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VAINAS Son de naturaleza polisacárida y es de una estructura también como los biolfilmes recreativa. Hay muchas células integradas dentro de esta. A partir de una célula se van formando todas. Para colonizar otra célula, las bacterias de arriba salta y va a colonizar otra. -Observación de vesículas de membrana de gram negativas que contiene OMP, LPS y algunas proteínas periplásmicas y fragmentos de DNA. Son como pequeñas bacterias y se está estudiando mucho porque se transfieren información genética de una bacteria a otra. Se está estudiando para utilizarlo como los liposomas. -Pueden destruir la competición. -Transferencia de genes.

MEMBRANA CITOPLASMÁTICA BACTERIANA La célula bacteriana: ¿Qué define el lado interior y el exterior? Vamos a centrarnos en la interfase. El límite entre lo que es célula y lo que no es célula, y precisamente es la membrana citoplasmática esta interfase. -COMPOSICIÓN: es una bicapa fosfolipídica estabilizado por cationes divalentes incluyendo Ca2+ y Mg2+. Todo lo que hemos dicho hasta es prescindible, pero la membrana citoplasmática es imprescindible. -Lípidos: .. Anfipáticos (polares y no polares). La mayoría fosfolípidos (fosfatidilglicerol es el más frecuente, la fosfatidieltanolamina también es bastante frecuente). .. Carecen de esteroides, no tienen colesterol. Esto es lógico porque la membrana citoplasmático de los mamíferos tiene que soportar la presión osmótica, y para eso necesitan la rigidez que da el colesterol. Las bacterias ya tienen la pared que da la resistencia. El único ejemplo de bacterias que no tienen pared celular, es el género Mycoplasma (pneumonías muy frecuentes en niños), y por consiguiente esta membrana de este género sí que tienen colesterol en la membrana, pero es el único caso. .. Tienen hopanoides (son también una estructura parecida al colesterol, molécula pentacíclica. -Proteínas: permite la comunicación con el exterior. .. Integrales. .. Periféricas. -Hidratos de carbono: .. Glicolípidos. .. Oligosacáridos. ESTRUCTURA La membrana citoplasmática: -Es una bicapa fosfolipídica estabilizada por cationes divalentes incluyendo Ca2+ y Mg2+. -Es una barrera selectiva a la permeabilidad, tanto para entrar como para salir. Se necesita de sistemas que permite pasar de un lado a otro. Alguna pequeña molécula sí que puede pasar libremente, pero son muy pocas. -Pueden atravesarla macromoléculas con ayuda de sistemas que están incluidos en la membrana citoplasmática, como trozos grandes de DNA. -No presentan ni exo ni endocitosis. -Ácidos grasos: predominantemente C16 (palmítico), más del 50% son los monoinsaturados 9, 10 o 11,12. 28

