Micro.Estructura y funciones de las células microbianas

Question 1

Define: pleomórfico

Answer 1

De forma variable, como los micoplasmas, gracias a su falta de pared de peptidoglicanos

Question 2

¿Tamaño estándar de un microorganismo?

Answer 2

Modelo de referencia = E. coli = 1-4 micrómetros

Question 3

¿Bacteria más grande?

Answer 3

Ca. Thiomargarita magnífica (D. Bacteria)→ 1 cm = mayor que gusanos y la mosca de la fruta
La bacteria + grande del mundo presenta adaptaciones:
- Cierta compartimentación del ADN
- Sin ser orgánulos presenta cierta organización

Question 4

¿Principal criterio para clasificar bacterias?

Answer 4

Pared celular de peptidoglicanos sobre la membrana (rigidez):
* Gram + (se tiñe de lila oscuro y se ve lisa)
→ mucho peptidoglicano
* Gram - (se tiñe de rosa y se ve rugosa)
→ poco peptidoglicano
→ memb externa sobre los peptidoglicanos = bicapa con ≠ composición (lipopolisacáridos)
→ Periplasma = espacio entre las memb

Question 5

¿Qué puede haber por encima de las envolturas celulares?

Answer 5

Cápsula, pelos, flagelos y/o fimbrias

Question 6

Funciones de la membrana citoplasmática

Answer 6

*Barrera de permeabilidad → semipermeable (¡! Osmosis)
- Impide salida
- Puerta para el transporte de:
- Entrada de nutrientes
- Salida de residuos
*Conservación de E → lugar de generación/disipación de F protonmotriz por la ≠ de cargas entre ambas caras de la membrana (i! para mov flagelos etc.)
*Anclaje de prots de membrana con f(x) i!
- Transporte de sust
- Bioenergética (reacc metabólicas)
- Quimiotaxia → sensores para detectar sustancias y acercarse/alejarse de ellas

Question 7

Define: hopanoide

Answer 7

Compuesto pentacíclico similar a los esteroles que confiere rigidez a la membrana plasmática de los procariotas (EXCEPCIÓN: micoplasmas sí tienen colesterol)

Question 8

¿Qué tipos de cubierta puede presentar una arqueobacteria sobre su membrana?

Answer 8

NO peptidoglicanos
→ Habitualmente Capa S (proteica) sobre la membrana
→ A veces pseudomureína bajo capa S (mureína = nombre antiguo de peptidoglicanos) → rigidez
→ A veces capa de metanocondroitina → rigidez
→ Excepcionalmente memb externa o vaina/sheath

Question 9

¿Qué es la mureína?

Answer 9

Nombre antiguo de los peptidoglicanos

Question 10

¿Son todas las membranas celulares bicapas lipídicas?

Answer 10

NO (monocapas de tetraéteres de diglicerol en Arqueas)

Question 11

Describe los lípidos de membrana arqueanos

Answer 11

Diéter de glicerol
→ Enlaces éter en vez de éster
→ Cola hidrofóbica de isoprenos (no á grasos)→ 4 isoprenos de 5 C= Fitanilo (hidrocarburo 20 C)
En algunas colas fitanilos de bicapas ≠ se fusionan = bifitanilo (hidrocarburos 40 C) → monocapa de tetraéteres de glicerol (+rígida)
En algunas se pueden ciclar (p.ej. crenarqueol) → ++rigidez

Question 12

Se saturan los sistemas de transporte transmembrana?

Answer 12

Medio NO rico en nutrientes → mucha afinidad para funcionar a [ ] muy bajas (se saturan a [ ] muy bajas)

Question 13

Clases de mecanismos/sistemas de transporte

Answer 13

*Transporte simple (impulsado por la fuerza protonmotriz)
*Translocación de grupo (modificación química de la sustancia impulsada por un compuesto de alta energía)
*Transportador ABC (ATP-Binding Cassette)
3 componentes:
- Transportador transmembrana (canal)
- Prots con act ATPasa → hidrólisis ATP citoplasmático → E → cambio conformacional del transportador
- Prots de unión con gran afinidad por el sustrato → lo llevan al transportador que una vez sufre el cambio conformacional las capta
- Periplasmáticas en gramnegativas
- Periféricas ancladas a memb en grampositivas

Question 14

Clases de procesos de transporte

Answer 14

Uniporte, cotransporte (simporte o antiporte)

