Estructura y movimiento del flagelo

MICROBIOLOGÍA
TEMA: Las bacterias. Morfología, Estructura y Ultra estructura bacteriana:
Filamento axial, Pared celular de bacterias gram positivas y negativas, Flagelos y
Fimbrias.
Profesor: Angel Vargas Mosqueira.
Magister en Microbiología
Las bacterias son organismos microscópicos carentes de núcleo, pertenecientes al Reyno
biológico MONERA. En este Reyno, se encuentran también las Cyanobacterias,
organismos que fueron considerados hasta hace unos años como algas verde-azules o
Cianophytas. Tienen una estructura interna simple con presencia de ribosomas.
Miden desde 0.5 micras hasta 10 micras o un poco mas ( 1 µ = 0.001 mm ).
Morfología
De acuerdo a su forma, se consideras tres formas principales:
Cocos: Bacterias de forma esférica. Si se agrupan en cadena ( por tener un solo plano de
división), forman Estreptococos. Si se agrupan formando racimos, forman Estafilococos
Bacilos: Forma cilindroide (en forma de barritas o bastones). Si se agrupan formando
cadenas, constituyen los estreptocobacilos
Espirilos: Bacilos delgados que se presentan torcidos como hélices. Por lo general a las
formas espirales flexibles se les denomina espiroquetas. Estas presentan un filamento
central alrededor del cual está enrollado el protoplasma (filamento axial). Con excepción de
la Leptospira, no crecen en los medios ordinarios de laboratorio.
Contenido interno de la célula bacteriana
Como célula procariótica, la bacteria contiene un protoplasma en el cual se encuentran
ribosomas, cuerpos de inclusión y una membrana plegada denominada mesosoma. Este
pliegue membranoso probablemente interviene en el proceso de fisión binaria de la célula.
El ADN (cromosoma bacteriano) se encuentra libremente dentro del protoplasma.
Pared celular
Las bacterias, externamente presentan una cubierta resistente denominada pared.
Constituida básicamente por peptidoglicano cuyo armazón está constituido por N-acetil
glucosamina y ácido N-acetil murámico. Esta pared es capaz de resistir una presión
osmótica interna de la célula de 5 a 20 atmósferas.
La estructura de la pared celular es diferente en las bacterias gram positivas y gram
negativas. En las primeras, la pared es mas gruesa ( 15 a 50 capas de peptidoglicano de 1
nm de espesor cada una) y. contiene además de peptidoglican, proteínas, polisacáridos y
ácidos teicoicos. Los ácidos teicoicos son polímeros de unidades de glicerol o ribitol,
unidos por enlaces fosfodiéster.
La envoltura celular de las bacterias gramnegativas ha sido estudiada en forma mas amplia
y se considera de mayor complejidad. Con la ayuda de la microscopía electrónica se
advierte que está formada por dos membranas paralelas constituidas por múltiples capas. La
segunda membrana o externa, a veces tiene un aspecto arrugado. Estrechamente unida a la
superficie interna de esta membrana, se encuentra una delgada capa de peptidoglicano que
frecuentemente no se observa como una capa separada. La pared celular gramnegativa de
ordinario tiene de 10 a 15 nm de espesor. La membrana interna o citoplásmica es
semejante a la de las bacterias grampositivas.
ESTRUCTURA DE LA PARED BACTERIANA
La pared celular en las bacterias grampositivas, constituye del 20 al 40 % del peso seco de
la célula. En las bacterias gramnegativas, la pared constituye sólo el 20 % del peso seco de
la célula y contiene cantidades suficientes de lípidos. En estas bacterias la capa externa
contiene Lípidos, Proteínas y Azúcares por lo que se la denomina capa LPS.
El género bacteriano Micoplasma, carece de pared celular y de peptidoglican. Tiene sólo
una membrana simple como estructura limitante exterior. Esta membrana tiene 7.5 nm de
espesor, combina la función tanto de pared como de membrana citoplásmica con la cual
tiene semejanza.
Cuando las bacterias grampositivas pierden su pared celular, se transforman en
protoplastos.
