estructura y función de las células bacterianas(página 4)
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© Kenneth Todar, PhD
La envoltura celular: cápsulas, paredes celulares y membranas celulares
La envoltura celular es un término descriptivo para las varias capas de material que envuelven o encierran el protoplasma de la célula. El protoplasma celular (citoplasma) está rodeado por una membrana de plasma, una pared celular y una cápsula. La pared celular es una estructura estratificada en bacterias gramnegativas., Todas las células tienen una membrana, que es la característica esencial y definitiva de una»célula».Casi todos los procariotas tienen una pared celular para prevenir el daño al protoplasto subyacente.Fuera de la pared celular, principalmente como una estructura superficial, puede ser apolisacaridecapsuleor glycocalyx.
Figura 9. Los perfiles de las células velan por las bacterias Gram-positivas y Gram-negativas. Thegam-positivewall es una capa uniformemente gruesa externa a la membrana plasmática. Se compone principalmente de peptidoglicano (mureina). El muro Gram-negativo aparece en varias capas., Consiste en una capa de peptidoglicano relativamente delgada entre la membrana plasmática y una membrana externa de fosfolípidos-lipopolisacáridos. El espacio entre las membranas internas (plasma) y externas(donde reside el peptidoglicano) se llama periplasma.
cápsulas
la mayoría de las procariotas contienen una especie de capa de apolisacárido fuera del polímero de la pared celular. En un sentido general, esta capa se llama cápsula. Una cápsula verdadera es una capa detectable discreta de polisacáridos depositados fuera de la pared celular. Un lessdiscretestructure o matriz que incrusta las células se llama un biofilm slimelayerora., Un tipo de cápsula que se encuentra en las bacterias llamadas glicocalix es una capa delgada de fibras de polisacáridos enredados que se produce en la superficie de las células que crecen en la naturaleza (a diferencia del laboratorio). Algunos microbiólogos se refieren a todas las cápsulas como glicocálix y no diferencian microcápsulas.
Figure10. Capsules bacterianos extraídos por Tinta China vistos por microscopía de luz. Esta es una truecápsula, una capa discreta de polisacárido que rodea las células. A veces las células bacterianas están incrustadas de forma más aleatoria en una matriz de polisacáridos llamada capa climática o biofilm., Las películas de polisacáridos que inevitablemente pueden estar presentesen las superficies de las células bacterianas, pero que no se pueden detectar visualmente, se llaman glicocalix.
Figura 11. Tinción negativa de streptococcuspyogenes vista por microscopía electrónica de transmisión (28,000 X). El halo alrededor de la cadena de células es la cápsula de ácido hialurónico que rodea el exterior de las bacterias. También se pueden ver los septos entre pares de células que se dividen. Micrografía electrónica de Streptococcus pyogenesde Maria Fazio y Vincent A. Fischetti, Ph. D. con permiso.,TheLaboratory of Bacterial Pathogenesis and Immunology, RockefellerUniversity.
Las cápsulas están generalmente compuestas de poliisacáridos; rara vez contienen amino azúcares o péptidos (Tabla 4).
Tabla4.,ysaccharide
Capsules have severalfunctions andoftenhave multiple functions in a particular organism., Al igual que las fimbrias,las cápsulas,las capas de limo y el glicocálix a menudo median la adherencia de las superficies celulares. Las cápsulas también protegen las células bacterianas del engullimiento por protozoos redatorios o glóbulos blancos (fagocitos), o del ataque de agentes antitimicrobiales de origen vegetal o animal. Cápsulas en certainsoilbacteria proteger a las células de los efectos perennes de secado o secación.Los materiales capsulares (por ejemplo, dextranos) pueden sobreproducirse cuando las bacterias convierten los azúcares en reservas de hidratos de carbono para su posterior metabolismo.
Figura 12. Colonias de Bacillusanthracis., La apariencia viscosa o mucoide de una colonia bacteriana suele ser evidencia de la producción de cápsulas. En el caso de B. anthracis, la cápsula está compuesta de poli-D-glutamato. La cápsula es anessentialdeterminant de virulencia a la bacteria. En las primeras etapas de la colonización y la infección, la cápsula protege a las bacterias de los ataques de los sistemas inmunoy fagocíticos.
algunas bacterias producen materiales de cal para estar aquí y flotar como masas coloniales en sus ambientes. Otras bacterias producen materiales de limo para adherirse a una superficie o sustrato.,Las bacterias pueden adherirse a la superficie, producir limo, dividirse y producir microcolonias dentro de la capa de limo, y construir un biofilm, que se convierte en un entorno enriquecido y protegido para sí mismas y otras bacterias.
un ejemplo clásico de la construcción de biopelículas en la naturaleza es la formación de placa dental mediada por el bacterium oral,Streptococcusmutans. Las bacterias se adhieren específicamente a la película de la toothpor medio de una proteína en la superficie celular. Las bacterias crecen y synthesizea cápsula de dextrano que se une al esmalte y forma un biofilmsome300-500 células de espesor., Las bacterias son capaces de separar la sacarosa (proporcionada por la dieta animal) en glucosa más fructosa. La fructosa esfermentada como fuente de energía para el crecimiento bacteriano. La glucosa se polimeriza en el polímero dextrano extracelular de inano que cementa las bacterias en el ADN dentario y se convierte en la matriz de la placa dental. El limo de dextrano puede serpolimerizado a la glucosa para su uso como fuente de carbono, lo que resulta en la producción de ácido óptico dentro de la biopelícula (placa) que descalcifica el esmalte y conduce a la caries dental o infección bacteriana del diente.
Figura 13., (Izquierda) placa Dental revelada por un tinte rojo inofensivo. http://www.medicdirect.co.uk/DentalHealth(Right) placa dental humana. Micrografía electrónica de transmisión por Marilee Sellers, Universidad del Norte de Arizona. http://www4.nau.edu/electron/TEM_img.htm
otra característica importante de las cápsulas puede ser su capacidad para bloquear algún paso en el proceso fagocítico y evitar que las células bacterianas sean absorbidas o destruidas por los fagocitos.Por ejemplo, el principal determinante de la virulencia del patógeno Streptococcuspneumoniae es su cápsula polisacárida, que previene la ingestión de neumococos por los macrófagos alveolares., El Bacillus anthracis sobrevive al engullimiento fagocítico porque las enzimas lisosomales de la fagocitapueden iniciar un ataque a la cápsula de poli-D-glutamato de la bacteria.Las bacterias como Pseudomonas aeruginosa, que construyen un biofilm hecho de limo extracelular al colonizar los tejidos, también son resistentes a los tofagocitos, que no pueden penetrar en el biofilm.
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