Question 15

Describe la estructura básica del peptidoglicano

Answer 15

TETRAPÉPTIDO DE GLICANO:
*Parte glucídica
- N-Acetilglucosamina
- Ácido N-Acetilmurámico
Unidos alternamente por enlace covalente o-glucosídico β(1→4)
formando un polímero rígido
¡! β(1→4) → lisozima = enzima de secreciones (lágrimas…) es capaz
de destruirlo = protección

*Parte peptídica (cuelga del Á. N-Acetilmurámico)
Secuencia inicial = en todos los péptidos:
- L-Ala
- Á. D-glutámico
- Á. diaminopimélico (DAP) en gram- // L-Lisina en gram+
- D-Ala
Unión (depende de la especie hay + o -) → ⊥ a los enlaces glucosídicos → rigidez
Gram- → entre DAP de un péptido y D-Ala de otro
Gram+ → entre L-Lys y D-ALa pero enlace NO directo → puente peptídico de Gly

Question 16

Diferencias entre el tetrapéptido de glicano de grampositivas y gramnegativas

Answer 16

Gram- tienen como tercer péptido ácido diaminopimélico (DAP) y forma un enlace peptídico directo con la D-Ala de otro tetrapéptido de glicano
Gram + tiene L-Lys en tercera posición, que se enlaza con la D-Ala de otro tetrapéptido de glicano a través de un puente peptídico de glicinas.

Question 17

La forma celular, ¿tiene algo que ver con la función de la bacteria?

Answer 17

Generalmente no, pero las formas MUY particulares de algunos extremófilos sí que pueden tener algo que ver con su adaptación

Question 18

Subtipos de cocos

Answer 18

En la bipartición a veces no se separan → Diplococos

Si no se separan en sucesivas divisiones→ Estreptococos

2 planos de división, si no se separan → Tétrada

3 planos de división perpendiculares→ Sarcinas

Agrupación en racimos→ Estafilococos

Question 19

Subtipos de bacilos

Answer 19

• Bacilo simple
• Diplobacilos
• Bacterias filamentosas (Estreptobacilos) = cadena de bacilos
• Cocobacilos = bacilos muy pequeños, con poco crecimiento longitudinal

Question 20

Subtipos de vibrios

Answer 20

vibrios, espirilos y espiroquetas

Question 21

Tamaño celular más pequeño posible?

Answer 21

Micoplasmas: 0,2 micrómetros

Question 22

¿Qué estructuras hay en el interior celular?

Answer 22

Inclusiones citoplasmáticas
Vesículas de gas = desplazamiento en profundidad de bacterias que viven en medio líquido
Esporas
Endosporas
Exosporas

Question 23

¿Importa el tamaño celular?

Answer 23

Relación S-V → ↓ tamaño = ↑ relación = obtener + nutrientes
⤥
Ventaja: - tamaño = te divides + → + activo evolutivamente

Question 24

Elementos de la bicapa del D. Bacteria

Answer 24

Fosfolípidos (≠ Eukarya)
Colas hidrofóbicas de 14-20 C → forman bicapas con interior hidrófobo
⤥Semipermeabilidad = atraviesan molé hidrofóbicas (excepciones como H2O)

Proteínas
i! de la fluidez de membrana (NO rígida, solo con ella las bact rebentarían, las euc presentan rigidez gracias a esteroles p.ej. colesterol) → bacterianas hopanoides para conferir rigidez (EXCEPCIÓN: micoplasmas tienen colesterol)
Permite el desplazamiento de subuds proteicas que se deben juntar para dar complejos proteicos funcionales

Question 25

Crenarqueol

Answer 25

Tetraéter de diglicerol con ciclos en las cadenas alifáticas

Question 26

Características exclusivas del peptidoglicano de gram+

Answer 26

• Cables de peptidoglicano enrollado sobre si mismo
• Á. teicoicos = polialcoholes de glicerol-fosfato / ribitol-fosfato con residuos de azúcares/aa (ppalmente Ala) → insertados entre el peptidoglicano:
  F(x) estructural
  Carga (-) → captar iones como Mg2+/Ca2+
  Si una porción está anclada a la memb → Á. lipoteicoicos

Question 27

Qué sabes sobre los micoplasmas?

Answer 27

Bact que carecen de peptidoglicanos/pared celular por su reducido tamaño→supone:
Gram - → porque no se tiñen no porque realmente lo sean
Pleomórficos → forma cambiante
Resistentes a determinados antibióticos (Penicilina y otros que
atacan pared celular)
Osmóticamente inestables en el ambiente → patógenos
(en el interior de organismos la diferencia de presiones no es tan i!)
Membrana de 3 capas (no la típica de fosfolípidos)
Captan esteroles de sus hospedadores para conseguir rigidez

Question 28

¿Qué bact presentan memb externa?

