Universidad Nacional del Nordeste
Facultad de Medicina
Cátedra de Microbiología, Parasitología e Inmunología Area I: Microbiología e Inmunología
Estructura bacteriana
Pili
Constantes • Pared celular • Membrana celular • Nucleoide • Ribososmas • Mesosomas
Nucleoide
Ribosomas
Variables
Flagelos
Membrana
Pared
plasmática
celular
cápsula
• Cápsula • Flagelos • Fimbrias • Pili • Esporas
Bicapa lipídica Separa el medio interno del externo Participa del intercambio de agua y nutrientes
Estructura rígida Otorga morfología a la bacteria Participa del intercambio nutrientes Está ausente en los Mycoplasmas Posee importantes estructuras con función antigénica y de adhesinas (Porinas, ácidos teicoicos, ácidos lipoteicoicos, lipopolisacárido, antígeno somático O)
Pared de Mureína
Membrana celular
Membrana externa
Periplasma
Membrana celular
Invaginaciones de la membrana plasmática Participan de la fosforilación oxidativa Participan de la división celular Mantienen unido al ADN bacteriano Pared bacteriana Membrana celular
Citoplasma
Genoma bacteriano
Estructura proteica Otorgan movilidad a las bacterias Albergan al Antígeno H Puede ser uno solo o varios
Estructura proteica Permiten la adherencia a la célula del huésped Albergan al Antígeno F
Estructura proteica Permiten la transferencia de material genético entre bacterias Son receptores para bacteriófagos
Puede ser polisacárida o proteica Albergan al Antígeno K y otros Protege a la bacteria de la fagocitosis Permite la adherencia entre bacterias y a la célula del huésped
Son formas de resistencia presente sólo en algunas bacterias Se forman ante un ambiente adverso Perduran períodos extensos en el ambiente Se transforman en célula vegetativa (germinan) al restituirse las condiciones favorables
Genética bacteriana
GENOMA BACTERIANO ADN cromosómico - Sin membrana nuclear - Doble cadena circular - Superenrollada (Topoisomerasas) - Unida a mesosomas - Unida a proteínas no histonas
Funciones del ADN 1. Confiere a la bacteria todas sus características, codificadas en los genes. 2. Interviene en los mecanismos de transferencia genética de madre a hija. 3. Su duplicación trae aparejada la división celular. 4. Regula la síntesis proteica.
GENOMA BACTERIANO ADN extracromosómico - Plásmidos - Autorreplicantes - Tamaño y número variable - Heredables y Transferibles - Codifican funciones no esenciales C C C C C
-
Factor F (Pili sexuales) Factores R (Resistencia a antibióticos) Plásmidos Col (Bacteriocinas) Plásmidos de virulencia (Toxinas, adhesinas,etc) Plásmidos metabólicos (Enzimas)
ARN BACTERIANO • ARN mensajero (ARNm): tripletes • ARN ribosómico (ARNr): 30S + 50S = 70S • ARN de transferencia (ARNt)
Variaciones fenotípicas Cambios en las características de una bacteria sin que se altere su genoma Pueden ser – – – –
Morfológicas: tamaño, forma, flagelos Cromógenas: producción o no de pigmentos Enzimáticas: producción de enzimas inducibles Patogénicas: capacidad de producir enfermedad
Variaciones genotípicas Mutaciones • • • •
Ocurren al azar Baja frecuencia Heredables No siempre se expresan
• • • • •
Sustitución de bases Adición de bases Pérdida de bases Alteración de muchos pares de bases Translocación
Variaciones genotípicas Mutaciones 5’ - T A C - 3’ 3’ - A T G - 5’ Replicación normal
Mutación
AAC TTG
TA G AT C
TAT ATA
TAC ATG Transcripción
AAC Asparagina
UAG Stop
UAU
UAC
Tirosina
Tirosina
Translación
Proteína
Proteína
Proteína
Proteína
defectuosa
incompleta
normal
normal
Variaciones genotípicas Mutaciones • Morfológicas: flagelos, cápsula, etc. • Bioquímicas: cambios en el metabolismo. • Patogénicas: alteraciones en la virulencia. • Letales: determinan la muerte bacteriana. • Sensibilidad: alteración del sitio de unión de bacteriófagos o antibióticos.
Transferencia de material genético • Conjugación: Se realiza a través de los pili sexuales. • Transformación: captación de ADN libre. • Transducción: a través de un bacteriófago. • Conversión: Incorporación del ADN del bacteriófago al ADN bacteriano.
