Diferencias entre Células Procariotas y Eucariotas

Las células procariotas se distinguen por la ausencia de membrana nuclear y nucléolo, características presentes en las células eucariotas. El ADN en procariotas es una molécula simple, neutralizada con poliaminas y magnesio, y son organismos haploides. En eucariotas, el ADN está compuesto por varios cromosomas, neutralizados con histonas, y son organismos diploides. Las células eucariotas se dividen por mitosis y se reproducen por meiosis.

Las procariotas presentan una membrana plasmática sin esteroles, excepto los micoplasmas, mientras que las eucariotas sí presentan esteroles. Las membranas internas en procariotas son simples, con mesosomas, y en eucariotas son complejas (RE y Golgi). Los ribosomas de las procariotas son 70S, y en las eucariotas son 80S, salvo en las mitocondrias. Las procariotas no presentan orgánulos. La respiración en eucariotas se realiza en las mitocondrias, y en procariotas en los mesosomas. La movilidad de las procariotas es a través de flagelos, y en las eucariotas a través de flagelos y cilios. El tamaño de las procariotas varía de 1 a 8 micras, y en las eucariotas de 2 a 100 micras.

Elementos Obligados en Procariotas

Membrana Citoplasmática

Bicapa lipídica con proteínas de transporte. Controla la permeabilidad y transporte de nutrientes y pequeñas moléculas. Produce energía mediante hidrólisis de ATP y gradiente de protones, y forma estructuras membranosas internas (mesosomas).

Citoplasma

Compuesto por 80% de agua, proteínas, azúcares y lípidos.

Nucleoide

Un solo cromosoma circular, covalente y cerrado, que se transmite de madres a hijas.

Genoma Bacteriano

Consiste en un cromosoma y, en ocasiones, plásmidos, que son pequeños fragmentos de ADN con información genética. Los plásmidos tienen tamaño variable, replicación independiente del cromosoma y pueden integrarse al cromosoma o pasar de una bacteria a otra por conjugación. La información patógena suele estar en estos plásmidos. También existen profagos o fagos, que son virus que se incorporan a las bacterias y su ADN se une al de la bacteria.

Pared Celular

Exclusiva de los procariotas, formada por peptidoglicano (proteínas y azúcares) que da forma a la bacteria. Es distinta en bacterias Gram positivas y Gram negativas, lo que influye en la selección de antibióticos.

Composición del Peptidoglicano

Azúcares (N-acetilmurámico y N-acetilglucosamina unidos por enlaces beta 1-4) y péptidos distintos en Gram positivos (L-alanina, D-glutamínico, L-lisina y D-Alanina) y negativos (lisina reemplazada por diaminopimélico) que unen los azúcares.

Diferencias entre Gram Positivos y Gram Negativos

Los Gram positivos (como Staphylococcus aureus) tienen un peptidoglicano mucho más grueso que los Gram negativos. Además, presentan ácidos teicoicos (polialcoholes y fosfatos) y lipoteicoicos (si llegan a la membrana citoplasmática), exclusivos de los Gram positivos.

En los Gram negativos, el peptidoglicano es más fino y tienen dos membranas citoplasmáticas: una interna y otra externa, con el peptidoglicano entre ambas, formando un espacio periplasmático. Los Gram negativos también presentan un lipopolisacárido (LPS) cuya composición varía según la cepa y especie. En infecciones, el sistema inmunitario detecta este LPS (endotoxina), produciendo fiebre. El LPS tiene un polisacárido de tres, cuatro o cinco hexosas y lípido A unido a ácidos grasos.

Elementos Optativos en Procariotas

• Flagelos
• Fimbrias
• Pili
• Cápsula
• Glicocálix
• Esporas Bacterianas

Curva de Crecimiento Bacteriano

Las bacterias se dividen exponencialmente. Inicialmente, hay una fase de adaptación al medio, seguida de una fase logarítmica de crecimiento hasta que las condiciones dejan de ser adecuadas. Luego, hay una fase estacionaria donde las bacterias sobreviven en condiciones ambientales diversas, y finalmente, se produce la muerte.

Adquisición de Nuevos Genes

• Transformación: Introducción de ADN desnudo.
• Conjugación: Síntesis de pilis para transmitir información genética a otra célula. El ADN pasa en una cadena que engaña los sistemas de restricción de la bacteria receptora, con una alta frecuencia de transmisión.
• Transducción: Transferencia de material genético entre dos bacterias sin contacto célula-célula, mediada por un bacteriófago. En la transducción especializada, el fago está insertado en un punto específico del cromosoma (célula lisógena) y puede arrastrar algún gen adyacente al desinsertarse. En la transducción generalizada, el fago puede movilizar cualquier fragmento del cromosoma.

