Introdución y generalidades bacterias

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Bacterias: introducción y generalidades
DÉCADA DE 80: paradigma clasico
· PARADIGMA CLÁSICO: la clasificación natural de los seres vivos comprendía sólo dos grandes clases de organismos que se diferenciaban profundamente a nivel de su estructura y organización celular: 
· PROCARIONTES: células que no presentaban el material genético contenido en una membrana nuclear
· EUCARIONTES: células que presentaban núcleos. 
· Además, estas clases de organismos eran agrupadas en los 5 reinos:4 eucariontes clasificados en protistas, Hongo, Plantae y Animalia y 1 uno procarionte clasificado en Monera.
INÍCIOS DE LOS 80: NUEVO TIPO DE SER VIVO
· 1978: se descubre un nuevo tipo de seres vivos: llamados primeramente arquibacterias. Actualmente denominado ARQUEA.
· 1990: se plantea que la evolución habría ocurrido en linajes filogenéticos principales, y no en dos clases como postulaba el paradigma clásico. 
· NUEVA VISIÓN: consideraba a las arqueas como una tercera forma de vida. Se hizo estudio y comparación del ADN, de sectores que comparaban material genético de ciertas secuencias (conocido como relojes moleculares), tales como el ARNr y algunas proteínas conservadas, o sea, sectores con pocas modificaciones que permiten comparar los seres vivos entre si mirando secuencias de zonas particulares. 
· RESULTADO: nueva clasificación que demuestra que ahora todos los seres vivos no se clasificaban en reinos sino en dominios, surgiendo tres dominios: Eucaria (eucariota) y Arquea y Bacteria(procariotas).
· ARQUEA Y BACTERIA: menor complejidad en relación a Eucaria, pero pueden vivir en hábitats extremos
· EUCARIA: de este dominio derivan todos los organismos eucariontes unicelulares y multicelulares.
COMPARACION CÉLULA EUCARIOTA Y PROCARIOTA
· CÉLULA PROCARIOTA: notablemente más pequeña que la célula eucariota. Es importante entender la escala del micrón: unidad de longitud equivalente a una milésima parte de un milímetro.
· RIBOSOMAS: funcionalmente son iguales y ambos participan en la traducción del ARNm para la síntesis de proteínas, pero no están conformadas de la misma manera: hay proteínas ribosomales y de ARNr diferentes. 
· La clasificación de los ribosomas en 80s (eucariotas) y 70s (procariotas) deriva de un experimento de centrifugación, en el cual las partículas precipitan, presentando un valor determinado de coeficiente de sedimentación, que le es propio dependiente su masa y forma de la partícula. Por esto mismo el ribosoma procariota cuando está constituido por las subunidades (mayor y menor) tiene un valor de 70s, pero sus partes por separado presentaran 50s y 30s debido a su forma.
	CARACTERÍSTICAS
	EUCARIOTAS
	PROCARIOTAS
	TAMAÑO
	>5 um
	0,5-3 um
	NÚCLEO
	Clásico
	Sin membrana nuclear
	CROMOSOMAS
	Cadenas de ADN, diploide
	ADN único y circular, haploide
	CITOPLASMA
	Posee mitocondria, Golgi, R. endoplasm
	No posee mitocondria, Golgi y R. endoplasm
	RIBOSOMAS
	80s(60s+40s)
	70s (50s+30s)
	MEMBRANA
	Contiene esteroles
	No contiene esteroles
	PARED CELULAR
	Solo presente en hongos
	Estructura compleja
	REPRODUCCIÓN
	Dos formas
	Asexual por fisión binaria
	MOVIMIENTO
	Flagelos complejos
	Flagelos simples
	RESPIRACIÓN
	Vía mitocondria
	Vía membrana citoplasmática
IMPORTANCIA de CONOCER las bacterias
· Las bacterias son responsables de millones de muerte a nivel mundial. Entre algunas enfermedades infecciosas bacterianas encontramos la difteria, cólera, tuberculosis, sífilis, tétanos, tos ferina y fiebre tifoidea.
· METABOLISMO DIVERSO: lleva a cabo funciones como fijación de nitrógeno (conversión de nitrógeno gaseoso a amonio), la fijación de una cantidad importante de CO2, la metanogénesis (producción biológica de metano), así como la reducción de azufre y hierro. 
· PRODUCCIÓN DE ANTIBIÓTICOS: bacitracina, cefalosporina, cloranfenicol, cicloheximida, lincomicina, nistatina, penicilina, polimixina B y estreptomicina.
· INGENIERÍA GENÉTICA: vacunas virales (citomegalovirus, hepatitis B, sarampión, rabia); proteínas y péptidos (insulina, factor estimulante del crecimiento, interferón alfa, interferón beta, factor de necrosis tumoral); vegetales y animales transgénicos; regulación y terapia génicas
MICROBIOTA
· INTESTINO: posee aproximadamente un billón de microorganismos por mililitro de contenido fecal y alberga entre 500 y 1000 especies bacterianas distintas, siendo distinto de persona a persona. La mayoría pertenece al dominio Bacteria. 
