clasificación de las bacterias estructura, genética y metabolismo m. paz umg-2011

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  • Diapositiva 1
  • Clasificacin de las Bacterias Estructura, Gentica y Metabolismo M. Paz UMG-2011
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  • Importancia de las Bacterias Los microorganismos colonizan todos los ambientes sobre la tierra. >80% de la historia de la vida fue bacteriana Cada ser humano pose ms clulas bacterianas que clulas humanas Los microorganismos juegan un papel clave en la bisfera Los microorganismos patgenos globalmente son la causa ms importante de enfermedad y muerte en el ser humano.
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  • Importancia de la Infeccin Papel decisivo en la historia Causa principal de muerte en el mundo Preocupacin pblica Meningitis, Intoxicacin alimenticia Enf. de las vacas locas Brotes epidmicos Infecciones emergentes y re-emergentes Infeccin hospitalaria (nosocomial) Resistencia a los antimicrobianos
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  • Tamao Clula animal 1 micra 10 micras Clulas Bacterianas
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  • Clula bacteriana
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  • Metabolismo bacteriano Metabolismo: conjunto de reacciones qumicas que tiene lugar en la clula. Tres funciones especficas: - obtener energa qumica del entorno, almacenarla, para utilizar luego en diferentes funciones celulares, - convertir los nutrientes exgenos en unidades precursoras de los componentes macromoleculares de la clula bacteriana, - formar y degradar molculas necesarias para funciones celulares especficas, como por ejemplo, movilidad y captacin de nutrientes.
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  • Metabolismo bacteriano Secuencias de reacciones catalizadas enzimticamente, y se divide en anabolismo y catabolismo. Anabolismo: proceso por el cual la clula bacteriana sintetiza sus propios componentes, tambin se denomina biosntesis. Catabolismo: conjunto de reacciones degradativas de los nutrientes para obtener energa o para convertirlos en unidades precursoras de biosntesis.
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  • Metabolismo bacteriano La energa es obtenida de reacciones de oxido- reduccin Transferencia de electrones o de tomos enteros de hidrgeno, por lo que se conocen tambin con el nombre de reacciones de deshidrogenacin. En las bacterias de inters mdico los sistemas de oxido-reduccin que transforman la energa qumica de los nutrientes en una forma biolgicamente til, incluyen la fermentacin y la respiracin.
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  • Aerobiosis vs anaerobiosis Aerobios obligados Deben vivir en ambientes donde el oxgeno est presente Anaerobios obligados Deben vivir donde no hay oxgeno. Obtienen su energa por procesos de fermentacin. Anaerobios facultativos Pueden vivir con o sin oxgeno
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  • Nutricin Bacteriana Desde el punto de vista biosintetico: Litotrofas: que slo requieren sustancias inorgnicas sencillas (SH 2 S0, NH 3, NO 2 -, Fe, etc.) Organotrofas: requieren compuestos orgnicos (hidratos de carbono, hidrocarburos, lpidos, protenas, alcoholes...). Autotrofas: crecen sintetizando sus materiales a partir de sustancias inorgnicas sencillas. El concepto de autotrofa se limita a la capacidad de utilizar una fuente inorgnica de carbono (CO2). Heterotrofas: su fuente de carbono es orgnica (si bien otros elementos distintos del C pueden ser captados en forma inorgnica).
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  • Nutricin Bacteriana Fotoauttrofos: utilizan la energa solar y producen azcares. Quimoauttrofos: necesitan slo dixido de carbono para obtener energa de elementos inorgnicos. Fotohetertrofos: son nicos y necesitan la luz solar para producir energa, a partir de compuestos orgnicos. Quimohetertrofos: utilizan molculas orgnicas para producir su energa necesaria.
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  • Nutrientes Agua CO 2 Como fuente de carbono para reducirlo (f.a) u oxidarlo (q.a.l.) Como aceptor de electrones (metanognicas) Reacciones de carboxilacin Macronutrientes C, H, O, N, P, S, K, Mg (reacciones enzimticas) Micronutrientes o elementos traza Co, Cu, Zn, Mo
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  • Reproduccin bacteriana Fisin binaria Formacin de nuevo ADN casi continuamente Intercambio gentico: Transformacin Genes tomados del ambiente que les rodea Conjugacin Genes transferidos de clula a clula (pili) Transduccin Genes transferidos por virus (fagos)
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  • Crecimiento Bacteriano Atmsfera: Aerbica, anaerbica o microaeroflica Anaerobios facultativos u obligados Temperatura: 37 grados C usualmente Tiempo de incubacin: La mayora de bacterias clnicamente importantes crece en 24-48 horas Excepciones: las micobacterias necesitan meses para crecer y otras bacterias no pueden ser cultivadas.
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  • Crecimiento bacteriano Cuando existen buenas condiciones de crecimiento, una bacteria crece ligeramente en tamao o en longitud. Una nueva pared celular se forma por el centro formando dos clulas hijas, conteniendo cada una, el mismo material gentico que la clula madre. Si el ambiente es ptimo, las dos clulas hijas pueden dividirse en cuatro en 20 minutos.
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  • Fases del Crecimiento bacteriano Fase LAG: El crecimiento es lento al principio, mientras las bacterias se adaptan a los nutrientes que estn en su nuevo ambiente. Fase LOG: Una vez la maquinaria metablica se ha disparado, las bacterias se multiplican exponencialmente, doblando su nmero cada pocos minutos. Fase ESTACIONARIA: Al haber ms y ms m.o. compitiendo por el alimento y los nutrientes, el crecimiento acelerado se detiene y el nmero de bacterias se estabiliza. Fase de MUERTE: Se forman productos txicos de desecho, la comida se agota y las bacterias comienzan a morir.
