Teoria Morfologia Bacteriana 4y532w

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MORFOLOGÍA BACTERIANA

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL. FACULTAD: F.I.I.S. ESCUELA: ING. AGROINDUSTRIAL.

MICROBIOLOGIA I MORFOLOGIA Y ESTRUCTURA BACTERIANA LA CELULA BACTERIANA (PRIMERA PARTE)

A. COMPOSICION QUIMICA GLOBAL

1) CONTENIDO EN AGUA Y COMPOSICION QUIMICA ELEMENTAL.

El contenido en agua de las células bacterianas varía entre límites bastante amplios según el organismo y las condiciones de cultivo, pudiendo estas determinar la acumulación intracelular de sustancias hidrófilas (polisacáridos) o hidrófobas (lípidos). En General se puede considerar que el contenido en agua de una masa compacta de bacterias lavadas y centrifugadas es de 75-85 %, se encuentra en los espacios intercelulares.

El contenido en nitrógeno se suele determinar por el método de Kjeldhal. Ya que no mide más que el nitrógeno de amidas, imidas y no el que forma los grupos nitratos o azoicos, ni tampoco el de anillos puritos o pirimidinas. El nitrógeno obtenido con este método representa solo un 80-90 % del total.

La mayor parte del azufre se encuentra en las proteínas aminoácidos (cisteina, cistina y metionina).

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en forma de

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El resto se encuentra en compuestos ácido-solubles, sobre todo en glutación. Aunque el azufre forma parte de cofactores importantes (Coenzima A, ácido lipoico, biotina), estos compuestos solo contienen una porción insignificante del azufre total de la célula.

El fósforo es un elemento que entra a formar parte de los ácidos nucleicos y de los nucleótidos que representan el 3% del peso seco total. En cambio otros elementos aparecen en pequeñísimas cantidades que pueden extraerse con agua, lo cual indican que se encuentra en forma iones o de sales metálicas disociables.

2) COMPONENTES ORGANICOS.

Las proteínas representan un 50% del peso seco y un 60% del carbono total. Están formadas por los mismos veinte L-aminoácidos que las demás proteínas y su contenido

elevado en L-lisina (7.0 moles por cada 100 moles de

aminoácidos) las asemeja a las proteínas animales que alas vegetales.

Si se considera que una bacteria hay varios centenares de o un millar de enzimas diferentes y que algunas de las enzimas del metabolismo energético como la (B-galactosidasa de E. coli) representan un 6% de las proteínas totales, resulta que en la célula, algunas proteínas enzimáticos se encuentran en cantidades muy pequeñas de orden de una sola pocas moléculas.

Además de los veinte L-aminoácidos usuales, E. coli. Contiene 0.44 moles de ácido mesoaminopimelico por cada cien moles de aminoácidos totales, y cantidades menores de aminoácidos de la serie D como se vera mas adelante estos aminoácidos no entran a la composición de proteínas citoplasmáticas, sino en la pared celular.

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Los ácidos nucleicos constituyen

una fracción ponderal importante de las

macromoléculas celulares. Comprenden el ácido desoxirribonucleico (ADN) y los ácidos ribonucleicos (ARN) que representan el 3-4 y el 10 % del peso total, respectivamente.

Los lípidos están localizados en la pared celular

y en la membrana

citoplasmática, que constituyen de un 15-20 % de las proteínas totales y se pueden extraer directamente con etanol al 75% ( 40-50º, 30 min. ). La mayor parte de los lípidos están ligados alas estructuras membranosas y solo se extraen mediante hidrólisis ácida 100º durante varias horas.

El sobrenadante acuoso de la hidrólisis ácida contiene, en forma de glucosa libre, todo el glicógeno intracelular, que en algunos organismos y en ciertas condiciones fisiológicas se forma en cantidades que pueden alcanzar asta un 30% de peso seco. El extracto etéreo o acetónico del residuo contiene la masa de lípidos, en especial el polen

-B- hidroxibutirato en las mico bacterias, una

parte importante de los lípidos extraídos de este modo esta formado por ceras, las cuales presentan un 10% del peso seco de estos organismos y contiene ácidos grasos modificados y no saturados característicos del peso molecular muy elevado.