Answer 28

Gram-

Question 29

Describe la estructura de la membrana exxterma

Answer 29

Diferente a la bicapa lipídica habitual:
*lipopolisacáridos en la monocapa externa. Estos presentan…
- Lípido A (ácidos grasos + 2 glucosaminas fosfato unidos por los grupos amino) –> tóxico, la lisis celular puede provocar shock anafiláctico
- KDO (cetodesoxiotconato)
- núcleo del polisacárido –> hexosas y heptosas variables según especie
- Polisacárido O específico –> secuencia repetitiva muy diferente entre especies

• Periplasma (i! espacio)
• Porinas → prots formadoras de poro acuoso siempre abiertas → memb externa NO impermeable → pasan todas las molé <600 Da
  MUY abundantes ~70%
  Barriles → Hojas β de aa alternos: hidrofílico (interior) – hidrofóbico (exterior) →
  ⤥ permite que los hidrofílicos estén en la bicapa
  → Tamaño del poro ≠ del barril → dentro un asa restringe el tamaño
  → Giros periplásmicos menores y sin funcionalidad destacable
  Diferentes tipos:
• Inespecíficas
• Específicas → sitio de unión específico → al unirse el compuesto cambio conformacional que aumenta el tamaño del poro
  P.ej. OmpK36 de K. pneumoniae

Question 30

Define: beta-lactamasa

Answer 30

enzima inhibidora de antibióticos

Question 31

Enzimas periplamáticas

Answer 31

*Chaperonas → estabilizan prots
Ribosomas sintetizan prots = lineales → para ser funcionales es ¡! conformación 3D
Chaperonas transportan prots lineales a la memb, donde se pliegan ⤦
⤥ Si se pliegan antes las chaperonas las pueden degradar
Protegen la prot de sust tóxicas que puedan haber entrado al periplasma por porinas

*Quimiorreceptores → Stma de detección de sust → poner en marcha una respuesta u otra
En gram+ están en la memb citoplasmática
En gram- están en el periplasma

*Prots de transporte
Prots de unión a sustrato
Prots accesorias de sistemas + complejos de transporte
Sust de secreción han de atravesar 2 memb → prots con componentes que atraviesan ambas memb
En la interna de empuje
En la externa simple orificio

*Hidrólisis de
- Nutrientes → los demasiado grandes hidrolizan para atravesar memb citoplasmática
Amilasas degradan oligosacáridos→ azúcares simples
Fosfatasa alcalina libera P inorgánico de monoésteres de P orgánico
- Compuestos tóxicos
Mecanismo de resistencia: β-lactamasa = enzima inhibidora de antibióticos

Question 32

Funciones periplasma

Answer 32

• Evitar salida de proteínas que actúan fuera de la memb citoplasmática
• Función osmoreguladora (tampona diferenciaas osmóticas mediante oligosacáridos
• Contener diversas enzimas (chaperonas, prots de transporte, hidrolasas y quimiorreceptores)

Question 33

¿Qué sabes sobre la capa S?

Answer 33

Estructura paracristalina → cada capa S es una prot ≠ repetida dando la estructura (p.ej. hexágonos)
¡! NO exclusiva de arqueas → tmb algunas bact
Funciones
- Rigidez
- Protección vs fagos/fagocitos (en el caso de bact patógenas ppalmente) → virus y fagocitos necesitan reconocer memb

Question 34

Estructura de la pseudomureína

Answer 34

Posiblemente derivada del peptidoglicano → estructura fibrilar ~
Parte glucídica
N-Acetilglucosamina
N-Ácido acetiltalosaminurónico
Se unen alternativamente → enlace O glucosídico β(1→3) → lisozima no lo degrada (arqueas no son patógenas)
Parte peptídica→ aa cuelgan de T → L-Lys –peptídico – L-Glu
No todas las T se unen a todas las T → + enlaces = + rigidez

Question 35

¿Diferencias mureína-pseudomureína?

Answer 35

Mureína: Á. N-acetilmurámico
Pseudo: Á. N-acetiltalosamiurónico

Mureína: O-glucosídico beta(1–>4)
Pseudo: O-glucosídico beta(1–>3)

Mureína: Residuos aa L y D
Pseudo: residuos solo L

Question 36

¿Estructura metanocondroitina?

Answer 36

Estructura fibrilar –pero→ componentes bastante ≠ → azúcares derivados de lactosa (no de glucosa)
Á. glucurónico
N-acetilgalactosamina
¡! NO hay uniones peptídicas
Funciones
- Rigidez
- Protección vs ataques exteriores

Question 37

¿Qué dominio celular presenta cápsula?