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  • Crecimiento bacteriano
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  • Procedimiento de la coloracin de Gram Desarrollada en 1884 por el mdico dans Hans Christian Gram Ha sido una herramienta importante en la taxonoma bacteriana Puede aplicarse a cultivos puros de bacterias, o a muestras clnicas.
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  • Cristal violeta Lugol Decoloracin con Alcohol-acetona Contraste e.g. safranina Gram-positivos prpura Gram-negativos Rojo o rosado Tincin de Gram
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  • Bacilos Gram-positivo Bacilos Gram-negativo Cocos Gram-positivo Cocos Gram-negativo
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  • Gram-positive cocci Anaerbicos Bacilos Gram-positivo Anaerbicos Bacilos Gram-negativo Anaerbicos Cocos Gram-positivo Anaerbicos Cocos Gram-negativo
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  • Bacilos Gram-Negativo Bacterias Entricas E. coli Salmonella Shigella Yersinia Pseudomonas Proteus Vibrio cholerae Klebsiella pneumoniae
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  • Bacilos Gram-Negativo BGN fastidiosos Bordetella pertussis Haemophilus influenzae Campylobacter jejuni Helicobacter pylori Legionella pneumophila BGN Anaerbicos Bacteroides fragilis Fusobacterium
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  • Cocos Gram-Negativo Neisseria gonorrhoeae GONOCOCO Neisseria meningitidis MENINGOCOCO Ambos son diplococos Gram-negativo intracelulares
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  • Cocos Gram-positivo Estafilococos Catalasa-positiva Cocos Gram-positive en racimos Staphylococcus aureus coagulasa-positiva Staph. epidermidis Y otros estafilococos coagulasa negativo.
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  • Cocos Gram-Positivo Estreptococos Catalasa-negative Cocos Gram-positivo cocci en cadenas y parejas. Strep. pyogenes Strep. pneumoniae Viridans-type streps Enterococcus faecalis
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  • Bacilos Gram-Positivo Clostridios Anaerobios C.perfringens C. tetani C. botulinum C. difficile Bacillus cereus Aerobio Listeria monocytogenes Anaerobio faculativo
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  • Bacterias que no se tien con Gram Ocasionalmente son Gram-positivo Espiroquetas Bacterias intracelulares obligadas
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  • Gram-positivo: (inusuales) Micoplasmas Organismos ms pequeos de vida libre No hay pared celular M. pneumonia, M. genitalium Micobacterias Bacilos alcohol-cido resistentes, se tien con Ziehl-Neelsen M. tuberculosis M. leprae M. avium
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  • Espiroquetas Bacterias en espiral delgadas Observables por microscopa de contraste de fases o por coloracin de plata Treponema pallidum Borrelia burgdorferi Leptospira
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  • Bacterias intracelulares obligadas Rickettsia Coxiella burneti Chlamydias C. trachomatis C. pneumoniae C. psittaci
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  • Medios de Cultivo solucin acuosa (lquida o incorporada a un coloide en estado de gel) en la que estn presentes todas las sustancias necesarias para el crecimiento de determinado(s) microorganismo(s). Los medios de cultivo se pueden clasificar, en primera instancia, en tres grandes tipos: Complejos o indefindos Sintticos o definidos Semisintticos
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  • Medios de Cultivo: complejos Se desconoce su composicin qumica exacta, ya que son producto de realizar infusiones y extractos de materiales naturales complejos. Ejemplos: Digeridos crudos de extracto de carne Digeridos de extracto de levadura Digeridos de peptona de carne o de soya Digeridos de casena (de la leche). Con ellos se logra un tipo de medio rico nutricionalmente, aunque indefinido qumicamente. Ideales para obtener un buen crecimiento bacteriano. Sin embargo, con ellos no podemos tener un control nutricional preciso.
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  • Medios de Cultivo: sintticos Se obtienen disolviendo en agua destilada cantidades concretas de distintas sustancias qumicas puras, orgnicas y/o inorgnicas. La composicin concreta de un medio sinttico depender de la bacteria que queramos cultivar Un medio definido para una bacteria con grandes capacidades biosintticas ser ms sencillo que el medio definido de otra bacteria con menores posibilidades biosintticas.
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  • Medios de Cultivo: sintticos Se obtienen disolviendo en agua destilada cantidades concretas de distintas sustancias qumicas puras, orgnicas y/o inorgnicas. La composicin concreta de un medio sinttico depender de la bacteria que queramos cultivar Un medio definido para una bacteria con grandes capacidades biosintticas ser ms sencillo que el medio definido de otra bacteria con menores posibilidades biosintticas.
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  • Medios de Cultivo: semisintticos "mezcla" de los anteriores llevan algunas sustancias qumicas cuya naturaleza y cantidad conocemos, junto con sustancias de naturaleza y composicin indefinidas.
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  • Tipos de Medios de Cultivo Lquidos Slidos Origen lquido y se agrega un coloide Gelatina Agar-agar: ms utilizado Slica gel Selectivos permiten seleccionar un tipo (o unos pocos tipos) de microorganismos. S Inhiben el crecimiento de ciertas bacterias, pero permiten el crecimiento de otras. Diferenciales permiten distinguir a simple vista dos o ms tipos de bacterias en funcin de su distinto comportamiento respecto de algn nutriente del medio.
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