Biología Celular: Características, Microscopía y Procesos Bacterianos

Células Eucariotas y Procariotas

Diferencias en Tamaño y Estructura

• Procariotas:
  • Tamaño: Pequeñas y sencillas.
  • Núcleo: ADN sin envoltura nuclear, interacción con histonas para estabilizar el núcleo.
  • Cromosomas: 1 cromosoma de RNA circular.
  • Orgánulos: Ribosomas 70S, no asociados.
  • Traducción: Traducen todo de forma simultánea, no eliminan material genético (intrones).
• Eucariotas:
  • Tamaño: Más grandes y complejas.
  • Núcleo: ADN con envoltura nuclear.
  • Cromosomas: Múltiples cromosomas lineales.
  • Orgánulos: Ribosomas 80S, libres o asociados al retículo endoplasmático. Pueden tener ribosomas 70S en mitocondrias.
  • Traducción: No traducen todo, eliminan intrones.

Microscopía

Tipos de Microscopios

• Simples: Único sistema de lentes.
• Compuestos: Lente objetivo y ocular. Objetivo seco o de inmersión.

Microscopio Óptico

1. De campo claro: Dos series de lentes. Se ve gracias al contraste entre la muestra y el medio.
2. Contraste de fases: Se ve el relieve, diferencias en el índice de refracción célula-medio desvían la luz.
3. Campo oscuro: Iluminación lateral de la muestra. Todo oscuro, excepto las estructuras con alto índice de refracción.
4. Fluorescencia: Muestras capaces de captar una longitud de onda antes de incidir en ellas una luz de longitud de onda inferior.
5. Otras adaptaciones: Para medir o cuantificar una estructura (medición a escala graduada, recuento).

Microscopio Electrónico

Utiliza electrones y lentes electromagnéticas. Poder de penetración bajo. Los electrones son recogidos y proyectados en una pantalla.

Técnicas de Coloración

• Simples: Un colorante para aumentar el contraste.
• Diferenciales: Para distinguir entre microorganismos.

Tinción de Gram

1. Fijar con calor.
2. Violeta cristal 1 minuto (tiñe todo).
3. Lugol 1 minuto (fijador).
4. Decoloración con alcohol (solo queda teñido Gram+).
5. Safranina 1 minuto (tiñe Gram-, ya que Gram+ ya está fijada con el Lugol).

Técnica de Ziehl-Neelsen para Micobacterias

1. Extender y fijar.
2. Carbol fucsina + calor 5 minutos.
3. Enfriar. Si queda fucsina, calentar.
4. Limpiar con agua.
5. Decolorar con ácido clorhídrico y etanol.
6. Limpiar con agua (detiene la coloración).
7. Azul de metileno 1 minuto.
8. Limpiar con agua.

Tinción Específica de Esporas (Método de Wirtz-Conklin)

1. Extender y fijar.
2. Verde malaquita 5 minutos.
3. Enfriar.
4. Limpiar con agua (la espora sigue estando verde, la célula vegetal no).
5. Safranina 1 minuto.
6. Limpiar con agua.
7. Secar.

Anticuerpos

Macromoléculas proteicas (glucoproteínas) que impiden la agresión de bacterias. Muy selectivas, producidas por plasmocitos. Intentan neutralizar los antígenos.

Para conocer el lugar de unión:

1. Anticuerpo + marcador: Emitirá radiación, permitirá localizarlo.
2. Marcar un antígeno para reconocer algún anticuerpo.

Membrana Plasmática

Presente en procariotas y eucariotas. Envoltura celular. Equilibrio interno y externo. Bicapa de fosfolípidos, ácidos grasos apolares en el interior. Proteínas con función enzimática y estructural. Permite la comunicación inter-externa, intercambio químico y respuesta a estímulos.

Diferencias en Composición

• Procariotas: Opanoides.
• Eucariotas: Esteroles (ergosterol, fitoesterol y colesterol). Excepto en micoplasmas (esterol).

Transporte

• Pasivo: De zonas de mayor concentración a menor concentración.
  • Difusión pasiva: Moléculas muy pequeñas (agua, oxígeno, dióxido de carbono), sin necesidad de proteínas.
  • Difusión facilitada: Actúan proteínas transmembrana (uniporte, antiporte y simporte).
• Activo: En contra del gradiente de concentración. Aporte de energía.
  • Sistema ABC:
    1. Proteínas de unión se ligan al sustrato.
    2. Proteínas de unión liberan el sustrato atravesando la membrana por hidrólisis de ATP.
  • Translocación de grupos.

Estructuras de Movilidad Bacteriana

• Tipos de flagelos: Monotricia, lofotricia, anfitricia, peritricia.
• Componentes del flagelo: Ensamblador, filamento, junta, gancho, vástago, anillos L y P, motor B y A, canal protónico, anillos S, M y C, aparato exportador de proteínas tipo 3, flagelina, chaperonas.
• Fimbrias: Única proteína que permite la adhesión.
• Pili sexual: Puente durante la conjugación, transfiere información genética no cromosómica.
• Glicocáliz: Fijación del microorganismo al hospedador. Resistencia a ser fagocitado por el sistema inmunitario y resistencia a la desecación.
• Endosporas: Resistencia a agentes fisicoquímicos. No gasta energía. Latente. Capaz de germinar y dividirse.
• SASPs: Proteínas ácidas solubles que protegen el ADN.
• Formación de endosporas: Sistema de proteínas específicas. Activación de genes, respuesta a estímulos ambientales. Las proteínas codificadas por estos genes catalizan cambios. Deshidratación y formación de SASPs.
• Germinación: Activación por calentamiento. Germinación con pérdida de la capa de resistencia, degradación de SASPs. Crecimiento (se hincha).
• Taxias: Sistema de respuesta sensorial que dirige la función flagelar y se regula químicamente.
  • Quimiotaxis.
  • Fototaxis y escotofobotaxis: La oscuridad afecta al estado energético de la bacteria e invierte su sentido.

Parasexualidad Bacteriana y Mutaciones

Recombinación de material genético en un ADN nuevo.

1. Transformación: ADN donador en estado libre en el ambiente. Captación de moléculas o fragmentos de ADN incorporándolos al cromosoma. La bacteria debe estar en una determinada fase de crecimiento. Proteínas para transformar la molécula. Gasto de energía. ADN cortado por endonucleasas. Necesidad de una zona homóloga.
2. Transducción: ADN donador a través de un virus. El virus infecta la célula huésped con una bacteria.
   • Ciclo lítico: El fago toma el control, síntesis de componentes virales y lisis.
   • Ciclo lisogénico: El fago no toma el control, el genoma permanece en la célula huésped duplicándose de forma latente (genoma viral).
   • Tipos de transducción:
     • Generalizada: Durante el ciclo lítico, un trozo de ADN de la bacteria se empaqueta en la cápside de un fago. Trozos que tengan el tamaño del ADN vírico.
     • Especializada: Error en el ciclo lisogénico. El fago abandona el cromosoma de la célula huésped y escisión incorrecta con porción de ADN bacteriano.
3. Conjugación: Contacto célula-célula. Presenta un plásmido conjugativo que tiene la célula donadora.

Mutaciones en Microorganismos

• Micromutaciones: Nucleótidos en número reducido. Sustitución por bases (neutra, con sentido erróneo, sin sentido). Desplazamiento (inserción +1, deleción -1).
• Macromutaciones: Deleción, duplicación, inversión, inserción y translocación de fragmentos cromosómicos.