-Grupos de cabeza, buscar más. -Hay las proteínas integrales, y las proteínas periféricas. La diferencia está en que las integrales no se pueden extraer con facilidad, se tiene que romper la membrana y aun así es difícil, las periféricas son mucho más fáciles de pensar. -Los hopanoides se prolongan hacia dentro de la membrana. -La “comunicación” entre interior y exterior es posible gracias a las proteínas de membrana. FUNCIONES DE PROTEÍNAS DE MEMBRANA: -Síntesis de lípidos, como el lipopolisacárido. -Síntesis de la pared celular. -Transporte de nutrientes (secreciones hacia el exterior y pasar hacia el interior). -Transducción de señales (comunicación de la cél hacia el exterior). Los receptores están en la membrana citoplasmática. -Secreción de proteínas, de momento se conocen 4 sistemas de secreción de proteínas. Hay diferencias entre las que son gram positivas y las que son gram negativas. -Quimiotaxis. -Transporte de electrones. Esto es una gran diferencia con las eucariotas. Las bacterias no tienen mitocondrias como las eucariotas, por lo que el sitio donde hay la maquinaria para obtener energía es la membrana citoplasmática. RESUMEN DE FUNCIONES DE LA MEMBRANA -Retiene el citoplasma. -Barrear selectiva a la permeabilidad. .. Sólo pequeñas moléculas hidrofóbicas no cargadas pueden pasarla por difusión. Pasan iones y moléculas particulares y evita el tráfico de otras. -Transporte de moléculas: .. Absorción de nutrientes. .. Excreción de residuos. .. Secreción proteínas. -Procesos metabólicos: .. Síntesis de lípidos. .. Síntesis de pared celular. .. Transporte de nutrientes. .. Generación de energía (respiración y fotosíntesis). .. Transducción de señales (quimiotaxis, esporulación y otros procesos). Son proteínas receptoras (fimbria que están más en los gram – que los + o algo así). Respuesta a señales del medio externo. -Anclaje de proteínas (flagelos). -Participación en la segregación cromosómica. MOVIMIENTOD E MATERIAL. -Difusión pasiva: no hay gasto de energía. Pocas moléculas hay que pasen así. -Ósmosis: el agua se mueves hacia altas concentraciones de soluto. Se tiene que mover a favor del gradiente no en contra. Si una bacteria tiene nutrientes muy escasos, no podría entrar por difusión pasiva, porque los nutrientes que hay en el interior de la célula son muchas más que las que hay en el exterior, porque hay escasez de nutrientes. El agua sí que puede pasar. Cuando queremos sacar proteínas del espacio periplásmico, nosotros hacemos un choque osmótico, que es agua destilada, la cual facilita la salida de determinadas proteínas para compensar un poco la presión osmótica. -Difusión facilitada: usa proteínas de transporte. No hay consume energético. -Transporte activo: usa energía, crea energía por fuerza protón motriz. 29

SISTEMAS DE ENTRADA: ABC TRANSPORTADORES. Hay unas proteínas de unión que se encuentran en el espacio periplásmico y a través de un canal pasan al interior, gracias al uso del ATP. SISTEMAS DE SECRECIÓN Ya lo veremos más adelante. Hay 5 tipos de secreción de proteínas, y que los hay de dos sistemas, los que son SEC dependientes y los que no son SEC independientes (la proteína para ser exportada no tiene que tener un péptido señal, pero sí que suele tener un extremo carboxi terminal específico, pero que al salir de la célula no se quita como pasa con el péptido señal). El sistema SEC significa que una proteína para transportarse tiene que tener el péptido señal que está en el extremo amino terminal de la proteína. -De tipo 1: grams -. Proteínas de fusión transmembrana y el sistema ABC transportador en la membrana. Con este sistema se transportan toxinas, enzimas hidrolizantes… SEC independiente. -De tipo 2: SEC dependiente. Tiene una serie de proteínas en la membrana externa. También son grams negativas. -De tipo 5: es SEC dependiente. -De tipo 4: inyecta directamente la proteína en la célula. Son toxinas muchas veces pero también esto se ha estudiado mucho para introducir material genético a las proteínas. ESTRUCTURAS BACTERIANAS INTERNAS -Ribosomas: .. 60% rRNA y 40% proteína. .. Consta de dos subunidades: grande y pequeña. .. Los procarióticos difieren de los eucarióticos en tamaño y número de proteínas. .. Sitio de síntesis de proteínas. .. Presenten en todas las células. CITOPLASMA -El citoplasma es la parte de la célula situada dentro de la membrana citoplasmática. La matriz citoplasmática se define como sustancia dentro de la membrana plasmática con exclusión del material genético. -Es relativamente poco definido al observarlo al microscopio electrónico, aunque se pueden observar pequeños gránulos (ribosomas). -El citoplasma lleva a cabo importantes funciones para la célula: .. Mantenimiento de muchos constituyentes celulares. .. Se llevan a cabo muchas funciones del crecimiento celular, metabolismo y replicación. -Característica: consistencia de gel. -Compartimentalización: .. Los enzimas de las distintas vías metabólicas están organizados en diferentes conjuntos (los que comparten las vías metabólicas). Están de alguna manera agrupados. Si bien no se ha podido demostrar plenamente que haya una organización interna en el citoplasma, se sospecha que en algunos casos sí que existe esta especie de ordenamiento aunque no sea una separación clásica. .. Muchos enzimas de la síntesis de DNA se concentran en la horquilla de replicación. Los ribosomas tapizan todo el citoplasma cuando se están formando las proteínas. La síntesis de RNAm y su traducción de proteínas es simultánea.