· Implicada en una gran variedad de funciones en el hospedero, involucrando cambios en el epitelio intestinal, modulación inmune, movimiento intestinal y el metabolismo de algunas drogas. Involucrada en la degradación de algunas toxinas y carcinógenos que se ingieren en la dieta, síntesis de micronutrientes, fermentación de sustancias del alimento, ayuda en la absorción de electrolitos y minerales.
· Previene la colonización del intestino por bacterias patógenas como E.coli, Salmonella, Clostridium y Shigella.
· OBESIDAD: se ha sugerido que la microbiota intestinal de algunas personas tiene una eficiencia metabólica específica y que ciertas características en la composición de la microbiota pueden predisponer a obesidad.
clasificación bacteriana
· Las bacterias se pueden clasificar según su aspecto macroscópico y microscópico, por el crecimiento y las propiedades metabólicas características, por su antigenicidad y por su genotipo.
morfología celular
· Se refiere a las distintas formas que pueden presentar las bacterias. Sus células pueden se mantener juntas luego de la división, formando grupos o pueden estar aislados.
· Las bacterias no presentan color: para poder visualizarlas hay que colorearlas o teñirlas. La diferencia en los colores radica en diferencias estructurales de ambos tipos celulares 
· No es un buen indicador para predecir propiedades celulares
· Ej: bajo el microscopio muchos cocos del dominio Bacteria son iguales a los cocos del dominio Arquea
· FORMA CELULAR: es una característica genéticamente determinada para maximizar la aptitud biológica en un ambiente particular.
· DIMENSIONES MÁS TIPICAS: son de 1 x 2 µm (en promedio las células eucariotas pueden tener diámetros de 10-200 µm) 
· Las bacterias que carecen de pared celular tienen gran plasticidad (micoplasmas) y adoptan una variedad de formas.
IDENTIFICACIÓN
· SEROTIPADO: se distingue una cepa concreta de bacterias con el uso de anticuerpos que detectan antígenos característicos en las mismas. Estas pruebas serológicas se pueden emplear también para identificar organismos difíciles o demasiado peligrosos para cultivo en laboratorio, asociados con síndrome patológico especifico o que se deben identificar con rapidez.
· ANÁLISIS DE MATERIAL GENÉTICO: método más exacto, distinguen las bacterias mediante la detección de secuencias del ADN. Entre las técnicas se incluye la hibridación del ADN, la amplificación mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR). La aplicación más frecuente es el análisis rápido de las secuencias de ácidos nucleicos de segmentos específicos dentro de todo el cromosoma de la bacteria.
CITOPLASMA
· El citoplasma contiene ADN cromosómico, ARNm, ribosomas de menor tamaño. También se encuentran todas las enzimas necesarias para división y metabolismo bacterianos. No presenta mitocondrias, retículo endoplásmico ni Golgi.
· BASE DEL CITOPLASMA: parecida a un gel en la que se identifican vitaminas, iones, agua, nutrimentos, desechos, el nucleoide y plásmidos.
· 
membrana citoplasmatica
· Barrera delgada que se encuentra debajo de la pared celular, es la capa más interna y separa el interior (citoplasma) de la célula del ambiente externo.
· QUÍMICAMENTE: es una bicapa lipídica fluida compuesta principalmente por fosfolípidos (al igual que en las células eucariotas). Presenta otros tipos de lípidos como los hopanoides que son similares a los esteroles (con excepción de los micoplasmas). También presente glicoproteínas o lipoproteínas
· La gran cantidad de solutos disueltos genera una gran presión osmótica. Para soportar esta presión y evitar la lisis celular, muchasbacterias presentan una pared celular.
· FUNCIONES: transporte de sustancias (permeabilidad selectiva), comunicación celular, fosforilación oxidativa en los organismos aeróbicos, liberación de enzimas hidrolíticas y participa en funciones que en una célula eucariota estarían especializadas en una organela en particular. Por ejemplo: hay pliegues internos de la membrana en las cuales se realiza la respiración celular (función que en una célula eucariota se realiza en la mitocondria).
· Las membranas citoplasmáticas de la mayor parte de los procariotas están rodeadas de unas rígidas capas de peptidoglucano (mureína): polisacárido y aminoácidos
PARED CELULAR
· A parte de protegerla de la lisis, la pared confiere forma y rigidez a la célula. Esta se encuentra por fuera de la membrana citoplasmática, rodeando la célula 
· Los componentes de la pared celular son exclusivos de las bacterias, y su estructura repetitiva se une a receptores tipo TOLL de las células humanas para desencadenar respuestas protectoras innatas.
· Las bacterias a partir de las características se sus paredes se dividirse en 2 grandes grupos: Gram + y Gram -. 
· Uno de los componentes principales es el peptidoglucano: polisacárido compuesto de 2 azúcares y algunos aminoácidos
PEPTIDOGLUCANO: COMPOSICIÓN QUÍMICA
· El peptidoglucano presenta una parte polisacárida compuesta por repeticiones de un disacárido formado por N-acetil muramico y N- acetil glucosamina unidos mediante enlace beta 1-4. Y una parte constituida por un tetrapeptido, o sea, 4 aa. 
