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La Célula Procariota

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diferenciación de los tipos de células

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La Célula Procariota

  1. 1. La célula, unidad básica de la vida, se caracteriza por una compleja estructura en la que tienen lugar las reacciones bioquímicas fundamentales para los procesos vitales y la sustentación de su propia existencia. Las investigaciones realizadas por los científicos a través de los siglos permitieron desarrollar una “Teoría Celular” que ha resultado corroborada por las evidencias experimentales. Todo ser vivo está construido de la misma manera y constituido por las mismas unidades fundamentales: las Células, hay seres vivos con una sola célula y otros de muchas células. Las células se clasifican en Procariótica y Eucariótica. Las células Procarióticas son más pequeñas (como regla general) y carecen mucho de las divisiones y la complejidad interna de las células Eucarióticas. No importa que tipo de célula consideramos, todas tienen ciertas características en común: membrana celular, el ADN, el citoplasma y los ribosomas.
  2. 3. DESARROLLO DE LA TEORIA CELULAR Esta teoría dice que: ”Todos los organismos vivos están compuestos de una o más células" y que estas células son las unidades más pequeńas Que pueden llamarse "vivas". El inglés Robert Hooke observo la estructura Celular de la corteza del árbol y también realizo un corte fino del corcho y las examino con la ayuda de un microscopio primitivo, presentando las Laminas dibujadas a la Real Sociedad de Londres. Libro Micrographia publicado en 1665. Hooke ideó un microscopio compuesto y un sistema de iluminación.
  3. 6. Existen dos clases generales de celulas: las Procariotas y las Eucariotas , la evolución de las celulas procariotas precede a las eucariotas en dos mil millones de años.
  4. 7. Específicamente las células Eucariotas contienen compartimientos limitados por Membranas donde se cumple una actividad metabólica especifica y lo más importante es la presencia de un núcleo, que es un compartimiento limitado por una membrana donde reside el ADN. En contraste las células Procariotas no tienen compartimientos delimitados por membranas, las Procariotas se podrían pensar como un saco de enzimas donde tienen lugar las reacciones celulares.
  5. 8. Se observo que ambos tipos de celulas contienen un gran compartimiento celular conocido como Citoplasma , el cual esta rodeado por una membrana, pero también notaron compartimientos membranosos adicionales dentro del citoplasma Eucariota y la falta de los mismos en los Procariotas. En el siglo 20 los biólogos refinaron su conocimientos de los compartimientos de las Células Eucariotas, cada uno es una clase de órgano subcelular, de hecho cada compartimento es llamado Organelo , albergando todos los elementos necesarios para realizar una función metabólica especifica. Cada organelo opera eficientemente porque tiene todos los requerimientos biomoleculares para realizar un trabajo particular. En contraste, las Procariotas carecen de organelos membranosos y el típico citoesqueleto Eucariota, Por consiguiente su metabolismo es ineficiente.
  6. 9. Todo lo contrario, las células Procariotas realizan sus funciones biológicas con bellísima eficiencia. Compartimientos Funcionales . La idea es similar a los departamentos que les faltan las paredes, pero que aun podemos identificar un lugar para preparar la comida en la que se puede ver una cocina y otro para dormir, donde hay una cama y estos objetos no pueden desplazarse en forma aleatoria.
  7. 10. LOS SISTEMAS MODERNOS DE CLASIFICACIÓN (Whittaker) Reino Monera (Procarionte): Están las Bacterias (Esquizofitas) y las Algas Verde - Azuladas (Cianofitas). Reino Protista (Eucariota): Constituido por las Algas y los Protozoarios. R. Fungi (Hongos)(Eucariota): Están los Ascomicetos, Cigomicetos, Basidiomicetos. Reino Plantae (Eucariota): Están las Eriophytas, Tracheophyta. Reino Animalia (Eucariota): Están los Parazoos y los Eutazoos. Organismos vivos sin ubicación taxonómica: Virus, virioides, ricketsias, Micoplasma.
