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1. Principiosbásicos-GéneticaTRANSCRIPT
Principios básicos en Microbiología médica.Metabolismo bacteriano
Genética bacteriana
Med. Belem Celiz Nicho
Asignatura de Microbiología 2015-II
Facultad de Medicina Humana
Universidad San Martín de Porres
Microbiología : Ciencia que estudia los microorganismos y sus interacciones con otros seres vivos y con el ambiente.
Microorganismo causal: Microbio patógeno causante de una enfermedad infecciosa determinada.M. tuberculosis : Tuberculosis
Microbiología médica
Bacteria Hongos Virus
Microorganismo patógeno: que es capaz de producir enfermedad infecciosa. (Bacillus anthracis, Vibrio cholerae)
Parásitos
¿Cómo causan enfermedad los microorganismos?
Fuente externa Flora propia
EXÓGENAS ENDÓGENA
HOSPEDERO
ENFERMEDAD
• Factores de virulencia• Ingreso • Capacidad sobrevivir
• Inmunidad• Susceptibilidad
MEDIO AMBIENTE
MICROOGANISMO
Geografía, clima, alimentación, vivienda
Bacterias
Bacteria : microorganismo procariota unicelular de tamaño variable ( 0,1-0,2µm) que se multiplica por fisión binaria.
Clasificación
Por su forma Por reacción a tinción Gram
Gram positivas Gram negativas
Estructura bacteriana
1. Citoplasma• Doble capa lipídica.• Forma- soporte: similar actina• Trasporte - producción energía• Proteínas :captar / liberan
metabolitos• Bombas de iones• No esteroides (excepto micoplasmas)
(Nucleoide)
Membrana citoplasmática
Cromosoma
Ribosoma : 70S (30 S y 50S )
2. Pared celular
2.1. Bacteria Gram positiva
o Varias capas o Peptidoglucano (PG): malla.
• Estructura- replicación- supervivencia)
• Difusión metabolitoso Polisacárido C : PS complejoo Ácido teicoico : Viabilidado Ácido lipoteicoico :
• Antígenos (serotipos)• Fijación-adherencia• Respuesta inmunitaria
(endotoxina)o Lisozima : altera PC: Protoplasto
2.2 .Bacteria Gram negativa
Membrana externao Exclusiva Gram negativao “Saco rígido”o Barrera : proteínas
grandes- sustancias hidrófobas
o Protección
Porinas: Proteínas transmembrana (difusión moléculas)
Lipopolisacárido (LPS)o Endotoxina: respuesta
inmuneo Fiebre-choque.o Neisseria:
Lipooligosacárido (LOS)
Tinción de Gram
Bacteria Gram negativa
o “Jeringa”o Factor de virulenciao Paso de sustanciaso SS I-II-III-IVo Enterobacterias, Pseudomona
Sistema de secreción de tipo III
3. Estructuras externas
Flagelo (15-20nm diámetro)
Flagelina • Motilidad• Quimiotaxis• Antigénicidad
Fimbrias- pili (Diámetro 3-8nm /largo 15-20 µm)
• Pilina• Adhesinas: Virulencia• Unión a bacterias/ huésped• Pili F (sexuales) :Transfencia
segmentos cromosómicos
Cápsula • Capa laxa: proteína o PS• Glucocalix• Virulencia• Antifagocítica• Poco antigénica• Facilita adherencia a superficies
Pared celular: Mycobacterium
Espora
Bacterias Gram positivas Estructura deshidratada (varias capas) Protección genoma bacteriano. Resistencia Estado vegetativo-estado latencia o espora (adversa) Identificación Bacillus , Clostridium
Clostridium tetani
Metabolismo bacteriano
Crecimiento bacteriano
Energía Carbono-nitrógeno Agua Elementos: K, Na, Mg, Ca,Zn, Fe Cl
(Enzimas,proteínas,lípidos,acidos nucleicos)
o Hierro (Fe) : Sideróforos
o Oxígenoo Anaerobias estrictas : Clostridium perfringens o Aerobias estrictas: Mycobaterium tuberculosis o Anaerobias facultativas ( mayoría de las bacterias)
o Bacterias autótrofas:sustancias químicas inorgánicas y CO2
o Bacterias heterótrofas : C orgánico
Metabolismo bacteriano
ENERGÍAPiruvato, AcetilCo-AOxalacetato, C, N, H2OK, Na, Mg, Ca,Cl,Fe, O2
ÁCIDOS GRASOS, AZÚCARES, AMINOÁCIDOS, NUCLEÓTIDOS
MACROMOLÉCULAS LÍPIDOS, LPS,GLUCÓGENO,MUREÍNA,ADN,ARN
ESTRUCTURAS CUBIERTA FLAGELOS-PILI-CITOSOL-NUCLEOIDE
Respiración anaeróbica
FermentaciónRespiración
aeróbica
Curva de crecimiento bacteriano
Adaptación
Crecimiento se detieneFalta de nutrientesTóxicos
Se duplica la población bacterianaIntervalos regularesSe alcanza el mayor nivel
Genética bacteriana
Genética bacteriana
o Gen : o ADN que codifica para producto específico.o Pares de bases (bp) o Kilo pares de bases (kpb)
o Genoma: o Genes de un organismo.o Cromosoma.
