BIOLOGÍA DE PROCARIOTAS Ciclo Escolar 07-08B

TEMA 2. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA PROCARIOTA PARED CELULAR

Mónica Marcela Galicia Jiménez

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Localización La pared celular bacteriana rodea al protoplasto (sin membrana externa). La pared bacteriana es permeable a las sales y a muchas sustancias de bajo peso molecular. No es rígida sino elástica como el "cuero" de una pelota de futbol. El protoplasto bacteriano confiere una cierta rigidez al conjunto protoplasto + pared que lo rodea, derivada de su presión interna o turgencia (al igual que la cámara hinchada de la pelota). La presión interna del protoplasto esta determinada osmóticamente. Se debe tener en cuenta que la membrana citoplasmática es la verdadera barrera osmótica (es semipermeable y controla la entrada y salida de sustancias a la célula).

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A. Microfotografía electrónica de la bacteria Gram positiva Micrococcus lysodeikticus mostrando la gruesa capa de peptidoglicano que conforma la pared celular (cw), por debajo de ella la membrana plasmática (cm), un mesosoma(m), y el nucleoide (n). B.Célula bacteriana procesada mostrando la línea de fractura entre la membrana citoplasmática (m.i.) y la pared celular (m.e.). Barra = 1 µm.

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Función

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• El espacio entre la membrana plasmática y la membrana externa se llama espacio periplásmico donde estas bacterias tienen un almacén congestionado de enzimas. • Algunas enzimas salen a través de la membrana externa y actúan como hidrolazas, de manera que digieren estructuras como proteínas, polisacáridos o grasas e introducen moléculas pequeñas al interior para formar sus propias proteínas, sus propios lípidos. • La forma de que las bacterias vivan en agua, teniendo tantos lípidos en su exterior se explica por que introducidas en su membrana externa y hasta el interior de la membrana existen unas estructuras de tres moléculas que al unirse espontáneamente producen en su interior un canal que permite el paso de sustancias hidrofílicas. La bacteria puede abrir o cerrar estas porinas y así regula la entrada de sustancias.

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Función

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• La pared celular también mantiene la forma de las bacterias, permitiendo que no todas sean esferas, por lo que la pared celular es responsable de la diferenciación morfológica externa.

• También defiende a las bacterias de agresiones mecánicas y osmóticas, no hay lisis osmótica.

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Función

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• El péptidoglicano tiene un rol endotóxico, no tan potente como las endotoxinas, pero semejante.

• También tiene proteínas que sirven como receptores de bactereófagos, qué antes de los antibióticos se intentaron usar para combatir a las bacterias, pero fracasaron los intentos porque nos se pudo encontrar la masa crítica adecuada.

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Función

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• Las bacterias Gram (+) son destruidas por la lisosima de las lagrimas, los linfocitos y la clara de huevo, por que lisa el ácido muramico que es capital en la estructura del péptidoglicano. Por su conformación externa, principalmente lipídica, las Gram (-) no son afectadas por la lisosima.

• Las fimbreas nacen del péptidoglicano y logran que la bacteria se adhiera a las mucosas.

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La semipermeabilidad de la membrana citoplasmática y la permeabilidad de la pared celular originan, entre otros, el fenómeno de plasmólisis. Este fenómeno se observa cuando la tonicidad del medio externo es mayor que la del protoplasto (medio hipertónico) en estas condiciones el agua sale del protoplasto y este se encoge por lo que la membrana citoplasmática se separa de la pared.

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Estructura • • • • •

Gram + Gram Archaea Ácido alcohol resistentes Sin pared celular

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Gram +

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•Esta formada por una secuencia alternante de N-acetil-glucosamina (NAG) y el ácido Nacetilmurámico (NAM) unidos mediante enlaces ß-1,4. La cadena es recta y no ramificada, constituyendo la estructura básica de la pared celular •La red de mureína esta muy desarrollada y llega a tener hasta 40 capas •Los aminoácidos implicados varían de una especie a otra. •La constitución del esqueleto es característica de la especie y constituye una buen parámetro taxonómico •Es frecuente la presencia de los aminoácidos L-diaminopimélico o de lisina •Los polisácaridos están unidos por enlaces covalentes (en el caso de tenerlos) Su contenido proteico es bajo. •En ella se encuentran ácidos teicoicos •90% de peptidoglucano •Color violeta