· Distintas cadenas de PG se unen entre sí por enlaces peptídicos entre tetrapéptidos de cadenas diferentes 
 
TINCIÓN DE GRAM/ tipificación bacteriana
· La tipificación bacteriana se basa en estudiar las características bacterianas mediante algunas técnicas
· TINCIÓN DE GRAM: es una prueba rápida que permite distinguir entre las dos clases fundamentales de bacterias: GRAM+ y GRAM-
· La mayor parte de las bacterias puede ser ubicada en uno de estos dos grupos o en un tercero, de acuerdo a la ácido-alcohol resistencia que presenten (Ziehl-Neelsen).
· La técnica se basa en las diferencias físicas fundamentales de la pared celular y emplea colorantes catiónicos (cristal violeta y safranina), que se combinan con elementos cargados negativamente.
· Por lo tanto, la tinción de Gram, nos va a permitir colorear a las bacterias en función al tipo de pared que presentan:
· GRAM +: presentan múltiples capas de peptidoglucano, generando una gruesa pared de peptidoglucano, se van a colorear de violeta.
· GRAM -: pared formada por una fina capa de peptidoglucano, seguido de una membrana externa, se van a colorear de rosado. 
· 
GRAM POSITIVAS
· Pared gruesa con varias capas de peptidoglucano (formado por los azúcares N-acetilglucosamina más N-acetilmurámico y un tetrapéptido) que retienen el cristal violeta utilizado en la tinción de Gram.
· Las bacterias grampositivas cuentan con tres capas externas: cápsula (en algunos casos), pared celular gruesa y membrana citoplásmica]
· Muchas bacterias G+ pueden presentar ácidos teicoicos (polialcohol) en su pared. Se pueden enlazar covalentemente al acetil murámico o bien unirse a los lípidos presentes en la membrana citoplasmática, generando el ácido lipoteicoico. Los ácidos teicoicos están cargados negativamente, contribuyendo a la carga negativa de la pared celular Gram-positiva.
· ÁCIDO TEICOICO Y LIPOTEICOICO: son antígenos de superficie que diferencian a los serotipos y favorecen la adherencia. Ausentes en GRAM-. Son factores de virulencia
· Algunas células procariotas no presentan pared celular: los Micoplasmas (bactérias patógenas intracelular) y los Thermoplasma (Arquea)
· LISOZIMA: enzima que puede destruir el peptidoglucano, haciendo su y catalizando la hidrólisis de las uniones beta 1,4 entre los residuos de ácido N-acetilmurámico y N-acetil-D-glucosamina. Al debilitar la rigidez de la pared, la gran presión osmótica que sufre la célula generando su lisis. Sirve de defensa frente infecciones bacterianas y se encuentra en secreciones de animales, como lágrimas y saliva.
GRAM NEGATIVAS
· Las bacterias gramnegativas presentan cápsula (algunas), una pared celular delgada de peptidoglucano en el espacio periplásmico, una membrana externa (que equivale al lipopolisacárido) y una membrana interna (citoplasmática).
· ESPACIO PERIPLÁSMICO: entre la membrana interna y la membrana externa, posee proteínas de unión para los sustratos específicos, enzimas proteolíticas y quimiorreceptores. Es una solución densa, con alta concentración de macromoléculas. Participa en la regulación de la osmolaridad con respecto al medio externo.Esta membrana es efectivamente una segunda bicapa lipídica, pero no está construido únicamente de fosfolípidos y proteínas. También contiene un polisacárido unido a un lípido, denominado LPS.
· LIPOPOLISACÁRIDO(LPS): constituido por tres partes bioquímicamente diferentes: una cadena de azúcares, el polisacárido llamado antígeno somático u “O”, se utiliza para tipificar cepas bacterianas, una porción lipídica, el lípido A, que está anclado a los lípidos de la membrana) y es tóxico para el humano y animales. Entre ambos se encuentra el polisacárido central, llamado core. El LPS favorece la adherencia bacteriana a las superficies y también es de relevancia biológica dado que es toxica para los animales. Es una endotoxina que genera una fuerte respuesta inmunológica, activando linfocitos B, induciendo liberación de interleucina 1 y 6, factor de necrosis tumoral.
· La pared celular de las gram - está atravesada también por distintos sistemas de transporte, que incluyen los dispositivos de secreción de tipos I, II, III, IV y V. Estos sistemas de transporte aportan mecanismos para la captación y liberación de distintos metabolitos y otros compuestos.
BACILOS ÁCIDO-ALCOHOL RESISTENTE (BAAR)
· Presentan una pared compuesta de una capa muy delgada de peptidoglucano, una gran cantidad de lípidos (60%), principalmente ácidos micólicos, responsables en parte de la acido-alcohol resistencia, así como de la hidrofobicidad y de la consistencia "de cera" de estos microorganismos. Ej: Mycobacteriun
· La capa lipídica es antifagocítica y responsable de la virulencia de estas bacterias.