  8. 11. CLASIFICACIÓN FILOGENÉTICA BACTERIANA Taxonomía: (taxis=orden, rango). Es la rama de la biología que se ocupa de la clasificación de los seres vivos. DENOMINACIÓN DE ESPECIES De acuerdo con la convención que establece el “Sistema Binomial” de nomenclatura, cada especie biológica lleva un nombre latinizado que consiste en dos palabras: la primera indica en grupo (género) a que pertenece la especie, y la segunda palabra indica la especie de ese género: por ejemplo, Escherichia coli , Escherichia (género) y coli (especie). LOS GRUPOS DE CLASIFICACIÓN El sistema de clasificación es jerárquico. Consiste en una serie de grupos más pequeños que se organizan en grupos más grandes. Especie / Género / Familia / Orden / Clase / Fílum / Reino
  9. 12. EL SISTEMA DE LOS TRES DOMINIOS En 1990 Carl Woese, planteó la necesidad de definir un nuevo taxón, el Dominio, que estaría por encima del Reino y reagrupar a los seres vivos en 3 grandes dominios (que englobarían a los clásicos reinos). El Sistema de los Tres Dominios, propone que una célula antepasada común (progenote) dio lugar a tres tipos diferente de célula, cada una representaría un dominio. Los tres dominios son: Archaea (Archaebacterias), Bacteria (Eubacterias), y Eukarya (Eucariotas). ARCHAEA (ARCHAEBACTERIA): Son células Procariotas, tienen rRNA y regiones del tRNA claramente diferentes de Bacterias y Eukarya. Viven a menudo en ambientes extremos e incluyen a los metanógenos, halófilos extremos, y termoacidófilos. BACTERIA (EUBACTERIA): Son células Procariotas. Incluyen a mycoplasmas, cyanobacteria, bacterias Gram-positivas, y bacterias Gram-negativas. EUKARYA (EUKARYOTA): son Eucariotas. No son sensibles a los antibióticos antibacterianos tradicionales y tienen rRNA y regiones del tRNA claramente diferente de Bacterias y Archaea. Incluyen a protistas, hongos, plantas, y animales.
  10. 14. CLASIFICACIÓN DE LAS BACTERIAS: BERGEY'S MANUAL "En su segunda edición, el Bergey's Manual of Systematic Bacteriology está organizado filogenéticamente para reflejar el estado actual de la taxonomía de los procariotas". Y así, en su última revisión (Enero 2001) presenta la siguiente organización del Dominio Eubacteria:
  11. 16. DOMINIO EUBACTERIA Filum Aquificae (5 géneros) Filum Thermotogae (5 géneros) Filum Thermodesulfobacteria (1 género) Filum "Deinococcus-Thermus" (3géneros). Filum Chrysiogenetes (1 género) Filum Chloroflexi (5 géneros) Filum Thermomicrobia (1 género) Filum Nitrospira (4 géneros) Filum Deferribacteres (5 géneros) Filum Cyanobacteria (57 géneros) Filum Chlorobi (5 géneros) Filum Proteobacteria (441 géneros) Clase Alphaproteobacteria Clase Betaproteobacteria Clase Gammaproteobacteria Clase Deltaproteobacteria Clase Epsilonproteobacteria Filum Firmicutes (184 géneros) Clase Clostridia Clase Mollicutes Clase Bacilli Filum Actinobacteria (139 géneros) Filum Planctomycetes (4 géneros) Filum Chlamydiae (5 géneros) Filum Spirochaetes (13 géneros) Filum Fibrobacteres (1 género) Filum Acidobacteria (3 géneros) Filum Bacteroidetes (53 géneros) Clase Bacteroidetes Clase Flavobacteria Clase Sphingobacteria Filum Fusobacteria (7 géneros) Filum Verrucomicrobia (3 géneros) Filum Dictyoglomus (1 género)
  12. 17. ¿QUÉ ES UNA BACTERIA? Una bacteria es un microorganismo constituido por una sola célula. Es tan pequeña que sólo podemos verla a través del microscopio. Al igual que nosotros, necesita del alimento para vivir y multiplicarse. En condiciones adecuadas puede dividirse en dos cada 20 minutos; esto produce más de mil millones de bacterias al cabo de 10 horas, a partir de una sola célula. Entre los factores que afectan el crecimiento de una bacteria, los más importantes son la temperatura, la acidez o pH, la disponibilidad de agua, el oxígeno y el tiempo. BACTERIA (DEL GRIEGO, BAKTERIA = BASTÓN, VARA PEQUEÑA). Por lo general, más pequeño que el de las células eucarióticas pero existen bacterias Gigantes (>0,5 mm); Enanas (<0,1 micra); Un tamaño “típico”: 0,5 x 3 micras
  13. 19. ESTRUCTURA BACTERIANA
  14. 22. ESTRUCTURA EXTERNA
  15. 23. FLAGELOS Son sumamente delgados, que sobresalen a través de la pared celular, y se originan, al parecer, en una formación granular situada inmediatamente debajo de dicha pared, en el citoplasma. La Flagelina, Los organismos Gram Positivos tienen 2 anillos, uno en la pared de la célula y uno en la membrana de La célula. Los Gram negativos tienen 4 anillos, 2 en la pared de la célula y 2 en la membrana de la célula. Los Flagelos se aprecian al microscópio y presentan una Composición antigénica y química diferente al resto de la célula, por lo que provocan producción de Anticuerpos específicos.