Si las bacterias gramnegativas pierden su pared, se convierten en esferoplastos.
Si las formas bacterianas sin pared son capaces de crecer y dividirse, se denominan formas
L. Las formas L (Líster) son difíciles de cultivar.
Cápsula
Algunas bacterias tienen una cubierta externa que envuelve a la pared, denominada
cápsula. Esta cubierta está formada por polisacáridos, aminoazúcares, péptidos y ácidos
orgánicos (d-glutámico). En algunas especies la cápsula ha sido relacionada con la
patogenicidad (resistencia a la fagocitosis, responsable de la virulencia, etc).. Sobre su
composición, presentamos el siguiente cuadro
Composición química de la cápsula en algunas bacterias
(Manual de microbiología médica. Jawetz, E.)
_____________________________________________________________________----------------------------------------------------------------------------------------------------------Organismo
Naturaleza de la cápsula
subunidades químicas
Bacillus anthracis
Polipéptido
Acido D-glutámico
Leuconostoc mesenteroides
Dextrano
Streptococcus pneumoniae
(neumococo)
Polisacáridos complejos
(muchos tipos), ejemplo:
Tipo II
Ramnosa, glucosa., ac. glucurón.
Tipo III
Glucosa, Ac. glucurónico
Tipo VI
Galactosa, glucosa, ramnosa
Tipo XIV
Galact., gluc., N-acetilglucosam
Tipo XVIII
Ramnosa, glucosa
Acido hialurónico
N-acetilglucosam, ac. glucurónic.
Especies de Streptococcus
Glucosa
Streptococcus salivarius
Lavana
Fructosa
Enterobacter aerogenes
Polisacárido complejo
Glucosa., fucosa, ac. glucurónic
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------Flagelos
Son apéndices largos es que presentan algunas bacterias. Los flagelos nacen en la
membrana citoplásmica y le sirven a la bacteria para la locomoción. Los flagelos están
formados por polímeros lineales de flagelina, una proteína similar a la miosina del músculo.
Las bacterias pueden tener un solo flagelo (monotricas), tener un mechón de flagelos en un
extremo (lofotricas) , mechones de flagelos en ambos extremos (anfitricas), o tener flagelos
en todo su entorno (peritricas)
Estructura y movimiento del flagelo
El flagelo esta formado por un cuerpo basal constituido por varios anillos (un par en las
bacterias grampositivas y dos pares en las gramnegativas.) que rodean a un filamento
central, el que se encuentra envuelto por un tubo proteico denominado gancho al que está
insertado el filamento. El filamento puede variar de 1 a 70 micras, pero por lo común su
longitud varia de 15 a 25 micras.
En el desplazamiento, los flagelos bacterianos son rotores helicoidales semirrígidos a los
cuales la célula les imparte un movimiento de giro. El anillo S, se supone que está insertado
a la superficie interna de la pared celular y el anillo M está empotrado en la membrana
citoplásmica. ; la rotación del anillo S en relación con el anillo M fijo proporcionaría a los
flagelos el movimiento rotatorio necesario. La energía para la rotación de los flagelos
procede de la fosforilación oxidativa. Las bacterias móviles pueden desplazarse a
velocidades medias de 25 a 30 micras por segundo y el vibrión del cólera se mueve hasta a
55 micras por segundo.
Fimbrias o “pili”
Son pequeños apéndices, generalmente rectos de menos rigidez que los flagelos. Su
diámetro varía de 3 a 25 nm y tienen desde 300 a 1000 nm de longitud. La bacterias
utilizan sus fimbrias para adherirse a las superficies y los “ pili sexuales” intervienen en el
intercambio de material genético entre dos bacterias conjugantes.
Esporas
La espora bacteriana es un cuerpo refringente oval formado dentro de la célula . Esta puede
estar ubicada en el centro o en un extremo. La espora puede ser de diámetro mayor que la
bacteria vegetativa y ser deformante. Esta deformación puede darse en su ubicación central
o terminal La formación de esporas se limita a bacilos aeróbicos del género Bacillus o
anaeróbicos del género Clostridium.