· Los peptidoglucanos les confieren una forma estable e impiden la ósmosis lítica. 
· La técnica que se utiliza para teñir estas bacterias, se denomina de Ziehl-Neelsen y es una mezcla de fucsina básica y fenol, calor y contraste con azul de metileno; al finalizar la técnica, los organismos ácido-alcohol resistente se aprecian rojos, mientras que el fondo se tiñe de azul.
ESTRUCTURAS DE LA SUPERFICIE CELULAR
1. GLICOCÁLIX/CÁPSULAS: cubierta formada por polisacáridos y proteínas. La cápsula es bien estructurada y adherida a la célula mientras el glicocálix tiene estructura mal definida y adhesión débil. FUNCIÓN: adhesión a superficies (biopelículas), constituye una barrera de protección contra fagocitosis y anticuerpos, impide la desecación y la acción de otros agentes, favorece la formación de biofilms. Es una barrera de difusión ante algunos antibióticos. 
a. Ejemplos: Streptococcus pneumoniae y Haemophilus influenzae
2. BIOFILMS O BIOPELÍCULAS: las bacterias tienen la capacidad de agruparse en cúmulos, adherirse a superficies, ingresar y compartir los nutrientes disponibles. Estas comunidades son masas de bacterias y sus productos extracelulares capaces de fijarse a superficies bióticas y abióticas generalmente húmedas y con materia orgánica. Los ejemplos de biopelículas incluyen la placa dentaria en caso de mala higiene bucal, donde Streptococcus mutans se fija a la superficie de los dientes junto a la bacteria Actinomyces mediante el glicocálix, debido a que una enzima producida por S. mutans, convierte la glucosa en un polisacárido viscoso denominado dextrano, que forma el glicocálix, constituyendo de esta forma, la placa dentaria.
3. PILI/FIMBRIAS: estructuras más delgadas y cortas que actúan como órganos de fijación entre células, se localizan en la parte externade las bacterias. También relacionados con la formación de biopelículas y la conjugación (pilis sexuales).Son factores de relevancia en la colonización. 
a. Ejemplo: las fimbrias de Streptococcus pyogenes contienen el principal factor de virulencia, la proteína M.
4. FLAGELO: son propulsores formados de apéndices largos y filamentosos con subunidades proteicas enrolladas (principal es flagelina), confiere movilidad a las bacterias. Su ubicación puede ser variada: peritrica, polar y lofotrica. Posee forma helicoidal y se unen a las membranas de las bacterias mediante el gancho y su cuerpo basal. FUNCIÓN: desplazamiento de la célula mediante movimientos variables de rotación. Son muy antigénicos.
GENOMA
· El cromosoma consta de una única molécula circular de doble cadena que no está contenida en un núcleo, sino en una zona conocida como nucleoide. Este cromosoma carece de histonas. Mayoría posee un solo cromosoma, es decir, son haploides.
· En general contienen plásmidos, que son moléculas extra cromosómicas circulares más cortas de ADN, que contienen genes asociados a resistencia a antibióticos o genes relacionados con factores de virulencia.
 
· Las bacterias pueden intercambian material genético mediante tres mecanismos: transformación, conjugación y transducción.
· ISLAS DE PATOGENICIDAD: son secuencias de DNA que contienen genes asociados a virulencia y pueden estar tanto en plásmidos, como en el cromosoma bacteriano. Poseen también elementos genéticos móviles, como transposasa e integrasas, que les permiten insertarse en ciertos sitios dentro del genoma bacteriano. Entre los genes de virulencia asociados a estas islas de patogenicidad tenemos: adherencia, producción de toxinas, invasividad, resistencia a antibióticos y formación de biopelículas.
· BACTERIÓFAGOS: son parásitos intracelulares (virus) de bacterias. Están constituidos por DNA o RNA y proteínas. Si lisan a la bacteria infectada se habla de una infección lítica; si se integran al genoma bacteriano y se encuentran en estado quiescente (profagos con el potencial de producir fagos) se habla de una bacteria en estado lisogénico. 
ELEMENTOS GENÉTICOS MÓVILES
1. PLÁSMIDOS: son considerados como elementos genéticos móviles/extracromosomales, son pequeños fragmentos circulares de doble cadena de DNA que se mantienen en un número estable y contienen los genes necesarios para replicarse y para su transferencia a otras células, así como para sintetizar toxinas, algunas estructuras de superficie (adhesinas) y para la resistencia a antibióticos (plásmidos R). Debido al proceso de conjugación pueden ser transferidos a otra célula horizontalmente. En el proceso de conjugación se genera un Pili sexual, que es una estructura proteica que logra comunicar a dos células, por la cual se transmite una copia del plásmido de la célula que lo contenía. Así es como nuevas células podrían adquirir resistencia a antibióticos que tenía la célula donante.