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-Constituyentes: -80% agua. -Una célula típica consta de: .. Proteínas. .. RNA (tRNA y mRNA). .. Ribosomas (polirribosomas o polisomas, no hay en eucariotas.). .. DNA. .. Precursores solubles (metabolitos, azúcares, aa, nucleótidos). .. Vitaminas y cofactores. .. Iones inorgánicos. .. Macromoléculas. .. Pigmentos. .. Chaperonas. .. Organelas o cuerpos de inclusión. .. Aunque el citoplasma está visiblemente separado del nucleoide los dos están estretamente juntos. .. Tienen una apariencia granular debido a estar tapizado de ribosomas (de 20.000 a 200.000) dependiendo de su velocidad de crecimiento (más crece, más proteínas, más ribosomas). **La membrana citoplasmática también es una diana de antibiótico. La polimixina i la colistina actúan en la membrana citoplasmática y también en la membrana externa. Actúan desorganizando la membrana citoplasmática (también la externa), creando poros. Como son muy tóxicos sobre todo la polimixina (via tópica) y colistina (via oral). ESTRUCTURA INTERNAS -Inclusiones y gránulos: .. Cuerpos intracelulares de reserva. .. Varía en tamaño, número y contenido. .. La célula bacteriana puede utilizarlos cuando las fuentes ambientales decrecen. .. Ejemplos: poliósidos, poli-beta-hidroxibutirato, gránulo de azufre (no todos lo tienen) y fosfato (más frecuente) (corpúsculos metacromáticos o gránulos de volutina), gránulos de cianoficina (reserva de nitrógeno), carboxisomas. Esto no quiere decir que todas las bacterias puedan tener todos estos gránulos, esto sería la bacteria ideal, que tienen de todo. ..Vesículas: vesículas gras, vesículas fotosintéticas (ficobilisomas), carboxisomas (ribulosa bifosfato carboxilasa, enzima clave para la fijación del CO2), enterosomas (contienen enzimas para el catabolismo de ciertos sustratos muy específicos que se descubrió en las enterobacterias y por eso se llaman enterosomas). Magnetosomas: acúmulos de magnetita, y así la bacterias se puede orientar en función del campo magnético. Phycobilisomas: están en algunas bacterias que sirven para almacenar los pigmentos fotosintéticos. -Vesículas de gas: estructuras de algunas bacterias acuáticas que les permiten vaciar y llenar de gas la vesícula de tal manera que cambie el nivel de flotación, así flotan más o menos y suben o bajan. Se comporta como un submarino. -Carboxisomas: son unas inclusiones, almacenamiento de enzimas. Son para el ciclo de las pentosas y para la fijación del carbono. Los enzimas los almacenan en estas estructuras. Sólo lo tienen las autótrofas (utilizan CO2). -Material de reserva: almidón, glucógeno, lípido (PHB), proteínas, polifosfatos, azufre inorgánico. 31