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B. FLAGELOS

1º MORFOLOGIA

Los flagelos bacterianos están formados por un solo filamento homogéneo cuya longitud puede ser varias veces mayor que la célula y cuyo diámetro varia según las especies entre 12 y 19 mμ. Tiene forma helicoidal y siempre se enrollan en sentido contrario alas agujas del reloj siendo su longitud de onda, características de cada especie de 1 a 2.5μ.

Las micrográficas electrónicas revelan que el flagelo se inserta.

Por regla

general en un blefaroplasto esférico. Esta inserción intra-citoplasmática se confirma por el hecho de que los protoplasmas bacterianos, es decir células a las se ha quitado la pared con lisozima, pierden la movilidad, pero no los flagelos.

Mediante agitación mecánica vigorosa pueden eliminarse los flagelos, pero vuelven a

formarse en seguida, a razón de una micra cada 2 a 3 min.

(LEIFSON) y los organismos en crecimiento recobran su movilidad al cabo de una generación.

2º ESTRUCTURA QUIMICA

Están formados, por una

sustancia proteica denominada flagelina que se

disocia en Subunidades monomerica homogénea. Los monómeros tienen un peso molecular aproximado de 40000 y están formados por los aminoácidos usuales, excepto histidina, triptofano, prolina e hidroxiprolina. La cisteína y la cistina faltan además de estas proteínas que constituye por lo menos 90% de su peso. Los flagelos de algunas bacterias (Spirillum serpens, Bacillus stearotermophilus) contienen un hidrato de carbono fuertemente unido al componente proteico.

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La flagelina pertenece, como la queratina, la miosina y el fibrinogeno, el grupo de las escleroproteínas y pueden presentarse dos configuraciones: la normal de hélice a y la de tubo B muy contraída.

Mediante la microscopia electrónica de elevado poder de resolución, se ha estudiado con detalle la estructura macromolecular del flagelo bacteriano. En efecto, los efectos de la Salmonella typhimurium sometido a ultrasonidos y la tensión negativa con ácido fosfotunstico aparecen constituidos por unos corpúsculos esféricos colocados en regularidad y cuyo diámetro (45 A) corresponden al peso molecular de las subunidades aislados en flagelina (37000); estos corpúsculos están dispuestos en un haz de 3 a 5 cadenas paralelas y enrolladas en espiral.

Otro tipo de estructura consiste en hacer de fibras rectilíneas y paralelas, en las que no se distinguen corpúsculos individualizados, pero cierta periodicidad. Dado que estas dos configuraciones pueden coexistir en un mismo flagelo y que la segunda parece ser constante en la parte proximal, cabe suponer que sean intercomvertibles y que su alternancia tenga un significado funcional en la movilidad del flagelo.

La regeneración de los flagelos se efectúa incluso concentraciones

en presencia de

de cloranfenicol, que inhiben totalmente la síntesis de

flagelina, los que sugiere que estos organismos se formen a partir de un acervo (pool) intracelular de dicha proteína.

3º FISIOLOGIA

Estas estructuras son orgánulos locomotores activos de las bacterias. En los organismos con flagelos laterales, estos se dirigen hacia atrás y girando con rapidez su eje, en sentido de las agujas del reloj, imprimen a la célula un movimiento de rotación en sentido opuesto.

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El sentido de desplazamiento se invierte mediante mediante reordenación de los flagelos que se orientan en dirección contraria a lo largo de la célula. los flagelos polares giran describiendo conos de revolución a una velocidad de unas cuarenta vueltas por segundo. Se ha calculado que la energía necesaria para mover una bacteria a unas 10μ por seg. Es del orden de 10^-8 din o 56 e V, lo que, representaría el 2% de la energía suministrada por el metabolismo.

Conviene señalar que, además de su función locomotora, los flagelos bacterianos constituyen los antígenos H, cuyas propiedades se describirán en el volumen de esta obra dedicado a la inmunología.