2. TRANSPOSONES: son secuencias de DNA con capacidad de cortarse y moverse de manera autosuficiente a diferentes partes del genoma de una célula, un fenómeno conocido como Transposición. Llamamos así a fragmentos de ADN flanqueados por secuencias que tienen la capacidad de cortarse y poder moverse. Es como cortar la secuencia y pegarla en otro lugar. Esto puede suceder en el mismo cromosoma, o entre el cromosoma y un plásmido. De esta manera si un gen que se encontraba en el cromosoma, forma parte de un transposón, entonces puede ser transferido a un plásmido, y este puede ser transmitido por conjugación a otra célula, generalmente de la misma especie. Los transposones dan lugar a mutaciones, ya sea por inserción o pérdida de genes o diseminación de los mismos entre células. Cabe señalar que en los transposones se encuentran habitualmente los genes que determinan la síntesis de toxinas, factores de adhesión, virulencia o resistencia a algunos antibióticos
 
3. INTEGRONES: son elementos genéticos capaces de captar y expresar genes en casetes de resistencia a antibióticos. Tanto los transposones como los integrones pueden estar integrados en plásmidos y/o en el cromosoma bacteriano
TRANSFERENCIA GENETICA
· El intercambio de material genético entre las células bacterianas puede tener lugar a través de uno de los tres mecanismos siguientes:
· 1)CONJUGACIÓN: produce una transferencia unidireccional de ADN desde una célula donante (o macho) hasta una célula receptora [o hembra) a través del llamado pilus sexual. El tipo de acoplamiento (sexo) de la célula depende de la presencia (célula macho) o ausencia (célula hembra) de un plásmido conjugativo.
 
· 2)TRANSFORMACIÓN: proceso donde las bacterias captan fragmentos de ADN desnudo y los incorporan a sus genomas.
· 3) TRANSDUCCIÓN: La transferencia genética por transducción está mediada por virus bacterianos (bacteriófagos) que captan fragmentos de ADN y los almacenan en el interior de partículas de bacteriófago. El ADN suministrado a las células infectadas se incorpora luego al genoma bacteriano. Por lo tanto, ocurre una transferencia de información genética de una bacteria a otra por medio de un bacteriófago. En el interior de la célula, el transposón puede «saltar» entre distintas moléculas de ADN (p. ej., de plásmido a plásmido o de plásmido a cromosoma).
 
· RECOMBINACIÓN: la incorporación del ADN extracromosómico en el cromosoma tiene lugar mediante un proceso de recombinación. La recombinación homóloga tiene lugar entre secuencias de ADN sustituyéndolas. La no homóloga tiene lugar entre secuencias distintas de ADN, y produce inserciones, deleciones o ambas.
DIVISIÓN CELULAR: FISIÓN BINARIA
· La replicación del cromosoma bacteriano desencadena el inicio de la división celular.
· Las bacterias se reproducen asexualmente por división binaria, una vez duplicado su ADN, se alarga la membrana citoplasmática y se forma una división transversal (tabique o septo) que separa al ADN original y a su copia, originándose así dos células hijas. Es decir, se generan clones de la que se dividió.
· Una separación incompleta del tabique puede hacer que las bacterias permanezcan unidas y formen cadenas o racimos
· El tiempo que le requiere a la bacteria completar este proceso de división se llama tiempo de generación y varía según la especie bacteriana.
· 
FORMACIÓN DE ENDOSPORAS
· La espora es una estructura deshidratada formada por múltiples capas que protege a la bacteria y le permite vivir en un estado de latencia. Su estructura protege al ADN del genoma bacteriano del calor intenso, la irradiación y la acción de la mayoría de enzimas y sustancias químicas.
· Estructura formada por algunas especies de bacterias grampositivas, por ejemplo: Clostridium y Bacillus. 
· El agotamiento de nutrientes específicos (p. ej., alanina] en el medio de crecimiento desencadena una cascada de procesos genéticos (comparable a un proceso de diferenciación) que ocasiona la producción de una espora. Los ARN mensajeros de la espora comienzan a transcribirse al tiempo que otros ARNm dejan de hacerlo. Asimismo, se produce ácido dipicolínico y con frecuencia se eliminan antibióticos y toxinas. Tras la duplicación del cromosoma, una copia de ADN y los contenidos citoplásmicos son rodeados por la membrana citoplasmática, el peptidoglucano y la membrana del tabique. De este modo, el ADN queda recubierto por las dos capas de membrana y el peptidoglucano que normalmente dividiría a la célula.
· La germinación o transformación de las esporas en el estado vegetativo se estimula por la alteración de la continuidad de la capa externa debido a factores mecánicos, el pH, el calor u otros parámetros; asimismo, requiere la presencia de agua y un nutriente desencadenante (p. ej., alanina).
· Cuando ha empezado el proceso de germinación, la espora capta agua, se hincha, pierde sus capas y produce una nueva célula vegetativa que es idéntica a la célula original, con lo que finaliza todo el ciclo.
· Pueden persistir a temperaturas de ebullición, por lo que para eliminarlas de materialeses necesario recurrir a métodos que superen esas temperaturas, como lo es el autoclave, que llega a 121 grados centígrados.
· Se dispersan fácilmente por viento o agua, en búsqueda de condiciones favorables para eclosionar y volver al ciclo vegetativo normal de la bacteria. 