o Bacterias : bases ADN o Bacteriófagos- virus : ARN
GENOMA BACTERIANO
Isla de patogenicidad
Transposón
Extracromosómico: o Plásmidoo Bacteriófago
Cromosoma
Cromosoma
o ADN simple , circular, “desnudo”o ( 90%)o Haploide o Proteínas funcionaleso Compacto : “Superenrrollamiento”: o E. coli: 1300 µ largo (bacteria 1x3
µ)o Especies de Brucella : 2 ADN
circulares
Plásmidos
o Pequeños ADN circulares o Independientes(replicones)o Libres o integrados
(episoma)o Especializados: o Resistencia antibacterianoso Toxinaso Factores de virulencia.
Transposones
• Transposasa
• Transposasa• Resistencia
microbiana
o Genes saltarines (móviles)o Transferencia en mismo genoma o genoma/plásmido.o Elementos de inserción. o Gen para propia transferencia.o No tienen genes de replicación autónoma : integran al genoma
T. simple(secuencias de inserción)
T. complejos
Islas de patogenicidad (Ipa)
o Grupo de genes específicos patógenos (virulencia)
Bacteriófago
o Virus bacterianos .o Viven fuera del huésped.o ADN o ARN con envoltura
proteica .o Variedad morfológicao Estructuras “punta” : inyecta AN
en huésped.o Lisis celular ( Infección lítica)o Entran genoma bacteriano
(estado lisogénico) :toxinas
Expresión de la información
genética
1. Transcripción o ADN plantilla o ARN polimerasa dependiente de ADNo ARNm
2. Traduccióno ARNto Anticodón / Unión a codón .o Triplete incompatible con anticodón:“Señal de
detención”o Proteína se liberao Ribosoma: Desplazamiento característico.o Blanco de antibacterianos
Transcripción
CTT TTT GTT ATT CAG CAT
GAA AAA CAA TAA GTC GTA
CUU UUU GUU AUU CAG CAU
5’
3’
3’
5’
ADN molde
ARN polimerasa
5’ 3’ARN mensajero
(ARNm)
Traducción
Control de la expresión génica
o Regular-coordinar expresión génica.o Cambio coordinado (Factor sigma distinto).o Señal de grupo (Quorum sensing).o Control positivo (Proteína inductora)o Control negativo (Proteína represora)
Transferencia genética
1. Conjugación2. Transducción3. Transformación
Transferencia genética
1. Conjugación
o Plásmidoso Unidireccionalo Pilus sexualo Misma especie o
relacionada. o Resistencia
antibacteriana
Transferencia genética
2. Transducción
o Bacteriófagoso Captación y
almacenaje ADNo Genoma de fago
pasa a genoma de receptor.
Transferencia genética
o Captan e incorporan ADN a genoma.o Capacidad natural(competentes) : Streptococcus pneumoniae,
Haemphilus influenzae, Bacillus y Neisseria
3. Transformación
MUTACIÓN
Cambio secuencia ADN
Físicos : o Calor, RUV ,rayos X
Espontáneas : Mayoría
Químicoso Ácido nitroso (HNO2)o Análogos nucleótidoso Mutágenos de desfase o de lecturao Cambio de marco:
Introducen o eliminan de par de bases
Agentes externos
MUCHAS
GRACIAS