1 Concepto
Son estructuras proteicas largas responsables de la motilidad bacteriana.
Funcionan como un motor rotatorio impulsado por gradientes iónicos.
7.2 Funciones
Permiten:
 desplazamiento
 quimiotaxis
 búsqueda de nutrientes
 invasión tisular.
7.3 Importancia inmunológica
La proteína flagelina activa el sistema inmune innato.
8. ORGANIZACIÓN INTERNA
Las bacterias no tienen organelos membranosos, pero su citoplasma está altamente organizado.
8.1 Citoplasma
Contiene:
 enzimas metabólicas
 ribosomas
 ADN
 metabolitos.
Su organización permite alta eficiencia metabólica.
8.2 Ribosomas bacterianos
Tipo:
70S
Subunidades:
 50S
 30S
Importancia clínica
Los ribosomas bacterianos son diferentes de los humanos.
Bacterias Humanos
70S
80S
Esto permite que antibióticos inhiban la síntesis proteica bacteriana.
8.3 Nucleoide
El ADN bacteriano:
 es circular
 no tiene membrana nuclear
 se encuentra en la región llamada nucleoide.
Esto permite:
 transcripción y traducción simultáneas
 respuesta rápida a cambios ambientales.
8.4 Plásmidos
Son moléculas de ADN extracromosómico.
Características:
 replicación independiente
 transferibles entre bacterias
Pueden contener genes de:
 resistencia antibiótica
 virulencia.
9. DIVISIÓN BACTERIANA
9.1 Fisión binaria
Las bacterias se reproducen por fisión binaria.
Proceso:
1. replicación del ADN
2. separación cromosómica
3. invaginación de membrana
4. formación de septo
5. formación de dos células hijas.
9.2 Velocidad de crecimiento
Algunas bacterias pueden duplicarse cada:
20 minutos
Esto produce crecimiento exponencial.
9.3 Importancia clínica
Explica:
 rápida progresión de infecciones
 aumento rápido de carga bacteriana
 importancia del tratamiento precoz.
Muchos antibióticos actúan mejor durante la división bacteriana.
10. ESPORULACIÓN BACTERIANA
10.1 Concepto
La esporulación es un mecanismo de supervivencia, no de reproducción.
Una bacteria forma una espora altamente resistente.
10.2 Cuándo ocurre
Se produce ante condiciones adversas:
 falta de nutrientes
 calor
 desecación
 agentes químicos.
10.3 Estructura de la espora
Incluye:
 núcleo con ADN protegido
 corteza de peptidoglucano
 múltiples capas proteicas
Además contiene:
ácido dipicolínico + calcio
Esto le da gran resistencia.
10.4 Resistencia de las esporas
Resisten:
 altas temperaturas
 radiación
 desecación

muchos desinfectantes.
10.5 Importancia clínica
Las esporas:
 sobreviven mucho tiempo en el ambiente
 contaminan superficies hospitalarias
 facilitan infecciones nosocomiales.
Por eso es importante diferenciar:
Desinfección → reduce microorganismos
Esterilización → elimina microorganismos y esporas.
IDEAS CLAVE PARA EXAMEN
Debes recordar:
1️⃣ La membrana citoplasmática regula transporte y energía.
2️⃣ La pared celular da forma y protege contra lisis osmótica.
3️⃣ El peptidoglucano es el principal componente de la pared.
4️⃣ Gram positivas → pared gruesa.
5️⃣ Gram negativas → pared delgada + membrana externa + LPS.
6️⃣ Cápsula → evita fagocitosis y aumenta virulencia.
7️⃣ Fimbrias → adhesión.
8️⃣ Flagelos → motilidad.
9️⃣ Ribosomas 70S permiten acción selectiva de antibióticos.
10️⃣ Fisión binaria permite crecimiento exponencial.
11️⃣ Esporas → mecanismo de supervivencia extremadamente resistente.