FACTORES DE VIRULENCIA/patogenicidad
· Las bacterias poseen mecanismos de patogenicidad específicos que emergen al superar las defensas de un hospedero.
· La virulencia es una medida cuantitativa de la patogenicidad y se mide por el número de microorganismos necesarios para causar una enfermedad, es decir, es el grado de patogenicidad
· Son estructuras como la capsula, las adhesinas, invasinas, enzimas degradativas, toxinas y mecanismos que permiten la bacteria evadir la acción de las defensas del hospedador, así como también generar daño y entonces permitir o favorecer la colonización. 
· INGRESO: para causar enfermedad la mayoría de las bacterias deben ingresar al organismo del hospedero por diversas vías/puertas de entrada como mucosas, piel, membranas.
· ADHERENCIA: después de penetrar, debe adherirse a las células de un tejido, contando con medios de fijación. La fijación se da mediante moléculas de superficie del patógeno denominadas adhesinas o ligandos que se unen a receptores del hospedero.
· MOVILIDAD: las bacterias se desplazan de un lugar a otro por medio del flagelo.
· QUIMIOTAXIS: hace con que la bacteria se guie hacia un gradiente químico, a través del sistema de transducción de señales.
· INVASIÓN BACTERIANA: el microorganismo penetra al citoplasma de células no fagocíticas, se replica ahí, se propaga a las células adyacentes y finalmente las destruye. 
· PATÓGENO INTRACELULAR: se internaliza y se replica dentro de células fagocíticas como neutrófilos y macrofagos.
· SISTEMA DE SECRECIÓN: la secreción extracelular de proteínas es un mecanismo de virulencia determinante en la infección bacteriana. Las bacterias GRAM- transfieren proteínas codificadas en sus cromosomas a células eucariotas, polimerizando la actina celular, haciendo con que la célula se invagine y capte las bactérias por medio del mecanismo de cierre o disparo. Esto permite a la bacteria penetrar en la célula.
· SOBREVIVIENCIA INTRACELULAR: el hierro es un importante factor para el crecimiento bacteriano. Cuando la bacteria necesita hierro libre, secretan proteínas denominadas sideróforos al medio (3 tipos: catecoles, hidroxamatos y combinación de los dos) que se unen al hierro de las proteínas transportadoras. Se forma el complejo hierro-sideróforo, este es captado por receptores de la superficie bacteriana, después internalizado e incorporado a la bacteria. 
· VARIACIÓN EN LOS ANTÍGENOS DE SUPERFICIE: muchos microorganismos para defenderse alteran los antígenos de su superficie a través de la activación de genes alternativos. En consecuencia, para el momento en que el organismo reconoce y monta la respuesta inmunitaria contra la bacteria, esta ya ha alterado sus antígenos que no pueden ser reconocidos y no se ve afectada por los anticuerpos.
METABOLISMO BACTERIANO
· El metabolismo bacteriano es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar dentro de una bacteria. En las células microbianas hay mucha actividad: movimiento, transformación de energía, síntesis química de nuevos compuestos, descomposición química y transferencia de materiales. La suma total de estas reacciones en la célula microbiana se llama metabolismo. 
· A las reacciones de síntesis de compuestos, formación de nuevo protoplasma, lo llamamos anabolismo, y a las reacciones de descomposición o degradación, las cuales involucran producción de energía lo llamamos catabolismo.
compuestos ricos en energía
· En las bacterias, la conservación intracelular de energía también ocurre principalmente por medio de la síntesis de ATP. Los métodos usados por las bacterias para generar este ATP son principalmente: 
· RESPIRACIÓN AERÓBICA: proceso metabólico en el que el oxígeno molecular es el aceptor final de electrones. El oxígeno es reducido a agua. Utilizada por bacterias aeróbicas.
· RESPIRACIÓN ANAERÓBICA: en este proceso, el aceptor final de electrones son otros compuestos, tales como nitratos o sulfatos. Utilizada por bacterias anaerobias obligadas, aunque algunas, sobre todo las de mayor importancia médica, utilizan la fermentación. Existen las bacterias facultativas, que pueden utilizar los dos tipos de respiración aeróbica y anaeróbica.
· FERMENTACIÓN: un intermediario orgánico derivado de un sustrato capaz de ser fermentado, es el aceptor final de electrones. Un ejemplo: la fermentación de glucosa (sustrato) a ácido láctico; un producto intermediario, el piruvato, es el aceptor final de electrones
· En general, los enlaces altamente energéticos son los que se dan con el fosfato.Compuestos ricos en energía : ATP, GTP, Acetil fosfato, Ácido 1,3-difosfoglicérido, Ácido fosfoenolpirúvico ( PEP )
categorías nutritivas
· Por categorías nutritivas conocemos a la clasificación según los nutrientes que utilice la célula.
· Las necesidades mínimas para el crecimiento son una fuente de carbono y nitrógeno, una fuente de energía, agua y diversos iones. El crecimiento bacteriano requiere una fuente de energía y la materia prima necesaria para fabricar las proteínas, las estructuras y membranas que conforman la maquinaria estructural y bioquímica de la célula.