Los flagelos son distintos de las fimbrias o Pili, filamentos más cortos y numerosos que se encuentran en la superficie de algunas bacterias inmóviles o flageladas. Recientemente se ha demostrado que, al menos en Escherichia coli, hay unas fimbrias características de las células masculinas. Estas fimbrias son orgánulos

a parir de los puentes citoplasmáticos durante durante la

recombinación genética y en los que se fijan y penetran ciertos fagos.

C. CAPSULAS Y OTRAS MACROMOLECULAS EXTRACELULARES

Algunas bacterias están rodeadas por una cápsula más o menos gruesa y compacta, que suele ser de consistencia viscosa. Las principales bacterias capsulazas son: entre las grampositivas, los neumococos (Diplococus pneumoniae), algunos Estreptococos. Varias especies de Bacillus. Entre ellos el productor (B. anthracis), y entre las gramnegativas. Klebsiella pneunoniae Aerobacter aerogenes y bacilos de la peste (Pasteurella pestis).

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Por regla general la capacidad de este organismo para formar cápsulas dependen de las condiciones de cultivo y desaparece al cabo de cierto tiempo cuando se mantiene una estirpe mediante resiembras en medios artificiales.

Para la observación microscópica de las cápsulas se utilizan técnicas especiales de las que las más empleadas son las tinciones negativas con nigrosina o tinta china.

Se ha demostrado que en algunos organismos la cápsula forma una envoltura continua y homogénea (neumococos), mientras que en otros es acanelalada y contiene estructuras fibrilares o partículas de polisacáridos y de polipéptidos ( Bacillus megaterium).

La virulencia, el poder patógeno y en las propiedades antigénicas de los neumococos Guardan una estrecha relación con la cápsula, cuya naturaleza esta determinada genéticamente.

Son polisacáridos más o menos

complejos y de elevado peso molecular

(unos10). el mas sencillo de ellos es el neumococo tipo III: esta formado por unidades de ácido Celobiuronico (B-1-glucorono,glucosa), ligadas entre si por enlaces B-glucosidicos

entre el carbono 1 de la glucosa y el 3 del ácido

glucorónico.

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D. PARED CELULAR

1. MORFOLOGÍA Y FUNCIONES:

La demostración de la pared celular como componente estructural es reciente. Con medios mecánicos en un bibrador en presencia de micro perlas de vidrio. A partir de entonces se han ideado otros métodos de propagación, entre los que destaca la digestión autolítica de las células, enseguida de la acción de las enzimas proteolíticas usuales que disuelven los componentes citoplasmáticos sin afectar la pared.

En las micrografías electrónicas, las paredes semejan hollejos de uva. Presentan el aspecto de sacos aplastados de superficie lisa y contorno regular, con un desgarrón nítido por donde han salido los componentes citoplásmicos al romperse la célula, en cortes ultra finos, la pared de las bacterias Gram positivas aparece homogénea y formada por una sola capa.

En cambio, en las bacterias Gram. negativas la estructura de la pared es mas compleja y esta formada como veremos mas adelante, por tres capas superpuestas. Además, en algunas especies su superficie parece estar formada

por la yuxtaposición de las masas esféricas, dispuestas con

regularidad. Por regla general, el espesor total de la pared oscila entre 10 y 20 mμ, y su masa presenta, aproximadamente, 20% del peso seco de la célula.

La pared es permeable al agua, a las sales y a los metabólicos, y su característica principal es la rigidez. Confiere a la bacteria su forma y resiste la presión osmótica Intracelular, que es unas 15-20 atm.

La pared contiene antígenos específicos responsables de la aglutinación somática de tipo O. es así mismo indispensable para al fijación y penetración de los bacteriófagos en el interior de las células.

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2. COMPOSICIÓN QUÍMICA:

La pared celular carece ácidos nucleicos y de proteínas dotadas de actividad enzimático. Esta constituida por una sustancia muco compleja integrada por azucares lípidos y aminoácidos, cuya naturaleza y proporciones relativas varían de unas bacterias a otras, en particular según se trate de formas grampositivas o gramnegativas, además algunos de estos componentes químicos son específicos de la pared procariótica.