Transferencia de material genético Conjugación
Transducción
Transformación
Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)
Desnaturalización
Hibridación
Elongación
Producto del 1er ciclo
Productos de n ciclos
Fisiología bacteriana
Nutrición bacteriana • Exigentes (Haemophilus, Neisseria) • No exigentes (Pseudomonas, Escherichia) • Energéticamente exigentes (Chlamydias) Nutrientes necesarios: Inorgánicos: H2O - C - N - S - Fe - P Orgánicos: Azúcares - Ácidos Amino-ácidos - Purinas y Pirimidinas Vitaminas
Absorción de nutrientes • • • •
Difusión pasiva o facilitada Difusión pasiva Difusión simple o facilitada Digestión previa – – – – –
Almidón: amilasas Proteínas: proteasas DNA: Desoxirribonucleasas Gelatina: gelatinasas Grasas. Lipasas, fosfolipasas
Requerimientos de O2 y CO2 • Aerobios estrictos: 21% de oxígeno Pseudomonas, Mycobacterium
• Microaerófilos: 5% de oxígeno Campylobacter, Helicobacter
• Anaerobios obligados: 0% de oxígeno Fusobacterium, Clostridium
• Anaerobios aerotolerantes: 0,5% de oxígeno Actinomyces, Propionibacterium
• Anaerobios facultativos: crecen con o sin oxígeno Streptococcus, Enterobacteriaceae
• Capnófilos: necesitan o crecen mejor con 5-10% de CO2 Neisseria, Haemophilus
Requerimientos de pH • Neutrófilas = 5,5 - 8,0 – Staphylococcus
• Acidófilas = 0,0 - 5,5 – Lactobacillus
• Alcalófilas = 8,0 - 11,5 – Vibrio
Requerimientos de temperatura • Psicrófilas = 0 - 20ºC – Pseudomonas, Listeria
• Mesófilas = 20 - 45ºC – Staphylococcus, Streptococcus
• Termófilas = 55ºC o más – No patógenas
• Estenotérmicos = 35 - 36ºC – Neisseria
• Euritérmicos = 0- 44ºC – Enterococcus
Respiración aeróbica • Ocurre en presencia de oxígeno (Oxidación)
Productos tóxicos: O2- y H2 O2 Bacterias aerobias y anaerobias facultativas en aerobiosis
Respiración anaeróbica • Ocurre en ausencia de oxígeno • Aceptores finales de electrones: iones inorgánicos
No se liberan productos tóxicos Bacterias anaerobias obligadas y anaerobias facultativas en anaerobiosis
Fermentación anaeróbica • Ocurre en ausencia de oxígeno • Los aceptores de electrones son moléculas orgánicas
Productos con alta energía: ácido láctico, propiónico, butírico, acético, alcohol etílico, etc. Bacterias anaerobias y anaerobias facultativas en anaerobiosis
División Bacteriana
División Bacteriana • 1 Célula bacteriana
1 colonia
• Escherichia coli • División: 20 minutos Colonias: 1 día
• Clostridium botulinum • División: 35 minutos Colonias: 2 días
• Mycobacterium tuberculosis • División: 12 horas Colonias: 30 días
Crecimiento y muerte bacterianos Número de bacterias vivas
Latencia
Exponencial
Estacionaria
Muerte
Tiempo
Diagnóstico microbiológico
1er. postulado de Koch Los microorganismos deben estar presentes en todos los pacientes con la misma enfermedad
Diagnóstico Microbiológico Directo Observación microscópica Aislamiento del germen
Realizar un extendido y fijar a la llama
Cubrir con Cristal Violeta Gramnegativas Decolorar con alcohol + acetona
PMN
Grampositivas Contracolorear con fucsina
Observar al microscopio
• Bacilos ácido alcohol resistentes – Gran cantidad de lípidos en su pared • Mycoplasmas – Porque carecen de pared celular • Treponemas, Chlamydias y Rickettsias – Espesor menor a 0,2 µ
Realizar un extendido y fijar a la llama
Cubrir con fucsina de Ziehl y calentar
Decolorar con alcohol + HNO3 al 3%
Contracolorear con azul de metileno
Observar al microscopio
Clasificación bacteriana • • • • •
Morfología Estructura Capacidad de tinción Metabolismo Relación G-C
Morfología Cocos
Bacilos
Cocobacilos
Helicoidales
Pleomórficos
Neisseria meningitidis
Streptococcus pyogenes
Escherichia coli
Lactobacillus sp.
Staphylococcus aureus
Actinomyces israelii
Clostridium tetani
2do. postulado de Koch Los microorganismos deben ser obtenidos en forma de cultivos puros a partir de la muestra del paciente
Aislamiento primario
Muestras clínicas Medio de cultivo
Medios de Cultivo
Conjunto de sustancias que permiten el crecimiento de los microorganismos bajo determinadas condiciones de incubación (Tiempo, temperatura y oxígeno)
Aislamiento primario Siembra por estrías
Inicio de la siembra
Incubar 24 hs a 37ºC Final de la siembra
Aislamiento primario Siembra por estrías
Inicio de la siembra
Final de la siembra
Diagnóstico Microbiológico Indirecto Detección de antígenos Detección de anticuerpos Detección de ácidos nucleicos