Answer 37

Arqueas y Bacterias

Question 38

Funciones de la cápsula

Answer 38

*Adhesión
- a otras cél → microcolonias y comunidades (varias poblaciones de ≠ especies de bact)
- a sustratos inertes (catéter) o vivos (t. humano) → colonizar t. de org superiores
*Defensiva
- Protege vs agentes antimicrobianos
- Evita unión de bacteriófagos
*Ofensiva → Factor de virulencia muy ¡! → en algunos casos es el único factor de virulencia
*Nutricional → puntualmente puede ser una fuente nutricional en caso necesario (a diferencia del peptidoglicano no es esencial)

Question 39

Tipos de cápsula y características

Answer 39

Cápsula propiamente dicha
- Mucosa
- Organizada
- Firmemente adherida a la superficie
- Rígida (límite exterior definido)

Capa mucosa
- Mucosa
- Desorganizada
- Raramente unida físicamente a la superficie
- Flexible (carece de límites precisos = menos protección)

Question 40

A parte de los flagelos, ¿qué prolongaciones podemos encontrar?

Answer 40

Fimbrias → numerosas prots filamentosas cortas q se extienden desde la S de la bact
⤥ adhesinas → adhieren a tejidos permitiendo colonización –> permanecer luego es fácil (disponibilidad nutrientes

Pelos → ~ a las fimbrias pero + largos y hay 1/pocos
Composición → pilina
Funciones: Adhesión + Transferencia genética + Motilidad celular (mov a tirones)

Question 41

Diferencias gram + y gram - en la formación de pelos

Answer 41

Gram+ → unión covalente → prot saca las pilinas y una enzima las enlaza
→ Unidos a la pared de peptidoglicanos

Gram- → se sintetiza de punta (tip) a base por unión de monómeros transportados por chaperonas hasta la memb externa, dónde se agregan (sin enzimas)
Tip determina a qué se une el pelo
El resto del pelo es igual en todos

Question 42

Tipos de inclusiones

Answer 42

Estructuras con f(x) de reserva insoluble de E/C (o f(x) específicas) → ventaja = - estrés osmótico
⤥ suelen tener memb de 1 capa (NO unitaria)
TIPOS:
*Almacén de reservas:
Comunes a todas las bact y arqueas
- C y E
Algunas glucógeno
Mayoría poli-β-hidroxialcanoatos (PHA) → polímeros de 3-18 C con enlaces σ
Ppal monómero→ hidroxibutirato = alcanoato de 4 C
→ otros PHA sustituyen -CH3 del Cβ por cadenas

• P inorgánico (PO43-) → gránulos de polifosfatos (¡! almacenarlo → nutriente limitante en el ambiente)

Otros tipos de inclusiones
- Bact del S (gram-) → SH2 –oxidación→ S0 (almacenado en gránulos cito/periplasmáticos por si se limita el acceso a SH2) –oxidación→ SO42-
- Cianobact → minerales de carbonatos (ej. bentonita [Ba,Sr,Ca]6Mg(CO3)13] ) formados por biomineralización → pueden darse en la S o introducirse

*Mov: Magnetosomas (D.Bact)→ partículas intracel (con “membrana”) de
Magnetita (Fe3O4) → mineral de óxido de Fe
Grigita (Fe3S4) → mineral de sulfuro de Fe
Crean dipolo magnético en las cél → orientadas en el campo magnético terrestre:
Magnetotaxia = desplazarse a lo largo de las líneas del campo magnético terrestre
Guiar hacia el núcleo terrestre (abajo) → bact microaerófilas/anaerobias estrictas

Question 43

¿Qué sabes acerca de las vesículas de gas?

Answer 43

En proc planctónicos (ppalmente bact acuáticas fotosintéticas) → necesitan mantenerse cerca de la S
Ej. clásico → mareas verdes de floración de cianobact
Función
Flotabilidad → posicionar en ubis concretas/“estratificar” → bact con ≠ pigmentos absorben a ≠ λ
Mecanismo
Vesícula se hincha paraascender o colapsa para descender
Morfología
Estructuras proteicas ~vesículas cónicas→ dispuestas en ≠ direcc para ocupar el máx V si es necesario
⤥ Memb/cubiertas hidrofóbicas muy rígidas (resistir p exterior):
Permeables a gases
Altamente impermeables a H2O y solutos→ haces longitudinales de Gas Vesicle Protein A (GvpA) reforzados con haces transversales de GvpC (entrecruzamiento)

Question 44

¿A qué estrategia pueden recurrir algunas bact cuando las cosas se ponen feas?