Los azucares constituyen del 20 al 60 % del peso seco y constan principalmente de ramnosa, arabinosa y glucosa, existiendo a veces pequeñas cantidades de galactosa y manosa. Estos azucares pertenecen a la serie natural D en la pared celular de algunas bacterias se han encontrado también en azucares de siete átomos de carbono, la mano D-galaheptosa. En las paredes de las bacterias existen asimismo grandes cantidades de amino azúcares (N-acetilglucosamina y la galactosamina).

Como veremos mas adelante, la glucosalina forma parte del ácido murámico, componente importante de la pared bacteriana.

El único polisacárido caracterizado hasta la fecha se ha extraído del bacilo Diftérico(Corynebacterium

diphteriae).

Su

peso

molecular

es

aproximadamente 1000 y esta formado por dos moléculas de D-galactosa, una de D-manosa y tres de D-arabinosa.

Los lípidos son mucho más abundantes en la pared de las bacterias gramnegativas que en las grampositivas, donde incluso se cree que falta por completo. La química de estos componentes ha sido poco estudiada.

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La composición de aminoácidos de la pares es característica. Los aminoácidos predominantes suelen ser el ácido glutámico y la alanina, que siempre esta en cantidades relativamente elevadas. Una gran proporción, a veces incluso su totalidad, se encuentra en forma de isómeros de serie D. Además de ácido glutámico y alanina, la mayoría de las bacterias grampositivas contienen tan solo glicocola, ácido L-Aspartico y, en algunos casos, L-Lisina, mientras que en las gram negativas hay de diecisiete L-aminoácidos usuales.

Existen otro aminoácido, el ácido a-a-Diaminopimelico (DAP), que es un componente específico de las bacterias y cianoficeas, exclusivo de la pared. Hasta la fecha no se ha encontrado en ninguna eucariota.

La etapa inicial de la

síntesis consiste en la formación de UDP-N-

acetilglucosamina, a partir de UTP y de acetilglucosamina 1-P, por acción de una pirofosforilaza extraída de S. aureus y purificada (STROMINGER, 1959):

UTP + GNAC -1-P ↔ UDP – GNAC + PP

Se ha demostrado también que este nucleótido se condensa en la etapa siguiente con fosfoenolpiruvato, pero se desconoce todavía el mecanismo mediante el cual el grupo éter pirúvico de este intermediario se reduce después hasta lactato. En cambio, el análisis de los producto solubles que se obtienen al tratar con lisozina la pared de Micrococcus lysodeikticus y de otras bacterias han permitido establecer (SALTON GUISEN, 1959) que los residuos del ácido mura mico (AM) están unidos entre si por moléculas de N-acetilglucosamina (GNAc), formando de esta manera una cadena larga de polisacáridos con enlaces B-glucosídicos de la forma siguiente:

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La Lisozima rompe de forma especifica los enlaces B(1→4) glucosodicos entre el ácido murámico y la N-acetilglucosaminasa (B-NAasa), hidrolizan los enlaces B(1→6) entre GNAc y el ácido murámico. Ácidos teicoicos. En las paredes de las bacterias Gram negativas hay muy poco fósforo, e incluso falta por completo en las de algunas especies Gram positivas sensibles a la lisozina, como ocurre en Micrococcus lysodeikticus. En otras especies Gram positivas existen en la pared cantidades bastante elevadas de polioles-fosfato, los ácidos teicoicos, cuya estructura varía según las especies.

Los ácidos teicoicos de Staphilococcus aureus esta formado (BADDILEY, 1959) por una cadena de unidades de ribitol unidas entre si por enlaces fosfodiéster 1-5 y ha moléculas Acetilglucosamina por enlaces B-glucosídicos (1→4).

La molécula de ácido teicoíco contiene unas dieciséis secuencias de este tipo, correspondientes a un peso molecular de 7000 aproximadamente. Se ha visto en S. aureus este polifosfato es el factor antigénico que interviene en la aglutinación de las Células por antisueros específicos.

