relación estructura funcion en bacterias

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Relación estructura-función en bacterias Vamos a retomar la clasificación de los seres vivos, solo para recordar. Las bacterias estaban en estos dominios: eubacteria y archaebacteria. Las bacterias de importancia clínica están básicamente en las eubacterias. Ahora vamos a ver como se clasifican las bacterias. Hay muchísimas bacterias, más especies de bacterias que de animales superiores, incluso hay bacterias que no se conocen o no se han clasificado porque no se pueden cultivar. La taxonomía es lo que se llama la ciencia de la clasificación de las bacterias (de los microorganismos en general). La taxonomía bacteriana tiene dos disciplinas, la identificación y la nomenclatura. Podemos clasificar de acuerdo a características fenotípicas (taxonomía clásica), donde se fijan en la estructura y características fisiológicas; y las características genotípicas, cuya clasificación se le llama taxonomía molecular. La nomenclatura es como se escriben los microorganismos, hay reglas para escribir sus nombres, como se agrupan. Por ejemplo la escherichia coli pertenece a un orden llamado Enterobacteriales; todos los ordenes por convención internacional se escriben con mayúsculas y sufijo “ales”, por lo que si me dicen algo con sufijo “ales” es que me están hablando del orden. La familia es una agrupación de géneros y el nombre corresponde al hábitat donde fueron aisladas por primera vez; estas se llaman Enterobacteriaceae, ya que fueron aisladas en el espacio entérico en el intestino, y terminan en el sufijo “aceae”, además se escriben en cursiva. El género es una agrupación de especies que comparten muchas características, y el género se escribe con mayúscula, en cursiva y tienen terminaciones típicas: “ilus”, “ella” u “occus”. La especie tiene una unidad taxonómica más básica, y es una colección de bacterias que comparten propiedades esenciales y que se perpetúan en la evolución, la especie evoluciona como un todo; se escriben con minúsculas y en cursiva.

Author: sanlupin

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Microbiologia

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  • Relacin estructura-funcin en bacterias

    Vamos a retomar la clasificacin de los seres vivos, solo para recordar. Las bacterias estaban en estos dominios: eubacteria y archaebacteria. Las bacterias de importancia clnica estn bsicamente en las eubacterias.

    Ahora vamos a ver como se clasifican las bacterias. Hay muchsimas bacterias, ms especies de bacterias que de animales superiores, incluso hay bacterias que no se conocen o no se han

    clasificado porque no se pueden cultivar. La taxonoma es lo que se llama la ciencia de la clasificacin de las bacterias (de los microorganismos en general). La taxonoma bacteriana tiene dos disciplinas, la identificacin y la nomenclatura. Podemos clasificar de acuerdo a caractersticas fenotpicas (taxonoma clsica), donde se fijan en la estructura y caractersticas fisiolgicas; y las caractersticas genotpicas, cuya clasificacin se le llama taxonoma molecular.

    La nomenclatura es como se escriben los microorganismos, hay reglas para escribir sus nombres, como se agrupan. Por ejemplo la escherichia coli pertenece a un orden llamado Enterobacteriales; todos los ordenes por convencin internacional se escriben con maysculas y sufijo ales, por lo que si me dicen algo con sufijo ales es que me estn hablando del orden. La familia es una agrupacin de gneros y el nombre corresponde al hbitat donde fueron aisladas por primera vez; estas se

    llaman Enterobacteriaceae, ya que fueron aisladas en el espacio entrico en el intestino, y terminan en el sufijo aceae, adems se escriben en cursiva. El gnero es una agrupacin de especies que comparten muchas caractersticas, y el gnero se escribe con mayscula, en cursiva y tienen terminaciones tpicas: ilus, ella u occus. La especie tiene una unidad taxonmica ms bsica, y es una coleccin de bacterias que comparten propiedades esenciales y que se perpetan en la evolucin, la especie evoluciona como un todo; se escriben con minsculas y en cursiva.