  16. 26. FIMBRIAS (PILI) Muchas bacterias tienen apéndices filamentosos diferentes de los flagelos. Estos apéndices, denominados fimbrias (pelos), son más pequeños, más cortos y más numerosos que los flagelos, y no forman ondulaciones regulares como hacen éstos. Las fimbrias sólo pueden verse por microscopia electrónica. Se encuentran tanto en las bacterias que no se mueven como en las móviles, y por consiguiente, no tienen función motora. Se supone que estos pelos sirven como órganos de adherencia. Pili de un Bacilo G (-)
  17. 27. CÁPSULA Algunas células bacterianas están rodeadas de una sustancia viscosa que forma una capa que cubre o envuelve la célula y está normalmente compuesta de polisacárido, polipéptido, o ambos. Esta formación se denomina Glicocálix, cápsula o cubierta mucilaginosa. No todas las especies de bacterias producen cápsulas. Funciones de la Cápsula: (a). Adherirse a las superficies para formar colonias. (b). Antifagocitica. (c). Antigénica. (d). Proteje al organismo de La deshidratación.
  18. 28. MORFOLOGÍA
  19. 29. COCOS Micrococos, aparecen aislados y dispersos tras la división celular. Diplococos, aparecen por pares. Estreptococos, tienden a unirse formando cadenas. Estafilococos, aparecen en grupos irregulares, a veces de gran tamaño
  20. 30. BACILOS Grandes variaciones morfológicas: fusiformes, estreptobacilos, cocobacilos Espirales (Treponemas, Borrelias )
  21. 31. Spiroqueta en una lamina de sangre
  22. 32. FISIOLOGÍA BACTERIANA
  23. 33. Las llamadas Mesófilas tienen una temperatura óptima de crecimiento entre los 30 °C y 42 °C . Las Termófilas, prefieren el calor y crecen mejor entre los 55 °C y 65 °C. Las Psicrófilas prefieren el frío y su temperatura para reproducirse está entre los 10 °C y 20 °C. Las bacterias Mesófilas detienen su crecimiento alrededor de los 8°C, temperatura que no las mata; tampoco mueren a la temperatura de congelación de los alimentos Estas bacterias tienen la propiedad de volver a multiplicarse cuando regresan a temperaturas favorables. Por encima de los 60°C comienzan a alterarse; si la temperatura llega a 100°C, y se mantiene por algunos minutos, sólo sobreviven las denominadas esporas. Acidez / pH: La mayoría de los alimentos tiene un pH de alrededor de 7 o levemente ácido; aunque algunos cítricos pueden llegar a valores mucho más bajos. Un alto porcentaje de las bacterias (patógenas) que causan enfermedades crecen en un medio con un pH de alrededor de 7. Un alimento con un pH menor a 4,5 se considera, generalmente, libre de bacterias patógenas pero no necesariamente libre de hongos LA TEMPERATURA
  24. 34. EL OXÍGENO Requerido para la respiración aerobia y para la producción de energía. Los Organismos pueden clasificarse de acuerdo a sus requerimientos respiratorios: Aerobios Obligados: La Glucosa es completamente oxidada a CO 2 y H 2 O requiriendo 21% de oxígeno. Microaerófilos: El proceso metabólico es similar al de los aerobios obligados, pero requiere 1-15% de oxígeno. Anaerobio Facultativo: En presencia de O 2 , la glucosa es completamente oxidada a CO 2 y H 2 O como en los aerobios obligados. En ausencia de O 2 , la glucosa sufre glicólisis a ácido pirúvico, entonces tiene lugar la fermentación. Anaerobio Obligado: La Glucosa sufre glicolisis a ácido pirúvico, entonces tiene lugar la fermentación o respiración anaerobia en la que el oxígeno no es el aceptor final de electrones. Algunos organismos usan nitrato, sulfato o carbonato
  25. 36. DISPONIBILIDAD DE AGUA: Las bacterias están formadas por un 80% de agua y necesitan de ella para vivir, pero no les sirve si está en estado sólido (hielo) o gaseoso. Tampoco si el agua está combinada con sólidos, por ejemplo sal o azúcar. Es por esta razón que algunos alimentos son estables y no se alteran rápidamente y otros se descomponen a los pocos días. EL TIEMPO: Posiblemente el tiempo sea el factor más importante para la reproducción de las bacterias. Éstas pueden crecer a valores peligrosos en las condiciones adecuadas, pero sólo si disponen del tiempo suficiente. CARBONO: Requerido para la construcción de todas las moléculas orgánicas. Los autótrofos usan carbono inorgánico (CO 2 ) como fuente de carbono, mientras los heterótrofos usan carbono orgánico. NITRÓGENO: Obtenido de un fuente inorgánica, por ej. Nitrógeno gas (N 2 ), Nitrato (NO 3 ), Nitrito (NO 2 ), Amoníaco (NH 3 ), o de fuente orgánica, por ej. Proteínas, descomposición de aminoácidos. Muchos organismos usan gas nitrógeno para producir amoníaco. OTROS NUTRIENTES: Requeridos en pequeñas cantidades son Hierro, Azufre, Fósforo y Minerales, etc.