En presencia de violeta de genciana, colorantes que inhiben también la fijación de la L-alanina al ácido muramico, el estafilococo excreta al medio de la forma activa es un Dinocleotido de histidina, formando a partir de CTP y de ribitol-5P por acción de una Pirofosforilasa muy especifica, que carece por completo de actividad frente a los otros Nucleótidos trifosfato (SHAW,1962):

CTP + D-ribitol-5↔CDP-ribitol + PP (pirofosfato)

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El ribitol fosfato se origina por reducción de la ribulosa 5-P mediante una deshidrogenasa específica que actúa con NADPH. Después se polimeriza, dando polifosfato, y por ultimo, se une al azúcar mediante la acción de dos enzimas aisladas de S. aureus y Lactobacillus plantarun (GLASER, 1962):

CDP-ribitol + (Ribitol-P) n→CMP + (Ribitol-P)n + (Ribitol-P)+ UDP-azúcar→ (Ribitol-P)+ UDP´ │ Azúcar

ESTRUCTURA MOLECULAR DE LA PARED.

En la mayoría de alas bacterias Gram positivas, muco péptido del ácido murámico es el Componente principal de la pared, constituyendo un 40-50 por 100

de

la

misma,

y

en

organismos

a

la

lisozima

(Micrococcus

lysodeikticus,1962), en Staphilococcus aureus las cadenas peptídicas del mucopéptido están unidas entre si por puentes transversales de glicilglina. También están unidas al ácido teicoico por enlaces covalentes entre sus residuos terminales de D-alanina y los residuos de ribitol del polilfosfato.

La pared de las bacterias Gram negativas presente una composición de química mucho más compleja. Contiene cantidades elevadas de lípidos y proteínas, pero su estructura macromolecular todavía no es bien conocida.

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Contiene muco péptido, pero en proporciones que no sobrepasan el (4-5) % del peso. Partiendo de paredes aisladas o de células enteras de Salmonella o de E. coli, se extraen en caliente (90ºC) con Fenol al 45% de unas sustancias macromoleculares toxicas y antigénicas (endotoxinas), que por hidrólisis ácida se descompone en una fracción de polisacáridos y otras de lípidos.

4º PROTOPLASTOS

La lisozima y su acción.

La lisozima es una encima, descubierta por FLEMING en 1922, capaz de disolver la Pared celular de algunas bacterias (Micrococcus lysodeikticus, Sarcina lutea, Bacillus megaterium etc). Es bastante común entre los seres vivos, pues se ha encontrado en extractos de distintas plantas, en tejidos y secreciones de animales superiores, especialmente en lagrimas, donde al parecer sirve de protección a la cornea contra la invasión de microorganismos. También la producen algunas bacterias (Staphylococcus aureus, Bacilus subtilis) durante la fase estacionaria del crecimiento e interviene en los procesos de autólisis de estos organismos.

La lisozina, a concentraciones que varían

entre 10 y 1000 µg, según las

bacterias, disuelve por completo la pared celular de las bacterias sensibles, liberando componentes de peso molecular comprendido entre 10000 y 20000. La acción de la lisozima consiste en la hidrólisis específica de los enlaces B→(1,4) –glucosídicos entre el ácido muramico y la N-acetilglucosamina.

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La mayoría de las bacterias Gram. negativas son resistentes a la lisozina ; sin embargo, REPASQUE (1956) a demostrado que algunas de ellas (E. coli, Azotobacter vinelandi, Pseudomona aeruginosa) pueden hacerse sensibles a aquella si se opera en presencia de agentes complejantes, como, por ejemplo, 0.1 a 5 mg./ml de Etilen Diamino Tetraacetato (EDTA) o de verseno.

Los protoplastos presentan un conjunto de probidades características: su forma es siempre esférica, aun cuando procede de células bacilares

(B.

megabacterium).conservan los flagelos de la célula original; son inmóviles y también frágiles, pues se deslizan por agitación mecánica o simplemente con disminuir al concentración del agente estabilizador mediante dilución de la suspensión.