Answer 44

A la esporulación (espora = estructura de supervivencia que soporta condiciones de crecimiento desfavorables: radiación, Q, escasez nutrientes, toxinas, sequedad…)
Concretamente forman endosporas

Question 45

Tipos de endosporas

Answer 45

Terminales, subterminales y centrales

Question 46

Describe el ciclo vital de las bacterias formadoras de esporas

Answer 46

Fases:
- Vegetativas
- Durmientes (si se dan condiciones adversas) → no 100% inerte → pendiente de las condiciones (si son favorables, germina dando una cél vegetativa)

Ante condiciones adversas… Ciclo de esporulación:
- Fase I –> detección condiciones –> expresión genes necesarios –> división asimétrica (septo desplazado)
- Fase II –> invaginaión de la preespora
- Fase III –> formación del córtex
- Fase IV –> Cubierta de la espora, captación de Ca, SASP, ácido dipicolínico
- Fase V –> Maduracuón y lisis celular

Germinación:
Endospora libre MUY refringente (puede haber estado años en reposo)
Activación → condiciones favorables → va perdiendo refringencia
Germinación → muy rápida (min) porque la espora ya tiene en su interior la cél vegetativa modificada:
Deshidratada → se hincha por captación de H2O y síntesis
Rodeada de estructuras muy rígidas (protección) → ruptura
⤥ No se tiñen → recurrir a condiciones extremas, por infusión con vapor…
Crecimiento → emerge una nueva cél vegetativa

Question 47

Elementos de la espora no presentes en la célula en estado vegetativo

Answer 47

• Exosporio = cubierta proteica fina
• Cutícula/Cubierta proteica
• Córtex/corteza → peptidoglicanos + laxos que pared bacteriana
• Núcleo de la espora (NO celular) → cél vegetativa “tal cual” (pared, memb, citoplasma….)
  Compuestos exclusivos del núcleo (no están en cel vegetativa):
  
  • ↑ [Ca2+]
  • Á dipicolínico
    Se entrecruzan formando un complejo que:
    - Capta H2O libre del interior de la endospora → deshidratación
    - Se introduce entre bases del DNA → resistente a altas Tº y comp tóxicos
• Small Acid Soluble Protein (SASP):
  - Se une al ADN cambiando la conformación a A-DNA = + compacto:
  + resistente a formación de dímeros de pirimidina por radiación UV
  + resistente a desnaturalización por Q
  - Fuente de C y E durante la germinación

Question 48

Nombra los mecanismos de motilidad celular

Answer 48

Swimming, Swarming, Twitching, Gliding, Sliding

Question 49

Diferencias entre 2 mecanismos de swiming

Answer 49

Swimming = nadar individualmente/flexión-extensión con:

*Flagelos → mov por rotación de filamentos helicoidales rígidos = motor barco

*Cuerpos helicoidales → “sacacorchos/serpiente” → en fluidos + densos
Gram- → filamentos dentro del espacio periplásmico → conjunto de endoflagelos que al girar individualmente provocan el mov del filamento y el de la bact
- anclados en un extremo
- sueltos en el otro

Question 50

Describe los mecanismos de motilidad alternativos al swimming

Answer 50

Swarming
Algunas especies mov sobre S sólidas (p.ej. agar) → enjambres en que empujándose mutuamente en el centro de la colonia consiguen expandirse por el medio de cultivo → = oleadas

Twitching
Mov por tirones → arrastrarse por S horizontales/verticales por extensión y retracción de pelos de tipo IV (adición/eliminación de uds de pilina) →=escalador hielo
No tan sencillo, hay ≠ pelos que extienden/retraen en ≠ medida

Gliding/Motilidad A
Mov de deslizamiento → adhesinas = prots deslizantes que se adhieren a la S y son impulsadas por acción de prot citoplasmáticas a las que se conectan por canales en el peptidoglicano → sentido desplazamiento prots opuesto al de la bact = tanque
Algunas secretan sust mucosas → facilitar desplazamiento

Sliding → desplazamiento tras dividirse

Question 51

Clasificación de bacteria según su/s flagelo/s

Answer 51

Atrichous = sin flagelo
Monotrichous = 1 flagelo
Amphitrichous = 2 flagelos
Peritrichous = múltiples flagelos “despeinados”
Lophotrichous = racimo de flagelos
Amphilophotrichous = 2 racimos de flagelos