MATERIAL DE RESERVA Polisacáridos (almidón, glucógeno…) Lípidos: PHB, normalmente si no se decoloran se ven blancos en el microscopio. Proteínas: cianoficina (arginina y aspártica) Polifosfatos: gránulos de volutina o de Babes Ernst Azufres: azufre inorgánico Algunas bacterias presentan una MEMBRANA INTERACELULAR. Son las bacterias metilotrofas: utilitzan como fuente de carbono derivados del metano, metanol… que tienen sólo un átomo de carbono. Otras bacterias especiales son las quimiolitotrofas (como el Nitroscoccus), los mesosomas son una invaginación de la membrana citoplasmática hacia el interior del citoplasma. Al principio se creía que era sólo de gram +, pero las gram – también tienen. Parece ser que participan en la segregación nuclear. -Se ha descrito tres tipos de elementos citoesqueléticos en las células eucariotas: .. Tubulinas: forman microtúbulos consistentes en protofilamentos rectos que se ensamblan en túbulos huecos a través de contactos laterales a ambos lados de los protofilamentos. .. Actinas: forman un filamentos helicoidal que es también dinámico. .. Filamentos intermedios (IFs): están compuestos de proteínas enrolladas que se ensamblan en láminas rígidas. Forman gruesos elementos del citoessqueleto que proporcionan soporte mecánico interno para la élula y la posicio´n de diferentes oposiciones.

-Todos los elementos citoesqueléticos eucarióticos se encuentran en las bacterias: .. Tubulina bacterias (FtsZ) .. Actina bacteriana (MreB) .. Filamento intermedio (IF) .. Un cuarto grupo, el grupo MInD-ParA, parece ser sólo de bacterias, y no la tienen las células eucarióticos (sirve para la segregación nuclear éstas). -Participan en: .. La división celular. .. Segregación del cromosoma y de los plásmidos. .. Mantenimiento de la forma celular. .. Mantenimiento de la polaridad celular. .. Ensamblaje de estructuras parecidas a organelas intracelulares. PROTEÍNAS HOMÓLOGAS DE LA TUBULINA -FtsZ es una GTPasa citosólica prsente en todas las eubacteria que forma un anillo (el anillo Z) en el futurio sitio de citoquinesis, donde se separa una célula en dos. -BtubA y BtubB, se han identificado recientemente en el género Prosthecobacter, que es un género muy nuevo. Son análagos a la FtsZ, nos podemos olvidar de estas. ANÁLAGOS DE FILAMENTOS INTERMEDIOS -La crescentina, la tienen todas las células curvadas, porque es la encargada del mantenimiento de esta curva. La crescentina impide que las bacterias se pongan rectas. Es una proteína helicoidal que se ensambla en filamentos y que juega un papel importante en mantener la forma helicoidal de Caulobacter crescentus y que tiene propiedades similares a los IFs. - Una subclase de Ifs son las ATPasa A de Walker que juegan un papel importante en la división celular y segregación de plásmido y cromosoma en bacterias. Hasta no hace mucho se pensaba que toda la segregación nuclear se debía… 32

PROTEÍNAS HOMÓLOGAS A LA ACTINA. -fTSa: crucial para la maquinaria de la división celular. Interacciona directamente con el extremo de FtsZ y localiza al anillo FtsZ. Invariablemente dependiente de FtsZ pero no de otro componente de la maquinaria de división. -MreB: filamentos del citoesqueleto que realiza una función esencial en la morfogénesis y se ensambla en estructuras helicoidales…. impide que el cilindro se comprima, participa en el establecimiento de los poros de las células y en el proceso de segregación del cromosoma. Después del inicio de la replicación y antes de su terminación, las regiones duplicadas del cromosoma se separan hacia sitios opuestos en los polos de la célula en las bacterias en forma de bacilo. -ParM y AlfA: funcionan como elementos críticos en la separación de los plásmidos de bajo número de copias. Los plásmidos son independientes del núcleo y también se dividen de manera independiente. Pero el plásmido tiene información genética importante para la bacteria. Cuando la bacteria se divide, el plásmido también se tiene que dividir, por tanto. -Elementos citoesqueléticas en bacterias magnetotácticas. Son un grupo de bacterias que tienen … .. MamK y MmJ forman un elemento que posiciona los magnetosomas en línea recta.