Los protoplastos conservan la mayoría de las propiedades fisiológicas y metabólicas de las células intactas. Al igual que estas, poseen una barrera de la permeabilidad situada, como se vera mas adelante en la membrana citoplasmática. Respiran con normalidad, sintetizan proteínas y demás componentes citoplasmáticos

y conservan la capacidad de dividirse y de

esporular. Sin embargo, los protoplastos no pueden sintetizar por adición de unidades nuevas a una plantilla macromolecular preformada (primer).

Los protoplastos son resistentes a los bacteriófagos que destruyen la célula original; Esta ultima propiedad se debe al perdida de los receptores específicos para la fijación y penetración de los fagos que, como ya se han dicho están localizados en al pared celular.

Mediante microscopia electrónica de gran poder de resolución se han obtenido datos interesantes sobre la estructura macromolecular de la pared celular. En las baterías Gram. positivas, la pared consiste en una sola capa homogénea, mientras que en el E. coli y otras bacterias Gram negativas se compone de tres capas (MURRIA, 1965), de las cuales la intermedia es la menos densa a los electrones que las otras dos.

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Además entre la lamina interna y de la pared hay una lamina invisible por los procedimientos usuales, pero puede ponerse de manifiesto por impregnación de los cortes con nitrato de lantano o con acetato de uracilo. Esta etapa se adhiere la lamina interna de la pared visible normalmente, y se ha demostrado que esta constituida por Péptido de glucosalina.

E. MEMBRANA CITOPLASMATICA

1 .Estructura y composición química:

Los protoplastos están rodeados por una membrana que puede separarse mediante centrifugación fraccionada (24000g) de suspensiones de protoplastos previamente listados por choque osmótico, o bien a partir de suspensiones de bacterias tratadas con lizozima. En las micrografías en contraste de fase, las membranas aparecen como unas sombras homogéneas muy transparentes que se denominan espectros. Según se aprecia por microscopia electrónica, la membrana citoplasmática 50ª de espesor y consta de dos capas delgadas, relativamente opacas a los electrones, de naturaleza proteica y separadas por una capa lipídica más clara.

Esta estructura, que se observa en la periferia del citoplasma en los cortes ultra finos de bacterias, presenta una analogía evidente con la doble membrana que rodea a las mitocondrias de la célula eucariotas.

La composición química de las membranas es muy diferente de la pared. contiene (60-70) % de las proteínas formadas por L-aminoácidos usuales, (1520) % de lípidos y pequeñas cantidades (aprox. 1%) de azucares (glucosa, glucosalina y en Micrococcus lysodeikticus, manosa). En la membrana no existen ácidos nucleicos, bases púricas y pirimidicas, D-aminoácidos ni ácidos diaminopimelico.

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El fósforo esta en muy baja proporción (1%) y se encuentra en la pequeña fracción lipídica, en forma de ácido fosfatidico.

Se ha demostrado que en la membrana están localizados casi todos los citocromos bacterianos así como varias enzimas, entre ellas la Fosfatasa ácida, la

Nitratorreductasa

y

las

Deshidrogenasas

succínica,

DL-Láctica

y

Acetoglutarica.

Al ser la cede principal si no exclusiva, de las enzimas de la cadena respiratoria y de las deshidrogenadas relacionadas con esta, la membrana citoplasmática de las bacterias es el equivalente fisiológico y estructural de la mitocondria.

La analogía entre la membrana citoplasmática y mitocondria se ha visto consolidada por los descubrimientos de los mesosomas

(RYDER y

KELLENBERGER, 1958; NIKLOWITZ, 1958). Estas estructuras se observaron por primera vez en Bacillus subtilis y después en varias especies mas (Escherichia coli, Agrobacterium tumefaciens, Moraxella, Treponema, fusobacterium polymorphum). En las micrografías de ultra finos aparecen como glomérulos membranosos intracitoplasmaticos, que forman una especie de invaginación de la membrana externa, a la que siempre están unidos. Estas estructuras son la sede de las reacciones del catabolismo oxidiativo.

