Microbiologia Medica

CAPÍTULO 2 Estructura celular 17
Ficobilisomas
Tilacoides
1μm
Carboxisoma
Membrana plasmática
Pared celular
Ribosoma 70S
FIGURA 2-7 Corte delgado de Synechocystis durante la división
celular. Se observan varias estructuras (reproducida de Stanier RY:
The position of cyanobacteria in the world of phototrophs. Carlsberg
Res Commun 42:7798, 1977. Con autorización de Springer + Business
Media).
sículas de membrana (cromatóforos) son tipos de membrana
observadas a menudo. Algunas bacterias fotosintéticas tienen
estructuras especializadas rodeadas por membrana denominadas
clorosomas. En algunas cianobacterias (antes conocidas
como algas azul-verdosas) las membranas fotosintéticas a
menudo forman estructuras de múltiples capas conocidas como
tilacoides (figura 2-7). Los principales pigmentos accesorios utilizados
para recolectar luz son las ficobilinas que se encuentran
en la superficie externa de las membranas de los tilacoides.
Las bacterias a menudo almacenan materiales de reserva
en forma de gránulos insolubles, que tienen el aspecto de
cuerpos refringentes en el citoplasma cuando se observan en
un microscopio de contraste de fases. También se denominan
cuerpos de inclusión y casi siempre participan en el almacenamiento
de energía o como reservorio de bloques estructurales.
La mayor parte de las inclusiones celulares están limitadas por
una membrana delgada formada por lípidos, que sirve para
separar los cuerpos de inclusión del citoplasma mismo. Uno
de los cuerpos de inclusión más comunes consiste en ácido
poli-β hidroxibutírico (PHB, poly-β-hydroxybutyric acid),
un compuesto similar a un lípido que tiene cadenas de ácido
β-hidroxibutírico conectadas a través de enlaces éster. El PBH
se produce cuando la fuente de nitrógeno, sulfuro y fósforo se
encuentra limitada y hay exceso de carbón en el medio (figura
2-8A). Otro producto de almacenamiento formado por las
células procariotas cuando hay carbón en cantidades excesivas
es el glucógeno, un polímero de la glucosa. El glucógeno
y PHB se utilizan como fuentes de carbono cuando se reinicia
la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos. Diversos procariotas
son capaces de oxidar compuestos de sulfuro reducidos como
ácido sulfhídrico y tiosulfato, produciendo gránulos intracelulares
de azufre elemental (figura 2-8B). Conforme las fuentes
de azufre reducido se ven limitadas, se oxidan los gránulos
de azufre, por lo común a sulfato y los gránulos desaparecen
con lentitud. Muchas bacterias acumulan grandes reservas
de fosfato inorgánico en la forma de gránulos de polifosfato.
Tales gránulos podrán degradarse y utilizarse como fuentes
de fosfato para la producción de ácidos nucleicos y síntesis de
fosfolípidos para mantener el crecimiento. En ocasiones, éstos
se denominan gránulos de volutina o gránulos metacromáticos,
porque se tiñen de rojo con un colorante azul. Estas son
características de las corinebacterias (capítulo 13).
Ciertos grupos de bacterias autótrofas que fijan dióxido
de carbono producen bloques de construcción bioquímica que
contienen cuerpos poliédricos rodeados por una cubierta proteínica
(carboxisomas) y contienen una enzima fundamental
para la fijación de CO 2
, la carboxilasa de ribulosa bifosfato
(figura 2-7). Los magnetosomas son partículas cristalinas
intracelulares del mineral de hierro magnetita (Fe 3
O 4
) que
permiten que ciertas bacterias acuáticas muestren magnetotaxis
(migración u orientación de la célula respecto al campo
magnético de la Tierra). Los magnetosomas están rodeados
por membranas que contienen fosfolípidos, proteínas y glucoproteínas.
Las vesículas de gas se observan, casi de manera
exclusiva en microorganismos de hábitat acuáticos, donde proporcionan
flotabilidad. Las membranas de las vesículas de gas
tienen proteínas con un grosor de 2 nm, son impermeables al
agua y a los solutos pero permeables a los gases; así, las vesículas
de gas existen como estructuras llenas de gas rodeadas por
elementos del citoplasma (figura 2-9).
Las bacterias contienen proteínas similares a la actina y
proteínas del citoesqueleto diferentes a la actina de las células
eucariotas, como proteínas adicionales que participan en la
formación del citoesqueleto (figura 2-10). Los homólogos de
la actina (p. ej., MreB, Mbl) realizan varias funciones, y colaboran
a establecer la forma de la célula, segregar cromosomas y
localizar proteínas en la célula. Los homólogos diferentes a la
actina (p. ej., FtsZ) y proteínas singulares del citoesqueleto bacteriano
(p. ej., SecY, MinD) participan en determinar la forma
celular en la regulación de la división celular y segregación de
cromosomas.
Envoltura celular
Las células procariotas están rodeadas por una envoltura compleja
en capas que difiere en composición entre los principales
grupos. Tales estructuras protegen al microorganismo de
entornos ambientales hostiles, como osmolaridad extrema,
químicos nocivos e incluso antibióticos.
Membrana celular
A. Estructura
La membrana celular bacteriana, también denominada membrana
citoplásmica, es visible en la micrografía electrónica de
cortes delgados (figura 2-15). Es una “unidad de membrana”
típica compuesta por fosfolípidos y hasta 200 diferentes tipos
de proteínas. Las proteínas constituyen casi 70% de la masa de
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