· FUENTE DE CARBONO:
· Carbono inorgánico (co2): autótrofas o litótrofas
· Carbono orgânico: heterótrofas u organótros
· FUENTE DE ENERGÍA:
· Cuando utilizan energía lumínica: fotótrofas
· Cuando utilizan energía química: quimiótrofas
CLASE DE MICROORGANISMOS SEGÚN UTILIZACIÓN DEL OXÍGENO
· En relación a la clasificación según la utilización del oxígeno, se divide dos grandes grupos
1. AEROBIOS: utilizan O2 
2. ANAEROBIAS: no utilizan O2 
· AEROBIAS ESTRICTAS: si o si lo necesitan pues solo tienen la maquinaria enzimática para hacer respiración celular o aerobica. 
· AEROBIAS FACULTATIVAS: no lo necesitan para su crecimiento ya que pueden realizar fermentación, pero si está presente es mejor ya que pueden realizar también respiración celular, y esta es energéticamente más favorable. 
· MICROAEROFILAS: lo necesitan en bajas concentraciones.
· AEROTOLERANTES no necesitan oxígeno pues solo tienen las enzimas para realizar fermentación, pero pueden desarrollarse en su presencia. 
· ANAEROBIAS ESTRICTOS: no lo necesitan, pero si este está presente es toxico para ellas.
· El oxígeno en contacto con diversos compuestos genera productos oxidados, nocivos para la célula. Si esta tiene enzimas para degradarlos, entonces puede crecer en presencia de oxígeno, si no, entonces estos productos tóxicos terminan siendo letales para la misma. 
CURVA DE CRECIMIENTO BACTERIANO
· La velocidad de crecimiento es el cambio en el número de bacterias por unidad de tiempo, y se expresa como el tiempo de generación, que es el tiempo necesario para que se duplique una bacteria o una población de ellas.
· TIEMPO DE GENERACIÓN: tiempo que requiere la célula para la división en dos células nuevas.
· En un sistema cerrado o cultivo en medio no renovado se obtiene una curva de crecimiento típica que se ha dividido en cuatro fases: fase de latencia, fase exponencial, fase estacionaria y fase de muerte. Esta curva se da cuando la bacteria es cultivada en el medio adecuado. Si no encuentra los nutrientes que le permiten su crecimiento, entonces no se reproduce
· Distinta para cada bacteria (dependiendo del medio de cultivo y condiciones de incubación).La curva de crecimiento bacteriano da cuenta de la evolución de un cultivo de bacterias en un gráfico de coordenadas. En el eje de las x vemos el tiempo, y en el eje de las y el logaritmo del número de células viables (que estén vivas).
· El aumento de numero de células genera masa celular, y la velocidad de crecimiento es el cambio de numero de células por unidad de tiempo. 
fase de latencia
· Se caracteriza por la adaptación de los microorganismos, no se presenta cuando el inoculo es nuevo y si el inoculo proviene deun cultivo viejo, requiere de este periodo de adaptación
· En la fase de latencia, de adaptación o fase lag, el número de individuos en la población bacteriana no varía. 
· Esta población se está adaptando a las nuevas condiciones. Está produciendo cambios dentro de la célula, como la producción de enzimas necesarias, para poder reproducirse cuando todo esté listo para aprovechar al máximo los nutrientes disponibles. 
· El tiempo que dura esta fase es variable, pudiendo ser de una hora a días. 
FASE EXPONENCIAL O DE CRECIMIENTO LOGARÍTMICO
· Hay una relación casi lineal entre tiempo y número de elementos: es decir, que la velocidad de división es constante, entonces el crecimiento es exponencial.
· Depende del tiempo de generación ya que si este es mayor la pendiente va a ser menor, y viceversa.
· En esta etapa en la cual el metabolismo es mayor es donde los antibióticos ejercen mejor su efecto. Esto es debido a que muchos antibióticos intervienen en vías metabólicas, por ejemplo, síntesis de proteínas, síntesis de peptidoglucano, por lo tanto, como estos procesos están activos, se verían muy afectados con la aplicación de un antibiótico.
fASE ESTACIONARIA
· empiezan a escasear los nutrientes, por lo cual el crecimiento ya no es el óptimo y la curva se achata, se genera una meseta. Algunas células se siguen dividiendo, pero otras mueren, entonces el número total de la población ya no aumenta.
· Actividad metabólica más lenta.
· Un nutriente esencial del medio de cultivo llega a ser un factor limitante y/o producción de metabolitos secundarios tóxicos (o inhibitorios) para la población.
· En esta fase es donde las células que pueden generar esporas, ante una condición desfavorable como es la carencia de un nutriente. Se da el proceso de esporulación
· No hay una modificación neta en el número de células, existe un frágil equilibrio que desaparece eventualmente cuando aún las bacterias metabólicamente activas mueren, debido a productos tóxicos y falta de nutrimentos (factores presentes en la fase estacionaria) aunados a enzimas liberadas por la lisis bacteriana.