  • La taxonoma clsica es la ms antigua, que ha existido desde siempre, y que se basa en las caractersticas macroscpicas y microscpicas, las caractersticas metablicas y bioqumicas, los requerimientos fsicos de crecimiento (hay organismos que para crecer necesitan ms cosas que otros), las estructuras antignicas, capacidad de esporular o no; todo eso se usa para

    clasificar a los microorganismos. La clasificacin ms ampliamente difundida es esta que se usa en los laboratorios de microbiologa clnica; cuando se quiere clasificar rpidamente un microorganismo, y ya que el tiempo es algo importante, se clasifican en Gram positivos, Gram negativos y otros tipos de bacterias. Dentro de los Gram positivos estn las cocaceas y los bacilos; dentro de las cocaceas Gram positivas (un grupo muy abundante) estn los Streptococcus, Enterococcus y Staphylococcus; dentro de los bacilos Gram positivos (que no son tantos) estn los Bacillus, la Listeria, y los Corynebacterium. Gram positivo y Gram negativo se refiere a las capacidades tintoriales en una tincin de Gram, a los positivos los veo violeta y los Gram negativos los veo rojos. Las cocaceas Gram negativas (son muy pocas) son las Neisseria (por ejemplo la Neisseria Gonorrea); dentro de los bacilos Gram negativos (son muchos) estn las Enterobacteriaceae (Coli, Chigera, Enterobacter), y estn los bacilos Gram negativos no fermentadores (Pseudomonas). Los otros son los fastidiosos, ya que no crecen en los medios de cultivo convencionales. Por ejemplo cuando llevo una muestra de un absceso al laboratorio clnico, se siembra en medios convencionales: agar sangre, agar chocolate (agar sangre hidrolizado) y agar MacConkey; estos son medios ricos para el crecimiento de microorganismos, y crecen todos los Gram positivos y Gram negativos, pero los fastidiosos no crecen en esos medios, necesitan medios ms ricos con vitaminas, extracto de cerebro, aminocidos que no se pueden sintetizar, etc. Los fastidiosos no crecen en los medios convencionales, necesitan medios muy ricos para crecer y se demoran en crecer (no como una Coli que demora 24 horas), adems necesita que le adicione aminocidos, vitaminas u otro tipo de compuestos. Las myccobacterias tambin estn en la categora otros porque no crecen en los medios convencionales (por ejemplo tuberculosis), la Treponema (por ejemplo la Treponema Pallidum causante de la sfilis), y las Deficitarias que son an ms fastidiosas ya que no pueden crecer en un medio de cultivo, necesitan crecer dentro de otra clula (por ejemplo la Clamidia, que es un patgeno genital), a estas bacterias le falta maquinaria metablica para sintetizar sus propias vitaminas, sus propios aminocidos, entonces hay que darle todo, adems tampoco tiene pared lo que la hace muy sensible. Esta es la clasificacin que ms se usa en los laboratorios clnicos a pesar que estamos en la era de la biologa molecular y la clasificacin por RNA.

  • La taxonoma gentica se basa en la secuencia de material gentico de la bacteria, por ejemplo el porcentaje guanina/citosina de la bacteria, las distintas bacterias tienendistintos porcentajes G/C como las que viven en giseres que tienen un porcentaje muy alto en su DNA porque la G/C tiene tres enlaces haciendo su DNA

    ms estable. Secuenciar el gen de la citocromo oxidasa es un blanco muy utilizado para ver la filogenia de las bacterias, si tengo todas estas bacterias y agarro el gen de la citocromo oxidasa (una enzima respiratoria muy conservada) y hago un rbol filogentico. Pero el ms usado es el RNA ribosomal 16S, que se usa para hacer la filogenia de bacterias y es ese el que usaron para hacer la ltima clasificacin.

    Si yo agarro en RNA 16S y lo meto en un programa que hace rboles filogenticos obtengo esto. Esta es la ltima clasificacin que se hizo de las bacterias en base al RNA ribosomal 16S.