Las formas L estables y los protoplastos no poseen mesosomas.

Se han observado con que cuando las células de Bacillus subtilis se convierten en protoplastos por acción de la lisozina o cuando se plasmolizan en medio hipertónico Mesosomas son expulsados por un mecanismo de extracción que se produce en los polos de las células, quedando en el espacio comprendido entre la pared celular y la membrana citoplasmática y arrastrando consigo el material nuclear, en cual permanece en o con la membrana externa.

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Estas observaciones que demuestran que el núcleo bacteriano esta unido a la membrana, bien sea directamente o a través de los mesosomas, están de acuerdo con la hipótesis de JACOB y BRENNER a nivel de un punto de o entre el núcleo y la membrana citoplasmática.

3. Permeabilidad celular

a) La barrera de la permeabilidad.-la membrana citoplasmática actúa como una barrera osmótica permeable al agua y a muchas moléculas pequeñas, pero impermeable a las macromoléculas endocelulares, a ciertos iones (PO4) y algunas moléculas extrañas pequeñas (nucleótidos, sacarosa).

b) Penetración por difusión simple.- la velocidad de de penetración pasiva de un ( Ds/dt a través de una membrana obedece a la ley de Fick):

Ds/dt= KA(C0 - C1)

Expresión en la que A es la superficie de la membrana; (C0 - C1), el gradiente de concentraciones es entre el exterior (C0) y el interior de la célula (C1) y K constante de permeabilidad. se ha convenido esta última molécula-gramo de la sustancia que atraviesa la membrana por un segundo y por micra cuadrada (μ 2 ) de superficie, cuando el gradiente de concertación es molar.

De esta ley se deduce que cuando C1 es muy pequeño respecto a C0 la velocidad de penetración del sustrato en la célula es directamente proporcional a la concertación exterior. Es también evidente que por difusión simple la concentración endocelular tendera a igualarse con el exocelular, sin llegar a sobrepasarla.

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Resulta evidente que la irreversibilidad del proceso y al concentración de metabolitos en el citoplasma no se puede explicar por una simple difusión pasiva a través de la membrana, si no que presuponen un mecanismo de transporte activo.

Mas tarde se demostró la existencia de una reserva de aminoácidos libres en otras especies de bacterias grampositivas y también en algunas Gram negativas (Escherichia coli), aunque por que regla general estas reservas son mucho mas importantes en aquellas.

Se han demostrado asimismo la

existencia de sistemas de transporte activo para azucares, para la Bgalactósidos, glucosa, A-glucósidos, maltosa y glucoronicos, así como para varios intermediarios del ciclo de tricarboxílico (citrato, isocitrato, cisaconitato).

Al estudiar la cinética de los sistemas de permeasas, ha de tenerse en cuenta el hecho de que en la mayoría de los casos los metabolitos transportados a través de la membrana se metabolizan inmediatamente:

La analogía entre los sistemas de permeasas y los sistemas enzimáticos se apoyan en las consideraciones siguientes:

1. La velocidad de difusión pasiva a través de

membrana directamente

proporcional a la concertación exterior del sustrato mientras que las permeasas presentan una cinética semejante a la enzimática de tipo Micheaelis-Menten. La curva

de la velocidad

de penetración del sustrato en función de la

concertación es parabólica y tiende hacia un valor límite que corresponde a la saturación del sistema de transporte. Se puede determinar la constate aparente de afinidad (Km) de las permeasas por sustratos respectivos.

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2. Al igual que las enzimas, las permeasas son estéreo específico y susceptible de inhibición competitiva.

3. La mayoría los sistemas de permeasas son inductibles, y en presencia de los inductores correspondientes, solo se forman si las demás condiciones compatibles son síntesis de proteínas.

Todos estos hechos indican que los sistemas de transporte activo están vinculados a la existencia en la bacteria de proteínas específicas, distintas de las enzimas metabólicas, pero que poseen muchas de sus propiedades fundamentales.

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