FASE DE DECLINACIÓN O MUERTE
· Como en este gráfico se está midiendo cantidad de células vivas, en esta fase donde la carencia de nutrientes es crítica y la acumulación de productos tóxicos es elevada, el recuento de la población celular disminuye porque las células en estas condiciones mueren.
· Por lo tanto, el número de células muertas supera al número de células vivas 
EXPOSICIÓN
· La exposición de una persona a un microorganismo puede ocasionar uno de estos tres resultados. El microorganismo puede:
· 1) colonizar a la persona de forma transitoria; 
· 2) colonizarla de forma permanente
· 3] provocar una enfermedad. 
· Es importante diferenciar entre colonización y enfermedad. Los microorganismos que colonizan al ser humano (sea durante un breve período de tiempo, como horas o días [transitorio], o de forma permanente) no alteran las funciones normales del organismo.
· En cambio, la enfermedad aparece cuando la interacción entre el microorganismo y el ser humano ocasiona un proceso anatomopatológico que provoca daños en el huésped humano
Organismos patógenos
DOMINIO BACTERIA
· Entre los agentes productores de enfermedad en el ser humano (bacterias patógenas), podemos distinguir principalmente: Proteobacteria (antes llamadas bacterias púrpura), las llamadas bacterias Gram positivas o Firmicutes, las espiroquetas, las Chlamydias y el grupo Cytophaga/Flexibacter/Bacteroides (CFB)
· La mayoría se encuentra en los grupos Proteobacteria y Firmicutes.
· La gran mayoría de las bacterias patógenas del ser humano son unicelulares, y poseen tamaños entre 1-5 µm
· Metabolismo: quimio-óganotrofo y heterótrofo
· Temperatura: creen entre 30-40°C, clasificándolas como mesófilos.
· PROTEOBACTERIA: pared celular del tipo Gram negativa y su morfología corresponde a una forma alargada denominada bacilo. Algunos de ellos poseen, excepcionalmente, una morfología en espiral (Campylobacter y Helicobacter)
· FIRMICUTES/BACTERIAS GRAM+: poseen en general una gruesa pared celular y se distinguen por teñirse de violeta con la tinción de Gram. Sin embargo, una excepción son los mycoplasmas (ejs: Mycoplasma genitalium, M. pneumoniae, M. hominis y Ureaplasma spp.), que pertenecen al mismo grupo y no poseen pared celular. 
· ESPIROQUETAS: poseen una morfología espiralada en forma de sacacorcho y su pared celular es semejante a la de las Proteobacteria. Una de las espiroquetas más conocidas es el agente causal de la sífilis denominado Treponema pallidum. 
· CHLAMIDIAS: son bacterias que no pueden sintetizar su propio ATP, siendo por ello obligadamente parásitos intracelulares. Algunos patógenos importantes de este grupo son: Chlamydia trachomatis (queratoconjuntivitis) y Chlamydia pneumoniae (patología respiratoria baja). 
· BACTEROIDES CFB: son importantes agentes etiológicos de patología abdominal (ejemplo: abcesos postoperatorios).
PRINCIPALES GRUPOS BACTERIANOS DE INTERÉS MÉDICO
	DIVISIÓN 
	GRUPOS REPRESENTATIVOS
	PROTEOBACTERIAS
	α: Rickettsia, Brucella, Erlichia, etc.
β: Neisseria 
γ: Enterobacterias, Bacilos no fermentadores, Vibrios, Legionella. δ-ε: Helicobacter, Campilobacter
	GRAM POSITIVOS O FIRMICUTES
	· Alto contenido de G+C: Mycobacterium,Corynebacterium, Nocardia, Gardnerella. 
· Bajo contenido de G+C: Estafilococos, estreptococos, enterococos, clostridios, Listeria, Bacillus, Mycoplasma
	ESPIROQUETAS
	Treponema pallidum
	CHLAMYDIAS
	Chlamydia trachomatis, Chlamydia pneumoniae
	GRUPO CFB
	Bacteroides
Resistencia farmacológica
COMO SE ADQUIERE
· La resistencia farmacológica se adquiere por transferencia horizontal de los factores que la definen a partir de una célula donadora, frecuentemente a otra especie bacteriana, por transformación, transducción y conjugación. 
· En la transformación se captura el ADN que se encuentra libre en el medio incorporándose al cromosoma bacteriano. En la transducción se transfiere el material genético mediante un agente transportador que suele ser un bacteriófago. En la conjugación se pasa el ADN a través de un puente intracitoplasmático que se forma entre una bacteria donadora y otra receptora, donde el pilus interviene para reconocer a la receptora.
· Esta resistencia se extiende con rapidez, ya sea por diseminación clonal de la cepa resistente o por transferencias subsecuentes hacia otras cepas.
· Los mecanismos por los cuales las bacterias producen enfermedad se dividen en dos categorías: factores que promueven la colonización e invasión del hospedero y aquellos que causan daño al hospedero.
· El conocimiento acerca de cómo las bacterias provocan daño ha permitido llevar a cabo medidas terapéuticas para combatirlas en forma oportuna y eficaz.