    Ahora vamos a ver estructura de la bacteria con ms detalle, vamos empezar por el material gentico y por la

    composicin de la bacteria. Ellas se componen de los mismos elementos que nos componen a nosotros: C, H, O, N, S, P y otros elementos que se encuentran en el organismo; estos son los ms abundantes y son los componentes de las macromolculas. Las macromolculas estn formadas por monmeros, por ejemplo los polisacridos estn formados por monmeros de azcar y estos estn en la cpsula, el glicocalix y

    el biofilm en el caso del alginato; los aminocidos forman las protenas y estas a su vez los ribosomas, los flagelos, todas las enzimas; los cidos grasos forman los lpidos, dos cadenas de cidos grasos unidas a los carbonos del glicerol forma un lpido que formapor ejemplo la membrana; los nucletidos forman cidos nucleicos que forma en material gentico de la clula.Ac tenemos el cido hialurnico muy conocido por ser el que forma la cpsula del Streptococcus Pyogenes, aqu est lo que les contaba respecto al glicerol, donde el carbono del glicerol se une a un cido graso que puede ser el palmtico, linoleico, esterico, que ah forman un lpido.

    La estructura de la bacteria: tiene su membrana que est mucho ms adentro, su pared celular que est por fuera

  • y mucho ms afuera la cpsula y el glicocalix; adentro est el material gentico, los ribosomas.

    El material gentico de una bacteria no est encerrado en un ncleo como en las clulas eucariotas, est suelto en una zona que se llama nucleoide. Es una molcula circular, mientras que el nuestro el lineal, y es uno solo. Pueden tener plasmidios, formas epigenticas de material, pero el cromosoma es una sola molcula. Es de tamao variable, no todas

    las bacterias tienen su cromosoma del mismo tamao. Haemophilus Influenzae est dentro de las caractersticas de los fastidiosos que crece en agar chocolate y tiene un genoma de 0.8 megabases, la Pseudomona tiene un genoma muy grande de 8 Mb. El cromosoma es una copia nica y tiene el patrimonio gentico de la bacteria.

    La membrana citoplasmtica. Aqu est la cabeza hidrofilita del glicerol y colas hidrofbicas de cidos grasos, esto forma una monocapa y la membrana est formada por una bicapa, con las cabezas hidrofbicas hacia fuera y las colas hidrofbicas hacia adentro. La bicapa es el andamio para que se inserten las protenas. Esto es el esqueleto de la membrana y las protenas formando canales para que pasen los nutrientes. Una membrana de bacterias (siempre que digo bacteria me refiero a eubacteria).

    Las archaebacterias tienen una membrana formada por compuestos diferentes, que se llaman fitanil. Tambin tienen cabezas hidroflicas de glicerol, pero lo que sale ah no son cadenas de cidos grasos, es fitanil. El fitanil son unidades

  • de isopreno, un compuesto de tres carbonos, y la cadena se forma por sucesivas cadenas de isopreno unidas. El isopreno tiene una ramificacin y por eso se dice que las membranas de las archae son ramificadas y las de las eubacterias son lineales, esa es la gran diferencia. La otra diferencia es que las cadenas de fitanil se pueden unir covalentemente, lo que hace que se forme una monocapa, esto la hace mucho ms estable. Todos estos mecanismos son para vivir en ambientes extremos (como 100C).

    Y la membrana de los eucariotas es muy parecida a las de la eubacteria. Est formada por fosfolpidos de cadena lineal, y la particularidad que tiene la membrana de los eucariontes es que tiene colesterol, un lpido que le da rigidez a las membranas, y es exclusivo de los eucariontes, no existe en bacterias ni hongos. Los hongos tienen un smil que se llama ergosterol. El colesterol es exclusivo de eucariontes superiores, por eso el colesterol es una grasa animal. *El bifitanil es cuando el fitanil se uni covalentemente formando la monocapa.

