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Microbiología: Estructura y Función Bacteriana, Apuntes de Microbiología

Este documento proporciona una descripción detallada de la estructura y función de las bacterias, incluyendo la pared celular, la membrana plasmática, los ribosomas, el material nuclear, los plásmidos, el protoplasma, las endosporas, las fimbrias o pili, los flagelos, los mecanismos de secreción, el crecimiento bacteriano, la genética bacteriana y los factores de crecimiento. Se incluyen ejemplos y diagramas para ilustrar los conceptos.

Tipo: Apuntes

2023/2024

Subido el 19/09/2024

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Generalidades de la microbiología
-Microbiología: ciencia encargada del estudio y análisis de microorganismos en
cualquiera de sus aspectos: morfología, estructura, química, fisiología, genética,
taxonomía y ecología.
-Patogenicidad: Mecanismos de un agente infeccioso para evadir el sistema inmune y
poder producir una enfermedad en un huésped susceptible.
-Virulencia: Porcentaje de daño en el hospedero.
-Microorganismo: cualquier organismo que no sea visible a simple vista, cuenta con
procesos vitales (crecer, producir energia, reproducirse. Se necesita microscopio para
observarlos.
-Antígeno: sustancia extraña que si reconoce el sistema inmune activa respuesta
inmune
-Fómite: lugar sin vida donde este algún microorganismo
-Microbiología veterinaria: estudio de las características morfológicas, actividad
patogénica, virulencia, fisiología, ecología de los microrganismos que causan
enfermedades en animales, con el propósito de establecer estrategias de prevención,
control, erradicación.
-Triada ecológica: son las interacciones que existen entre agente, huésped y ambiente
Asociaciones microbianas
-Coacciones homotípicas: los individuos de distinta especie se agrupan formando
distintas asociaciones. Ejemplo: colonia bacteriana
Efecto en grupo: Entre individuos que viven asociados
Efecto en masa: Consecuencias negativas para el huésped
Competencia intraespecífica: Cuando los miembros de la población necesitan un
recurso del ecosistema.
-Coacciones heterotipicas: Se da entre individuos de distinta especie que coinciden en
un espacio y tiempo determinado, pueden tener relaciones con beneficios para los 2 o 1
-Endosimbiosis: asociación en la cual un organismo habita en el interior de otro
organismo.
-Ectosimbiosis: relación en la que una especie vive en la superficie exterior de la otra.
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Generalidades de la microbiología