  26. 37. CRECIMIENTO BACTERIANO La división de la célula bacteriana se produce por un proceso asexual llamado Fisión Binaria, y el tiempo que tarda en dividirse (duplicar) se llama tiempo de Generación. El crecimiento de un cultivo se produce en 4 fases en el tiempo, tal y como se ve en el gráfico siguiente. A. FASE DE LATENCIA: Los organismos están adaptándose al ambiente (poca o ninguna división). Están sintetizando ADN, ribosomas y enzimas por descomposición de nutrientes, para ser usados posteriormente para el crecimiento. B. FASE DE CRECIMIENTO EXPONENCIAL (Logarítmica): La división se produce en una proporción constante (tiempo de Generación) pero varía con las distintas especies, con la temperatura y los medios. En este momento las células son muy susceptibles a los inhibidores. C. FASE ESTACIONARIA: La muerte y la división de los organismos están en equilibrio. La muerte es debida a la reducción de nutrientes, cambios de pH, desechos tóxicos y reducción de oxígeno. Las células son más pequeñas y tienen menos ribosomas. En algunos casos las células no muere pero no están multiplicándose.
  27. 38. D. FASE DE MUERTE O DECLINACIÓN: La población está muriendo en forma geométrica así hay más muertes que aparición de nuevas células. Las muertes son debidas a los factores de la fase estacionaria además de las enzimas líticas que se liberan cuando se lisan las bacterias. CRECIMIENTO EXPONENCIAL
  28. 39. FISIÓN BINARIA Crecimiento individual continuo, hasta que la célula se divide en dos células hijas, exactamente iguales GENÉTICA BACTERIANA
  29. 40. Fisión Binaria del Staphylococcus aureus
  30. 42. LA CONJUGACIÓN
  31. 43. Por medio de un bacteriófago (virus bacteriolítico) LA TRANSDUCCIÓN
  32. 44. LA TRANSFORMACIÓN es un proceso de transferencia de genes donde la célula bacteriana capta Dna desnudo a partir del medio, lo incorpora y expresa
  33. 45. ¿QUÉ ES UNA ENDOSPORA O ESPORA BACTERIANA? Son formas de resistencia que desarrollan ciertos bacilos y cocos Gram positivos. Entre los bacilos formadores de endosporas se encuentran las especies Bacillus (aeróbicos), Sporolactobacillus (microaerófilos), Clostridium (anaeróbicos), Desulfotomaculum (anaeróbico reductor de sulfato), Sporohalobacter (anaeróbico halófilo) y Anaerobacter (anaeróbico fijador de nitrógeno), mientras que los cocos son de la especie Sporosarcina (aeróbicos).
  34. 48. RESISTENCIA DE LAS ENDOSPORAS Las esporas bacterianas comienzan a formarse durante la fase estacionaria de crecimiento, pueden sobrevivir en ambientes adversos durante meses o años, Y una vez que las condiciones de crecimiento sean apropiadas pueden germinar y desarrollarse para formar células vegetativas, son altamente resistentes a la desecación, congelación, radiación y a la acción de ciertas sustancias químicas. El bajo contenido de agua retarda o altera las reacciones químicas que afectan al DNA. El DNA de la espora se encuentra unido a unas proteínas denominadas alfa /beta-SASP (small acid-soluble proteins) que disminuyen el daño térmico del DNA evitando la depurinización y cambian la reactividad fotoquímica del DNA Frente al UV. Las esporas presentan una elevada concentración de ácido dipicolínico que Permite complejar grandes cantidades de calcio iónico (Ca2+). El ácido Dipicolínico es una sustancia característica de la espora pero no se encuentra en la célula vegetativa.

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