    La importancia de la membrana plasmtica es la misma que en eucariotas. Es la barrera de permeabilidad que separa el medio externo y medio interno, y otorga permeabilidad selectiva. La permeabilidad selectiva es un decir, ya que no pasa nada a travs de la membrana excepto agua y molecular hidrofbicas muy pequeas, pero no pueden pasar ni siquiera iones de hidrgenos ni nutrientes, de ah la existencia de las protenas de membrana, que hacen canales para el paso de nutrientes. El rol estructural de la membrana plasmtica es la sntesis y transporte de macromolculas, transporte por que all se asientan protenas transportadoras y sntesis porque en la membrana plasmtica de las bacterias se pegan los ribosomas (ya que no tienen membranas internas). Generacin de energa: gradiente de iones y sntesis de ATP; en la membrana plasmtica se inserta la ATP sintetasa que sintetiza el ATP de la bacteria, y el gradiente de iones, ya que saben que saca protones por lo que se forma la membrana polarizada que est cargada positivamente por fuera y adentro est cargada negativamente, y la disipacin de ese gradiente a travs de la ATP sintetasa es lo que le da energa para su funcionamiento.

    Dentro de la bacteria hay 70-80% de agua, materiales en suspensin, sales minerales, estructuras citoplasmticas (ribosomas, inclusiones y citoesqueleto). Los ribosomas son las fbricas de protenas, los ribosomas procariotas y eucariotas son diferentes, el S (coeficiente de sedimentacin de los ribosomas) es diferente, 70S en procariotas y 80S en eucariotas. Estn formados por una subunidad pequea y una

  • subunidad grande, ambas formadas por una o dos molculas de RNA y protenas, eso es un ribosoma, una mezcla de RNA ribosomal y protenas. Lo que hacen es sintetizar las protenas.

    En los ribosomas se dejan lugares para que vengan los tRNA que son los que traen los aminocidos, entonces los tRNA se van colocando en distintos sitios que hay dentro de los cromosomas y se va formando la cadena polipeptdica.

    Los ribosomas se pegan a un RNA mensajero, varios de ellos, y estas cadenas es lo que se ve al microscopio electrnico, cada uno de ellos es un cromosoma, y de cada uno de estos va saliendo una cadena polipeptdica. Esa cadena se llama polirribosoma, lacadena de ribosomas pegados a un RNA mensajero, y son tpicas de bacterias.

    Las inclusiones citoplasmticas son reservas de la bacteria, cuando hay abundancia de nutrientes la bacteria aprovecha y guarda. Puede haber de varios tipos, estn las orgnicas con polisacridos (como glucgeno o almidn), de hidrocarburos, etc.; tambin estn las inorgnicas, como los grnulos de azufre, como en esas bacterias que pueden vivir solo oxidando azufre para obtener su energa, ellas guardan grnulos de azufre; y las inclusiones de sales minerales y de pigmentos solubles.

    As se ven las bacterias del azufre, los grnulos de azufre se ven dentro como muy refractarios a la luz, eso que est ah es azufre elemental (azufre cero), ellas lo oxidan y obtienen energa.

    El otro elemento que podemos encontrar en el citoplasma de la bacteria es el citoesqueleto. Hace algunos aos se pensaba que

    las bacterias no tenan citoesqueleto, as como se pensaba que no tenan intrones, esto era como reglas o dogmas. Hasta que en 1970-1980 empezaron a aparecer las primeras ideas de actina y tubulina bacteriana; actina y tubulina son las protenas que forman el

  • citoesqueleto eucarionte, y empezaron a encontrar homlogos en las bacterias, hasta que en el 2001 encontraron el homologo de la actina y despus de eso el citoesqueleto bacteriano fue aceptado por todo el mundo y demostrado.

