Clase 3 Generalidades De Bacteriologia

Bacteriología Generalidades > Introducción Las bacterias o eubacterias son microorganismos unicelulares que pertenecen al dominio Bacteria. Los miembros de este dominio tienen diferencias con aquellos pertenecientes a los otros dos dominios, Archaea y Eukarya. En la Tierra, existen sólo dos tipos básicos de células que son estructuralmente muy diferentes: las procariontes y las eucariontes. Las bacterias son células procariontes. Estas células poseen un único cromosoma desnudo, es decir, que este cromosoma no se halla envuelto por una membrana nuclear sino que se halla en el citoplasma. Algunos investigadores se refieren a este cromosoma desnudo como nucleoide o núcleo primitivo. Otra de las características principales de las células procariontes es que no poseen organelas rodeadas por membranas como retículos endoplásmicos, mitocondrias, aparato de Golgi o lisosomas. Las eubacterias poseen las siguientes características: •

Presentan una pared celular, con excepción de los Mycoplasmas, por fuera de la célula que otorga rigidez y protección en medios osmóticamente inadecuados.

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La membrana citoplasmática posee una estructura trilaminar típica y está formada por lípidos, proteínas y pequeñas cantidades de hidratos de carbono.

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Se reproducen por fisión binaria o división simple.

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No poseen un núcleo verdadero sino un cromosoma de DNA que se encuentra, más o menos libre, en el citoplasma.

• No poseen organelas rodeadas por membranas. •

Sus ribosomas son 70s formados por las subunidades 30s y 50s.

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Poseen gránulos citoplasmáticos que son acumulaciones de materiales de reserva como polisacáridos, lípidos y polifosfatos.

Ultraestructura bacteriana Dentro de las eubacterias existen tres grupos de bacterias que pueden ser diferenciados en relación a la estructura de la pared celular. Para poder diferenciar a estos grupos no es necesario utilizar complejos sistemas de identificación, y basta con un microscopio óptico y unas cuantas soluciones de colorantes. La forma más sencilla de iniciar una identificación del microorganismo que se desea estudiar es realizar una coloración o tinción de Gram. La tinción de Gram es una tinción diferencial porque no todas las células se tiñen de la misma manera y permite discriminar entre dos grandes grupos de eubacterias, las eubacterias Gram positivas y Gram negativas. Los microorganismos Gram positivos, como el Staphylococcus aureus, adquieren un color violeta después de la coloración de Gram debido a que contienen una pared celular estructuralmente muy diferente a la de los microorganismos Gram negativos, como la Escherichia coli, que adquieren un color rosado. El tercer grupo de eubacterias es el de los Bacilos AcidoAlcohol Resistentes (BAAR) que pueden ser diferenciados utilizando la coloración de Ziehl-Neelsen. La diferencia en la coloración no se debe a reacciones químicas con ciertos componentes de la pared sino a la estructura física de la misma.

Generalidades > Microorganismos Gram positivos

Las eubacterias Gram positivas son células con una gruesa pared celular de peptidoglicano. Estás células poseen una membrana citoplasmática con fosfolípidos y proteínas. Por fuera de la membrana citoplasmático se encuentra la pared celular que está compuesta por una ancha capa de peptidoglicano. Este peptidoglicano es una macromolécula gigante formada por cadenas de un dímero compuesto por N-acetilglucosamina y N-acetilmurámico. A su vez, estas cadenas se encuentran unidas entre sí mediante péptidos, que son pequeñas cadenas de aminoácidos que se entrecruzan. Estos puentes peptídicos son característicos de las distintas bacterias y presentan mayor rigidez cuanto más completo sea el entrecruzamiento. El peptidoglicano es una malla porosa que otorga forma y rigidez a la célula, y evita que la célula estalle en medios hipotónicos. Al ser porosa permite el paso de nutrientes desde el exterior y el movimiento de enzimas catalíticas y productos de secreción hacia el exterior de la célula. La pared celular Gram positiva también contien ácidos teicoicos y ácidos lipoteicoicos. Los ácidos teicoicos son cadenas de ribitol o glicerol unidas por fosfodiésteres, y están unidos covalentemente al peptidoglicano por medio de grupos fosfodiéster en el oxihidrilo del C6 del N-acetilmurámico. Los ácidos lipoteicoicos son polímeros de glicerofosfato se encuentran anclados en la membrana citoplasmática y no están unidos al peptidoglicano. La función de estos compuestos sería estructural, pero existen evidencias que indican que también participarían en la regulación de las enzimas hidrolíticas que renuevan la pared celular (autolisisnas) y que serían sitios de fijación de fagos.

Esquema de las Envolturas de una Eubacteria Gram Positiva

Generalidades > Microorganismos Gram negativos Las eubacterias Gram negativas son células con una delgada capa de peptidoglicano y una segunda envoltura denominada membrana externa. Las células se encuentran envueltas por una membrana citoplasmática formada por una bicapa fosfolipídica y proteínas. Por encima de esta membrana se encuentra una fina capa de peptidoglicano que se halla unida covalentemente a unas lipoproteínas de anclaje que fijan la membrana externa por medio de porciones lipofílicas. Entre la membrana citoplasmática y la membrana externa queda delimitado el espacio periplásmico. Este espacio es ocupado por el periplasma que es una matriz isotónica respecto al citoplasma, isotonicidad que es mantenida mediante los oligosacáridos derivados de membrana (MDO), y en la que se hallan componentes catalíticos de suma importancia para la viabilidad celular.