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Gram •Esta formada por una secuencia alternante de N-acetil-glucosamina (NAG) y el ácido Nacetilmurámico (NAM) unidos mediante enlaces ß-1,4. La cadena es recta y no ramificada, constituyendo la estructura básica de la pared celular •La red de mureína presenta una sola capa •La constitución del saco de mureína es igual en todas las bacterias Gram negativas. •Contiene siempre únicamente meso-diaminopimélico •Nunca contiene lisina •No se encuentran puentes interpeptídicos. •Se encuentran grandes cantidades de lipoproteínas y lipopolisacáridos que representan hasta el 80 % del peso seco de la pared celular. Para mantener la estabilidad de las capas de lipopolisacáridos es necesario el ión Ca++ •Hasta ahora no han podido demostrarse ácidos teicoicos. •10% de peptidoglucano •Color rojo o rosa

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Gram -

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Lipopolisacarido

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Ácido alcohol resistentes •Mycobacterium •Tinción de Ziehl-Neelsen. •Ácidos micólicos (ácidos grasos largos y remificados) •El ácido micólico y otros lípidos complejos forman una capa laminada, membranosa y cerosa por fuera de la capa de peptidoglicano.

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Ácido alcohol resistentes

Adaptado del minireview "Immunopathology of Tuberculosis: Roles of Macrophages and Monocytes" de M. J. Fenton y M. W. Vermeulen (Infection and Immunity. Marzo de 1996)

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Archaea •No tienen mureina •N-acetilglucosamina, ácido N-acetiltalosaminurónico •Las paredes celulares poseen un polisacárido similar al peptidoglucano, pseudopeptidoglicano.

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Archaeas

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Dos grupos de bacterias carecen de pared celular: •los Mycoplasma que poseen solamente membrana celular •las formas L derivadas de bacterias que perdieron su habilidad de sintetizar su pared celular

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Localización

Esta formada por una secuencia alternante de N-acetil-glucosa...

La red de mureína esta muy desarrollada y llega a tener ha...

Los aminoácidos implicados varían de una especie a otra.

Gram +

La constitución del esqueleto es característica de la especie y c...

Es frecuente la presencia de los aminoácidos L-diaminopimélico...

Los polisácaridos están unidos por enlaces covalentes (en el c...

En ella se encuentran ácidos teicoicos

Las fimbreas nacen del péptidoglicano y logran que la ...

90% de peptidoglucano

Las bacterias Gram (+) son destruidas por la lisosima de las ...

Color violeta

Esta formada por una secuencia alternante de N-acetil-glucosa...

También tiene proteínas que sirven como receptores de bact...

La red de mureína presenta una sola capa

El péptido glicano tiene un rol endotóxico, no tan potente com...

También defiende a las bacterias de agresiones mecánicas y os...

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La forma de que las bacterias vivan en agua, teniendo tantos ...

Función

La constitución del saco de mureína es igual en todas las b...

Pared Celular

Contiene siempre únicamente meso-diaminopimélico

Estructura Gram -

Nunca contiene lisina

No se encuentran puentes interpeptídicos.

Algunas enzimas salen a través de la membrana externa y actú...

Se encuentran grandes cantidades de lipoproteínas y li...

El espacio entre la membrana plasmática y la membrana exte...

Hasta ahora no han podido demostrarse ácidos teicoicos.

10% de peptidoglucano

Color rojo o rosa N-acetilglucosamina, ácido N-acetiltalosaminurónico

No tienen mureina A rchaea

Las paredes celulares poseen un polisacárido similar al peptidogl...

Mycobacterium:

Tinción de Ziehl-Neelsen. Á cido alcohol resistentes

Ácidos micólicos (ácidos grasos largos y remificados)

El ácido micólico y otros lípidos complejos forman una capa la... Sin pared celular

Micoplasma

Formas L