    Esto es una clula eucariota teida con verde para tubulina y la actina en

    amarillo, los filamentos intermedios con el otro color. Entonces lo que encontraron fue el anlogo de la actina que en bacterias se llama MreB y FtsA. Si ustedes miran aqu, la protena del MreB se dispone en espiral en bacterias con forma de bacilo; cuando mutan esa protena y le sacan el gen a la bacteria, se vuelve redonda, entonces el MreB le da la forma de bacilo. El peptidoglicano se va a ubicar de acuerdo a donde este el MreB. El anlogo de la tubulina se llama FtsZ y BtubA/B; si ustedes miran FtsZ se localiza en la bacteria en un anillo entremedio, el anillo Z, este se contrae y es responsable de la divisin bacteriana. Los filamentos intermedios tienen de anlogo la crescentina y es algo exclusiva, ya que solo algunas bacterias la producen. Es esto que est ac, los vibrios son bacilos curvos por la crescentina, cuando no hay crescentina el vibrio clera (por ejemplo) se hace recto. Tambin hay protenas que no tienen homologo en eucariotas que son protenas sin contraparte, por ejemplo MinD, en este dibujito MinD est ubicado en los polos de la bacteria ya que es un antagonista de FtsZ, cuando est MinD no est FtsZ y viceversa. MinD se ubica ac como forma de hacer que FtsZ se ubique siempre en el medio, lo que hace posible que la divisin sea siempre en el medio.

    Las endosporas bacterianas son formas de reposo que desarrollan algunas bacterias en respuesta a la escasez de nutrientes. Cuando hay condiciones como escasez de nutrientes, de agua, mucho calor, radiactividad, hay bacterias (no todas) que pueden esporular. Estos gneros son los que pueden esporular, los ms conocidos son Bacilus y Clostridium. La espora es una condensacin de citoplasma, en una zona casi sin agua rodeada me muchas cortezas que la protegen, y eso es lo que

    constituye la endoespora.

  • Las caractersticas de una endospora. Puede durar muchsimos aos en un estado de dormancia, hipometabolia, vida al mnimo. Tiene muy poca agua, y tiene resistencia a rayos UV y a otro tipo de radiacin, y a agentes qumicos y calor. Es una estructura muy resistente. Una clula en estado vegetativo, para matarla,80C por 5-10 minutos, pero una espora como C. Botulinum necesitamos de

    330 minutos a 100C para poder matarla. Un poco menos de tiempo para la espora C. tetani o la C. perfrigens. Entonces por esto una clula vegetativa, cuando hervimos una leche recin obtenida en el campo, es la nica en morir, matamos la mayoria de las cosas, pero con ese hervor solo matamos las bacterias vegetativas, pero no las esporas ni de bacterias ni de hongos (si hubieran no las matan).

    Para matar las esporas tenemos los mtodos de esterilizacin: el calor hmedo de 121C por 15 minutos que se logra dentro del autoclave, y calor seco que se logra en una estufa (como lo que ven cuando van al odontlogo). El material quirrgico se esteriliza con calor seco y los medios de cultivo en el autoclave. El xido de etileno es un mtodo esterilizante usado mucho en industria. Esto es un control que se pone dentro del autoclave, Geobacilius stearotermophilus son esporas de bacilos que se ponen dentro del autoclave junto con las cosas a esterilizar, luego las cultivo y si al da siguiente se pone amarillo es porque no hubo esterilizacin, la esporas estn vivas, metabolizaron algo y cambiaron el color del medio. Cuando yo me pongo etanol en las manos estoy solo bajando la carga microbiana, pero no esterilizando (los mtodos esterilizantes son solo estos que estn aqu). El alcohol mata las clulas

    vegetativas, pero no las esporas que cuando encuentran nuevamente condiciones benvolas ellas germinan, se desprenden de las cubiertas y vuelven a ser clulas vegetativas y vivir normalmente (se puede inducir en el laboratorio con altas temperaturas, radiacin ionizante, bajo pH o tratndolas con sulfhdrilo libre).

  • La pared celular es una estructura rgida compuesta por peptidoglicanos, compuestos exclusivos de bacterias, no existe en eucariontes. Rodea a la bacteria por fuera de la membrana, manteniendo su forma y evitando la lisis por cambios osmticos. Como les dije la bacteria tiene dentro sales, solutos, y si hay agua afuera por difusin tiende a diluir lo que est ms concentrado, pudiendo

    reventar a la bacteria, cosa que no pasa por la presencia de pared celular. Por esto puedo poner una bacteria en agua pura y no le pasa nada, pero si pongo una clula heptica revienta inmediatamente por no tener pared (necesita un ambiente isotnico). Dentro de la bacteria hay una presin como la de un neumtico de auto por los solutos que tiene.