La membrana externa tiene una estructura de bicapa asimétrica en donde la cara externa esta compuesta por el lipopolisacarido (LPS) y la cara interna por fosfolípidos. Además, esta membrana es rica en proteínas, algunas de las cuales se denominan porinas. La membrana externa funciona como una barrera de permeabilidad para ciertas sustancias como antimicrobianos y enlentece el pasaje de otros que son inactivados en el periplasma. El LPS está formado por tres regiones: el polisacárido O (Antígeno O), el polisacárido del centro (KDO) y el lípido A (Endotoxina). La presencia del LPS en la membrana externa le confiere a la célula una efectiva protección contra enzimas digestivas y detergentes como las sales biliares, y dota a la superficie bacteriana con una fuerte hidrofilicidad que le permite a la célula evadir la fagocitosis, tener cierta resistencia al complemento, evitar la respuesta inmune específica por alteración de la superficie antigénica y adherirse a ciertas células del hospedador. Las porinas son poros o canales proteicos no específicos que pueden ser atravesados por pequeñas moléculas hidrofílicas. En la membrana externa se encuentran otras proteínas que funcionan como canales de difusión específicos y facilitan el paso de di, tri y oligosacáridos.

Esquema de las envolturas de una eubacteria Gram Negativa

Generalidades > Bacilos AcidoAlcohol Resistentes Los microorganismos pertenecientes al género Mycobacterium se caracterizan por tener una pared celular completamente diferente a las restantes eubacterias. La pared de las Mycobacterias posee un alto contenido de lípidos que la hace impermeable a los agentes hidrofílicos, por lo tanto estos microorganismos no se tiñen adecuadamente con los reactivos utilizados en la coloración de Gram y no pueden ser clasificados como Gram positivos o negativos. Las Mycobacterias son teñidas adecuadamente por el método de Ziehl-Neelsen (Tinción Acido-Rápida o Acid-Fast Stain) que utiliza como solución decolorante una mezcla de etanol y ácido clorhídrico. Estos microorganismos una vez coloreados son resistentes a la decoloración ácido-alcohólica y por eso se denominan Bacilos Acido Alcohol Resistentes (BAAR).

Los microorganismos del género Mycobacterium contienen una membrana citoplasmática formada por una bicapa lipídica similar a las restantes eubacterias. Por encima de esta membrana se encuentra el rígido peptidoglicano que contiene N-glucolilmurámico en lugar de N-acetilglucosamina. Por medio de una unión fosfodiéster, el peptidoglicano se halla unido covalentemente al arabinogalactano, un polímero de arabinosa y galactosa. En la porción más distal y externa de los arabinogalactanos se hallan fijados los ácidos micólicos que tienen cadenas carbonadas largas (C60 a C90). Los glucolípidos son un grupo de compuestos (micolatos de trealosa, sulfolípidos, micósidos, etc.) que se encuentran asociados no covalentemente a los ácidos micólicos y se ubican periféricamente en la pared. Los micolatos de trealosa (llamados factores de cordón porque su presencia produce cultivos que tienen forma de cordones serpenteantes) y sulfolípidos se encuentran principalmente en las cepas de Mycobacterias más virulentas. El lipoarabinomanano (LAM) es un compuesto que se halla anclado en la membrana citoplasmática. El LAM es considerado como el equivalente mycobacteriano del lipopolisacárido de las Gram negativas debido a que provoca una importante respuesta antimicrobiana en macrófagos. En las cepas de Mycobacterias más virulentas la arabinosa terminal del LAM está recubierta con residuos de manosa (manLAM) a diferencia de las cepas no virulentas no están recubiertas (AraLAM). Además, el LAM también podría servir como poro para el paso de los nutrientes a través de la pared celular. En la pared celular también se encuentran proteínas inmunoreactivas que son utilizadas con fines diagnósticos (PPD). El Mycobacterium tuberculosis es el agente etiológico de la tuberculosis, una enfermedad que primariamente produce lesiones en los pulmones y que puede causar la muerte si nos es tratada en forma adecuada. Existen otras Mycobacterias capaces de producir infecciones en el hombre. El M. bovis también causa tuberculosis, mientras que las infecciones producidas por M. avium, M. kansakii, M. fortuitum y M.

chelonei son consideradas oportunistas y no tuberculosas. La lepra es una infección causada por el Mycobacterium leprae que es un parásito intracelular obligado que se multiplica lentamente en células fagocitarias mononucleares como los histiocitos de la piel y en las células de Shwan de los nervios. La tuberculosis es una enfermedad de distribución mundial pero con consecuencias devastadoras en los países en desarrollo. En el año 1993 la Organización Mundial de la Salud (OMS-WHO World Health Organization) declaró a la tuberculosis una "Emergencia Global". Se estima que un tercio de la población mundial está infectada con el M. tuberculosis, y que en la próxima década serán infectadas más de 300 millones de personas de las cuales 90 millones desarrollarán la enfermedad y 30 millones morirán por ella.

Esquema de las envolturas de una eubacteria Acido-Alcohol Resistente