  • Microbiología: ciencia encargada del estudio y análisis de microorganismos en cualquiera de sus aspectos: morfología, estructura, química, fisiología, genética, taxonomía y ecología.
  • Patogenicidad: Mecanismos de un agente infeccioso para evadir el sistema inmune y poder producir una enfermedad en un huésped susceptible.
  • Virulencia: Porcentaje de daño en el hospedero.
  • Microorganismo: cualquier organismo que no sea visible a simple vista, cuenta con procesos vitales (crecer, producir energia, reproducirse. Se necesita microscopio para observarlos.
  • Antígeno: sustancia extraña que si reconoce el sistema inmune activa respuesta inmune
  • Fómite: lugar sin vida donde este algún microorganismo
  • Microbiología veterinaria: estudio de las características morfológicas, actividad patogénica, virulencia, fisiología, ecología de los microrganismos que causan enfermedades en animales, con el propósito de establecer estrategias de prevención, control, erradicación.
  • Triada ecológica: son las interacciones que existen entre agente, huésped y ambiente Asociaciones microbianas
  • Coacciones homotípicas: los individuos de distinta especie se agrupan formando distintas asociaciones. Ejemplo: colonia bacteriana
    • Efecto en grupo: Entre individuos que viven asociados
    • Efecto en masa: Consecuencias negativas para el huésped
    • Competencia intraespecífica: Cuando los miembros de la población necesitan un recurso del ecosistema.
  • Coacciones heterotipicas: Se da entre individuos de distinta especie que coinciden en un espacio y tiempo determinado, pueden tener relaciones con beneficios para los 2 o 1
  • Endosimbiosis: asociación en la cual un organismo habita en el interior de otro organismo.
  • Ectosimbiosis: relación en la que una especie vive en la superficie exterior de la otra.
  • Asociaciones microbianas benéficas o sinérgicas: Coacciones positivas, tienen algún beneficio unilateral o bilateral. Tipos:
  • Simbiosis: Interacción establecida entre 2 organismos, sin tener en cuenta el resultado beneficioso o perjudicial.
  • Mutualismo: es la relación entre 2 diferentes especies que obtienen un beneficio reciproco, depende metabólicamente uno del otro y es temporal.
  • Protoocoperacion: Es la relación de sinergismo entre 2 poblaciones microbianas indica que ambas se benefician de la relación.
  • Comensalismo: Es la relación en la cual un simbionte ni se perjudica o beneficia, mientras que el otro simbionte se beneficia, pueden ser estables y duraderas.
  • Antagonicas o negativas: Coacciones negativas solo un simbiote se beneficia, puede terminar con el hospedador. Tipos:
  • Competencia: es cuando 2 poblaciones microbianas ocupan un mismo recurso, ya sea el espacio o nutriente.
  • Amensalismo: 1 población microbiana produce una sustancia que es inhibidora y es causada para controlar el crecimiento de poblaciones micorbianas “elimina”.
  • Depredación: el predador se alimenta de un segundo organismo.
  • Parasitismo (parasitosis): cuando un microorganismo parasito obtiene beneficio a expensas del huésped, ya siendo que este muera o lo elimine. Agente
  • Primario: Su presencia puede causar por si solo una enfermedad (hay signos)
  • Secundario: Necesita de un factor para poder enfermar
  • Latencia: es el tiempo que tarda el microorganismo que está en el organismo y no causa enfermedad o síntomas. Tipos de hospedero
  • Final: Expresan patogenicidad y virulencia.
  • Transferencia: Sirve de vehículo para transmitir al microorganismo al hospedador final.
  • Reservorio: Conocido como portador (asintomático) en este huésped el microorganismo lleva a cabo sus funciones metabólicas.
  • IgG(Gamma): Abundante en la sangre, única inmunoglobina que atraviesa la placenta, elevada indica proceso de infección y protege también.
  • IgM(Mega): La más abundante en respuesta inmune humoral, expresada en superficie de linfocitos B, controla infección mientras se producen altas cantidades de IgG. Patrones de reconocimiento:
  • PAMPS: Patrones moleculares asociados a patógeno.
  • PRR: Receptores de reconocimiento de patrón
  • DAMPS: Patrones moleculares asociados al daño.
  • Unión antígeno-cuerpo: se unen por enlaces Van de Waals, interacciones hidrofóbicas o iónicas (reversibles) Tejidos linfoides en órganos no linfoides Tejido linfoide asociado a mucosas: Bronquios (BALT), Tracto gastrointestinal (GALT), Piel (SALT) y nasofaringe (NALT). Respuesta inmune Sucesos celulares y moléculas que se van a generar con el fin de eliminar a los microorganismos patógenos. Tipos:
  • Inespecifica: Son los mecanismos de defensa que proporcionan una respuesta general contra agentes invasores. Inmunidad innata/natural (primera línea de defensa, rápida, sin memoria) Tipos de barreras: ❖ Barreras estructurales: mucosa, células epiteliales ❖ Barreras mecánicas: cilios, estornudo, tos, vomito. ❖ Barreras naturales: Evita invasión del patógeno (microbioma, piel, mucosa) ❖ Barreras celulares: Detecta y evita multiplicación/invasión del patógeno (NK, leucocitos, neutrófilos, basófilos, monocitos)
  • Especifica: Reconocimiento de determinados antígenos que están en la superficie del microorganismo. Inmunidad adpatativa/adquirida (Especifica IgG, es tardía, cambia con el tiempo pero no se hereda, después de la presentación del antígeno) Tipos: ❖ Inmunidad celular (LTc): Regulada por linfocitos T, destruye patógenos. ❖ Inmunidad humoral (LB): Regulada por linfocitos B, sintetiza anticuerpos. ❖ La LTH o inmunidad celular comanda toda la respuesta inmune. Tipos de inmunidad.
  • Inmunidad primaria: se produce al primer contacto con el antígeno

(nacimiento), es lenta, mediada por IgM, produce memoria y las células efectoras son vírgenes.