    La estructura de la pared permite diferenciarlos en Gram positivos y Gram negativos, pero tambin hay excepciones como las myccobacterias que tienen una pared celular diferente o los myccoplasmas que no tienen pared. As se estructura una Gram positiva, que tiene la membrana y una capa muy gruesa de peptidoglicanos. Los Gram negativos tienen la membrana y una fina capa de peptidoglicanos y una membrana externa. Los myccobacterias tienen una membrana, una pared fina de peptidoglicanos y una membrana externa muy distinta a esta (nada que ver con la Gram negativa).

    As se ve un esquema de la pared de un Gram positivo, que tienen una capa de peptidoglicano muy gruesa fuera de su membrana plasmtica; y tienen cosas muy particulares que no estn en los Gram negativos, por ejemplo los cidos teicoicos, que son alcoholes de glicerol o ribitol, y fosfato unido al peptidoglicano que permite diferenciar a las bacterias. Cuando esa molcula de cido teicoico esta unida a los lpidos de la membrana se llama cidos lipoteitoicos, esta estructura es exclusiva

    de las bacterias. El peptidoglicano, el cido teicoico son lo que se conocen como PAMPs (patogen asociated molecular patrons), son las seales de alerta para cuando algo de esto se mete dentro de nosotros, son cosas tpicas de bacterias que dispara toda la cascada de citoquinas, reacciones inflamatorias.

    Esto es una pared de Gram negativo. Ac est la membrana y por fuera la pared de peptidoglicano finita (de solo una o dos capas). Esta est separada de la membrana y entre ellas se forma el espacio periplsmico, donde van a parar muchas de las enzimas de las Gram negativas, por ejemplo las beta-lactamasas que son las responsables de la

  • resistencia a antibiticos. La particularidad que tienen las Gram negativas es que tienen membrana externa por fuera del peptidoglicano, que tiene una estructura asimtrica, pero tambin es una bicapa, los lpidos que componen esta bicapason distintos que los de esta, y tienen insertadas unas protenas de membrana llamadas porinas por la que entran los nutrientes, antibiticos y muchos compuestos. La mitad interna de la membrana externa est formada por fosfolpidos

    igual a los de la membrana interna; la monocapa externa est formada por un compuesto lipdico especial llamado LPS.

    LPS es el lipopolisacarido, con una estructura compleja (de todo un poco). Tiene un lpido A, un Core y un antgeno O. El lpido A son dos glucosaminas unidas que tienen cadenas de cidos grasos normales (como los de los fosfolpidos); a una de las molculas de glicosamina est unido el cetodesoxioctonato (KDO) que tiene azucares convencionales (glucosa, galactosa), esto forma el core del polisacrido; y unidos al

    KDO hay cadenas de azucares no convencionales (rha, abe, man), y esto es el lipopolisacarido bacteriano. El lpido A (tambin llamado endotoxina) es el responsable de la fiebre, el shock txico, la coagulacin intravascular diseminada; por lo tanto una persona tiene sepsis por una bacteria Gram negativa; dar antibiticos es muy complicado, ya que pueden hacer lisis

    en la bacteria liberando la endotoxina (se libera solo cuando la bacteria muere). No es inmunognico, pero es pirognico. El antgeno O, por otra parte es muy antignico y es muy til para diferenciar las bacterias, por ejemplo la Salmonella tiene como 2000 tipos distintos dependiendo de las combinaciones de azucares, y en base a eso se clasifican.

  • El LPS tambin es un PAMPs, exclusivo de las bacterias. Los peptidoglicanos son monmeros de N-acetil-glucosamina y N-acetil-murmico. As es como est formada la molcula de peptidoglicano, al NAM se le pega un tetrapptido, que se forma por alanina, glutamina, lisina, alanina; en Gram positivo tiene esa secuencia, y en Gram negativo tiene la misma, pero en lugar de lisina tiene un cido meso-diaminopimelico (solo un carbono lo diferencia de la lisina). Entonces esto es el monmero de peptidoglicano que despus se va a ensamblar para formar la pared.