Incorporación de Nuevos Genes al Genoma

• Recombinación Homóloga: Incorporación de ADN de otras bacterias, con intercambio de pares de bases mediado por la proteína RecA, que facilita la recombinación al encontrar un gen homólogo.
• Transposición: Los transposones son fragmentos de ADN que codifican una proteína (transposasa) capaz de transponer, permitiendo a la bacteria adquirir atributos de supervivencia y resistencia.
• Recombinación Sitio-Específica: Mediada por proteínas específicas que insertan un gen en un sitio determinado, reconociendo secuencias específicas.

Germinicidas, Antisépticos y Desinfectantes

• Germinicida: Agente químico o físico que destruye microorganismos (calor, filtración, irradiación).
• Antisépticos: Etanol, Hg, AGNo3, I2 (Betadine).
• Desinfectantes: Fenoles, bisfenoles, detergentes catiónicos, CuSo4, Gas cloro. Óxido de etileno para esterilizar.

Antibióticos

Antibióticos Naturales

• Beta-lactámicos: (Penicilinas o cefalosporinas) Actúan sobre la síntesis de la pared celular.
• Aminoglicósidos: (Estreptomicina) Actúan contra los ribosomas, inhibiendo la síntesis proteica (contra el 30S).
• Tetraciclinas: Actúan sobre el 30S.
• Macrólidos: Actúan contra el 50S.
• Anfenicoles: Actúan sobre la síntesis proteica.
• Rifamicinas: Actúan contra la DNA-polimerasa (tuberculosis).

Localización de Genes Implicados en la Resistencia a Antibióticos

• Cromosomas: Resistencia por mutación de genes esenciales (componentes de ribosomas, ADN girasa) o genes de resistencia no esenciales (heredados de bacterias madres a hijas).
• Extracromosómicas: Genes de resistencia no esenciales, transmitidos a través de plásmidos (un transposón pasa a un plásmido y desde ahí puede «infectar» a otras bacterias).

Quimioterapéuticos de Síntesis

• Sulfamidas: Interfieren en la síntesis de ácidos nucleicos.
• Quinolonas: Actúan sobre las DNA polimerasas, impidiendo el superenrrollamiento del ADN bacteriano.

Postulados de Koch

• El microbio debe estar presente en todos los casos de la enfermedad.
• El microbio debe aislarse del enfermo en cultivo puro.
• La enfermedad debe reproducirse al inocular el cultivo puro en un huésped sano.
• El microbio debe ser recuperado del huésped inoculado experimentalmente.

Postulados Moleculares de Koch

• El gen o su producto debe encontrarse en todas las bacterias que causan enfermedad.
• La interrupción del gen en una cepa virulenta debe reducir su virulencia.
• El gen debe ser expresado por la bacteria en algún momento durante la infección.
• Los anticuerpos contra el producto del gen deben ser protectores.

Patogenicidad Bacteriana

• Capacidad de colonización
• Capacidad de penetración
• Capacidad de multiplicación
• Interferencia con los mecanismos de defensa
• Capacidad de producir lesión a través de la toxina

Determinantes de Patogenicidad

Implicados en la colonización e invasión del huésped, causando daño:

1. Adherencia
2. Cápsula
3. Toxinas y enzimas
4. Capacidad de sobrevivir intracelularmente

Endotoxinas y Exotoxinas

• Endotoxinas: Polisacárido de la pared bacteriana (Gram -), poco antigénicas, poco tóxicas, pirógenas y cromosómicas. No existen vacunas.
• Exotoxinas: Proteínas excretadas por la célula (Gram + como Staphylococcus), muy antigénicas y tóxicas. Son plásmidicas y fágicas. Existen anatoxinas o vacunas.

S. Epidermidis, saprophyticus,hominis. Campylobacter. jejuni, coli, fetus(sepsis, los ortros 2 GeA) clostridium: perfringens, septicum, hystoliticum: infecciones en tejidos blandos. Difficille: Colitis psudomembranosa. Treponema: pallidum sub pallidum, sub endemicum, pertenue, carateum. Mycobacterium: tubercculosis, africanum, bovis, microt (raton) i, caprae, pinnipedii(focas) Atipicas: M.fortuitum, kansasii, marinum, scrofulaceum, ulcerans

BGN: B.fragilis. bilophila, F.nucleatum. F.necroforum. P.gingivalis. P.melaninogenica. BGP+: actinomyces, mobiluncus, P. acnes. CocosG-; Peptoestreptococcus. p. asacharolyticus. CocosG-: V.parvula.