  • Inmunidad secundaria: se produce al 2do o posterior contacto con el antígeno, es rápida, mediada por IgG y las células efectoras son de memoria.
  • Inmunidad natural, artificial, que pueden ser activa y pasiva para ambas. Puede ser:
    • Natural: Se produce ante antígenos que están en la naturaleza
    • Artificial: Es la activación de mecanismos de defensa a partir de aplicar antígenos, puede llegar a ser: ❖ Activa: Mediada por células y anticuerpos producidos por el individuo(dura toda la vida) ❖ Pasiva: Mediada por anticuerpos administrados artificial (forma exógena) al individuo Barreras del sistema inmune
  • Barrera primaria/mecánicas: Contacto directo con medio externo (piel,tráquea)
  • Barrera secundaria: inespecífica (inflamación), activas células PMN
  • Barrera terciaria: especifica, actúa linfocitos B y T. Generalidades de bacteriología
  • Contaminante biológico: son seres vivos capaces de reproducirse al entrar al huésped susceptible causando una patología, ejemplo: bacterias, hongos, parásitos.
  • Riesgo: es la probabilidad de que un microorganismo presente su virulencia/patogenicidad.
  • Peligro: es relativo a la presencia de un microorganismo que representa una amenaza a la salud.
  • Bacteria: es un microorganismo unicelular procarionte, que solo se observa en microscopio Elementos obligados/esenciales de la bacteria
  • Pared celular, plásmido, ribosoma, gránulos, protoplasma, membrana celular. Elementos facultativos/no obligadas
  • Capsula, flagelo, pili, endoespora.
  1. Pasando el minuto, lavar con agua destilada.
  2. Cubrir el preparado con Yodo-Lugol por 1 minuto. Lavar nuevamente con agua destilada.
  3. Sostener el portaobjeto entre el pulgar y el índice y bañar la superficie con unas gotas de Alcohol-Acetona hasta no arrastrar más colorante. Esto requiere habitualmente unos 5 a 10 segundos.
  4. Lavar con agua destilada y colocar nuevamente el portaobjeto sobre el soporte. Cubrir la superficie con Safranina durante un minuto. Lavar con agua.
  5. Colocar el preparado en un soporte de tinción en posición vertical, dejando que escurra el exceso de agua y que se seque el extendido.
  6. Observar el frotis con el microscopio óptico con los objetivos 4 y/o 10X, y buscar un campo adecuado de visualización.
  7. Colocar aceite de inmersión y visualizar con el objetivo de 100X. Membrana plasmática/protoplasmática Envuelve el protoplasma, tiene lípidos, no tiene esteroles pero si proteínas periféricas.
  • Funciones: Barrera osmótica y selectiva permiable, síntesis de ATP
  • Se desprenden mesosomas(invaginaciones formando vesiculos, túbulos, lamelos), tipos:
  • Mesosoma de tabique: Forman paredes transversales en fisión binaria(fija el cromosoma)
  • Mesosoma vesicular: Función de secreción Ribosomas Situados en la matriz citoplasmática y ligada a la membrana plasmática, participa en síntesis de proteínas y traduccion de ARNm. Tipos:
  • Ribosomas de matriz citoplasmática: Sintetizan proteínas destinadas a permanecer en el interior de la célula
  • Ribosomas de membrana plasmática: Elaboran proteínas que se transportan al exterior. Material nuclear Constituido por ADN,sin envoltura nuclear, enrollado(no tiene histonas) Plásmidos

Moléculas circulantes de doble cadena de ADN que confieren capacidades a bacterias (descendientes), resistencia a fármacos (plásmido r de resistencia)