    Ac est el monmero, glucosamina, murmico con su tetrapptido, se une al de al lado en cadenas, y las cadenas se unen entre ellas por un puente que une la D-alanina terminal y el DAP de la cadena de al lado, ese entrecruzamiento le da la fortaleza a la cadena de al lado. Este puente son de 5 glicinas (este ejemplo es del Stafilo aurius), y todo esto lo hacen distintas enzimas, estas se llaman transpeptidasas, y esta la transglicosilasa. Los antibiticos engaan a la

    transglicosilasa, porque los antibiticos se unen a la enzima, inutilizndola para formar pared, y al menor cambio osmtico muere.

    As es como se ve un Gram positivo (violeta) (para ms informacin este es un estafilococco aureus), y as es como se ve un Gram negativo (rojo). La tincin de Gram se hace en el laboratorio clnico cuando llega por ejemplo una muestra de un absceso infectado, lo primero que pide el mdico es tincin de Gram por ser barata y muy rpida (en 10 min est lista); se tratan distinto con antibiticos los Gran negativos respecto a los Gram positivos.

    Lo primero que se hace es agarrar un puado de bacterias, fijarlas sobre un portaobjeto de vidrio, se le echa cristal violeta que entra en las bacterias, y se lava el exceso. Despus agregamos lugol, yodo, que es un fijador del cristal violeta. Luego la decoloramos con alcohol-acetona; en la decoloracin como los Gram positivos tienen una pared muy gruesa, el complejo que se form lugol-cristal violeta no puede salir, pero en las gram negativas escapa y se decoloran. La Gram negativa

    decolora porque la pared es muy delgadita y el alcohol-acetona forma hoyos en la membrana por donde se escapa el complejo lugol-cristal. Despus le pongo safranina

  • (rojo) para poder ver las que decoloraron; el resultado es que las Gram negativas se ven rojas, y las Gram positivas violeta. Esto habla sobre la estructura de la pared, permite ver la forma de la bacteria, y su disposicin; por ejemplo en la diapo anterior es un estafilococco (en racimo, como montoncitos de bacterias), el estreptococo son cadenas largas, el estreptoneumonia es un diplococo, dos pegaditos y que en agar sangre se ven de color muy particular.

    Las myccobacterias, que tienen una pared diferente a las de Gram positivo/negativo. Las diferencia la presencia de cidos miclicos, que son lpidos complejos; los lpidos normales, los fosfolpidos que forman la membrana de las clulas tienen como 20 carbonos, mientras que estos tienen como 80-90 carbonos, por eso se les dice complejos. El lpido externo est formado por el cido miclico, y tienen una capa fina de peptidoglicano. Esto cambia las propiedades tintoriales, por ejemplo la resistencia a la decoloracin

    cido-alcohol, si tio las myccobacterias con fucsina bsica quedan fucsia, y despus les doy calor y las trato de decolorar con cido-alcohol, fallo en el intento; si lo hago con cualquier otra bacteria si decoloran, porque se hacen hoyos en la membrana. Las micobacterias se ven fucsia, si hago tincin de Ziehl Neelsen (que es para verlas) y veo esto, es porque hay micobacterias positivas. Tambin son muy resistentes a la desecacin y a otros factores ambientales.

    No solamente tienen cidos miclicos, tambin tienen lpidos micsidos, que son lpidos superficiales que dan patogenicidad. Estn los arabigo galactanos, que unen los cidos miclicos con los peptidoglicanos; y el lpido Lipoarabinomanano (LAM), tambin muy patognico ya que estimula la liberacin de citoquinas. Todos estos son PAMPs.