  • Conjugación: es darle el plásmido a otra bacteria por medio del pilis Protoplasma Liquido viscoso para reacciones bioquímicas de la bacteria Endospora Resguarda ADN, solo la forman gran positivas, no se tiñe, permite que la bacteria sobreviva a condiciones extremas, tiene dipicolinato calcico que hace que resista a condiciones externas como el calor.
  • Genero bacilus (aerobio obligado) y genero clostidiume (anaerobio obligado)
  • Formación de la endospora
    • Etapa 0: La célula se encuentra en la etapa final de crecimiento exponencial y tiene 2 cromosomas
    • Etapa 1: El ADN celular se hace denso y ocupa el centro de la célula.
    • Etapa 2: Se forma un septo cerca del polo celular a causa de la invaginación de la membrana plasmática. El ADN es segregado en 2 compartimentos.
    • Etapa 3: El citoplasma de la espora en formación se delimita por 2 membranas debido al crecimiento de la membrana plasmática.
    • Etapa 4: Se forma la corteza de la espora por depósito de peptidoglicano y esta aparece como un cuerpo refractario, se acumula calcio y se sintetiza acido dipicolmico.
    • Etapa 5: Aparece la exoespora, la espora presenta resistencia y la membrana exterior se convierte en la capa cortical.
    • Etapa 6: Maduración de la espora, su citoplasma se vuelve homogeno y la capa cortical se completa.
    • Etapa 7: La endosespora se libera por lisis a la célula. Fimbras o pilis Sirve para que se fije la bacteria, monómero de proteína pilin, parte apical proteínas adhesinas buscando un ligando especifico. Hay fimbrias sexuales une la célula donadora por medio de ferorhormonas (pili F/conjugación) Flagelos
  • Sec independiente: No necesitan péptido y secretan el sustrato del citoplasmas al medio extracelular. Nutrición bacteriana Proceso por el cual las bacterias utilizan del medio donde habitan las sustancias químicas para crecer.
  • Macronutrientes: C,N,P,S,K,Na,Mg,Ca,Fe
  • Micronutrientes:Cromo,cobalto,cobre,magnesio,niquel,selenio. Crecimiento bacteriano Aumenta cantidad de individuos y da lugar a una población o cultivo(colonia) Curva de crecimiento en microorganismos
  • Fase de rezago: Periodo después de inoculación, forman enzimas y metabolitos, adaptación a un nuevo ambiente.
  • Fase exponencial lag: Crecimiento y división constante hasta alcanzar niveles máximos de reproducción, aumenta susceptabilidad a aantibioticos, proceso de esporulación.
  • Fase estacionaria: Se agotan los nutrientes, acumulación de metabolitos tóxicos.
  • Fase de muerte: Carencia de nutrientes, disminuye la población. Factores de crecimiento bacteriano Factores que afectan el crecimiento bacteriano Físicos:
  • Temperatura: Determina velocidad de crecimiento Según la temperatura para su crecimiento:
  • Psicrófilos: - 5 a 20
  • Mesofilos:-5 a 47
  • Termofilos: - 40 a 90
  • Hipertermofilos: 71- 121
  • pH
  • Acidofilos: De 0 a 5.
  • Neutrofilos: 6 a 11.
  • Alcalofilos: 7.5- 14
  • Presión osmótica
  • Bacterias barotolerantes: 500 atmosferas
  • Bacterias basófilas: 400 atmosferas
  • Radiación Químicos:
  • Aminoácidos,vitaminas,purinas y pirimidicas. Genética bacteriana Contenido genético: ADN-Nucleoide-Procariota 12s y 16s filogenia
  • 1 solo cromosoma
  • Genoma: Plásmidos
  • Orientación antiparalela: 5 a 3 cadena molde
  • Orientación en complementaria: 3 a 5 cadena codificadora
  • Gen desnudo porque no hay histonas Plásmidos Moléculas de ADN extra cromosómico, si se inserta en el ADN bacteriano se llama EPISOMA. Tipos
  • Plásmido de fertilidad (factor f)
  • Plasmidos bacteriocinogenicos: Genes que codifican para sustancias que matan bacterias
  • Plasmidos de resistencia: Resistencia a antibióticos Mecanismos de genes de transferencia
  • Conjugación: Transferencia genética de info directa de una bacteria donadora a otra aceptora usando pili F y tenemos células F+ (Factor de fertilidad y pueden donar material genético) y células F- (Reciben ADN e integran a su genoma)
  • Transducción: Recombinación genética por medio de fagos Fijación del fago, se une a receptores de superficie
  • Penetración: Inyecta su ADN
  • Replicación de genoma: Síntesis envoltura de proteínas
  • Maduración: Empaquetacion del ADN
  • Liberación: Por lisis
  • Transformación: Transferencia de genes por incorporación de AND exógeno