  • El micobacterio ms tpico es el

    Mycobacterium tuberculosis, que forma parte del complejo tuberculosis. El diagnstico de tuberculosis, se hace junto a Mycobacterium tuberculosis, para todas estas, que forman el

    Mycobacterium tuberculosis complex: Bovis, Africanum, Caprae, Microtii y Pinnipedii. Todos ellos son patgenos

    para el ser humano, que a pesar de los antibiticos siguen teniendo una prevalencia alta, con alta mortalidad. Tienen alto contenido de lpidos de alto peso molecular. Y tienen muchos genes involucrados en la sntesis de cidos miclicos, ya que son difciles de sintetizar, por eso que su tiempo de generacin es de 15-20 horas (Coli tiene 20 minutos); para obtener una colonia tengo que esperar de 3 a 8 semanas, esto es porque se demora mucho en crecer por la capa de lpidos complejos, que adems limita mucho el paso de nutrientes. As se ve una basiloscopa positiva, es una expectoracin teida con la tincin de Ziehl Neelsen, si aparece esto es porque hay bacilos cido-alcohol resistentes muy sugerentes de tuberculosis. As se ve una colonia de Mycobacterium tuberculosis que crece en medio slido llamado Lowenstein Jensen, y este es un medio especial que se hace con clara de huevo y cosas especiales.

    Estas son las otras bacterias que no encajan en el esquema de Gram positivo/negativo. Estas no tienen pared, son las micoplasmas, son patgenos humanos muy conocidos; el micoplasma neumona, causante de neumona, etc. Su particularidad es que son pequeitas, no tienen pared y por lo tanto son resistentes a beta-lactmicos (ya que estos actan contra las que tienen pared). Tiene una membrana celular de tres capas, y con esterol y colesterol que

    roban del hospedero y clulas que colonizan. Son bacterias muy pequeas, en comparacin, este es el estafiloaurius, y as sera el micoplasma. Son fastidiosas porque tener este tamao les cuesta caro, les falta un montn de maquinaria para sintetizar sus propias molculas, hay que darle todo eso en el medio de cultivo.

  • Las estructuras externas que pueden tener las bacterias son varias. Est la cpsula de cido hialurnico; el biofilm, que es el glicocalix donde se meten las bacterias. Los flagelos, las fimbrias, el pili sexual.

    Les quiero mostrar algo de la cpsula porque justo trabaje en esto. Algunas cepas de Streptococcus Pyogenes producen una cpsula de cido

    hialurnico. La cpsula la rodea y tapa todos sus determinantes antignicos, tapa el peptidoglicano, tapa el cido lipoteitoico para que no la vean. El cido hialurnico es lo que tenemos en la piel, por eso cuando las clulas inmunitarias lo ven no reaccionan. La cpsula encubre los determinantes antignicos haciendo que pase desapercibida.

    Las cepas encapsuladas estn asociadas a bacterias invasoras. Lo que nosotros hicimos fue analizar 110 cepas aisladas de sujetos distintos que tenan faringitis o infecciones en regiones ms ???. Digo invasoras porque las cepas fueron sacadas de lquido sinovial, biopsias, sangre, etc. Entonces vimos su genotipo y fenotipo, y vimos que 3/110 tenancpsula. As se ve una colonia de un Pyogenes capsulado. Lo que vimos al agrupar las cepas invasoras y no invasoras, fue que el contenido de cido hialurnico era mayor en las invasoras (es decir, contribuye a la invasividad). Lo que hicimos fue secuenciar un represor de la sntesis de cpsulas; la cpsula est normalmente reprimida, y 2/3 capsuladas tenan mutado el represor, como no tenan represor sintetizaban cpsula como locas.

  • El flagelo bacteriano tambin es una estructura externa, que tiene una estructura muy compleja formada por muchas partes insertadas tanto en la membrana externa como interna. Tiene su propio motor, una protena

    que sintetiza ATP para mover el flagelo. El flagelo puede ser de muchos tipos (ver diapo).

    El flagelo ayuda a la bacteria a invadir. Ac vemos a la Salmonella invadiendo la capa de mucus que hay por encima de la mucosa, y una vez que lleg secreta factores de virulencia que lo que puede hacer es internarse dentro de los entericitos, y de ah pasar al medio interno y producir toda la variedad de cuadros infecciosos.

    Este es un resumen de la estructura.