ESTRUCTURAS BACTERIANAS INTERNAS RIBOSOMA: -60% rRNA y 40% proteínas, es una ribonucleoproteína. -Consta de 2 subunidades: grande y pequeña (en total 70S, la pequeña es 30S y la grande 50S. 30S: ARNr 16S y 21 proteínas S y la grande (23S y 5S RNAr y 31 proteínas L). -Los procarióticos difieren de los eucarióticos en tamaño y número de proteínas. -Sitio de síntesis de proteínas. -Presentes en todas las células. -Sitio A aceptor donde entra el nuevo aa unido al RNAt, sitio P proteína y sitio E de salida. -Las proteínas de la subunidad grande se llaman L y las de la pequeña S. -S recordamos que es coeficiente de sedimentación SUBUNIDAD PEQUEÑA RIBOSÓMICA. -En el complejo de traducción, mRNA pasa a través de un túnel en la subunidad pequeña del ribosoma. -Los sitios de unión del tRNA están en un hendidura en la subunidad pequeña. -El extremo 3’ del rRNA 16S de la subunidad pequeña está implicado en la unión del mRNA. -La subunidad pequeña del ribosoma es relativamente flexible, asumiendo diferentes conformaciones. Ej, la subunidad 30S del ribosoma experimenta un cambio conformacional cuando interacciona con un factor de inicio de la traducción. -A menuda que se va sintetizando el mRNA ya se está haciendo la traducción de proteínas. La estabilidad del RNAm es muy corta, una de las razonas de que la traducción y transcripción se produzcan al mismo tiempo. Estas estructuras son los polisomas, donde se ve el RNAm transcribiéndose y traduciéndose. -Primero se forma la 30S y después se forma la 70S.

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SUBUNIDAD GRANDE RIBOSÓMICA -Lo que sale sintetizado de los ribosomas no es una proteína, sino que es un polipéptido. Y después replegándose sobre si mismo y gracias a las chaperonas ya se genera la proteína en si. -El sitio promotor es donde se une la RNA polimerasa. La inmensa mayoría de los RNA mensajeros procariotas sque se conocen llevan también una cola de poli adenilato pero en vez de estabilizar como pasa en las eucariotas, lo que hace es desestabilizarlo. En el gen hay una zona promotora, hay una secuencia libre, las partes que codifican, la zona rebolque y después una zona de terminación. En el promotor hay una región -35 y una región 10. La región -35 quiere decir que 35 nucleótidos antes que comience la traducción aquí será el sitio donde la RNA polimerasava a reconocer el RNA mensajero y el sitio de unión será la caja de Pribnow. La RNA polimerasa está formada por la subunidad sigma (reconoce), después suele haber una adenina. En la secuencia libre, que sería la que viene a continuación, hay una secuencia que es la secuencia de Shine Dalgarno, la cual es importante porque aquí es donde se reconoce el ribosoma, el RNA ribosómico reconoce el RNA mensajero aquí. Hay una secuencia homóloga a la secuencia Shine Dalgarno en el DNA ribosómico. La traducción en bacterias siempre se comienza con un reconocimiento del triple AUG, que codifica la formilmetionina. Siempre las proteínas bacterianas, el primer aa es la metionina (se elimina normalmente el formil). Si no tiene metionina, es porque ha sufrido después una alteración (no me sale el nombre exacto) posttraducción. UGA es la secuencia de parada, el código determinación. TRANSCRIPCIÓN BACTERIANA RNA polimerasa en los 3 dominios. El factor sigma es el habitual pero hay diferencias, en cada género el factor sigma es diferente. Pero en la mayoría, el factor sigma que reconoce es el sigma 70. Por ejemplo la flagelina es el sigma 27, proteínas del shock térmico la sigma 32, la asimilación de nitrógeno sigma 54, fase crecimiento estacionario la sigma S. La rimfapicina (Rif) bloquea el inicio de la transcripción porque se une a la subunidad beta e impide que el factor sigma reconozca la secuencia de reconocimiento. CICLO DE TRANSCRIPCIÓN EN BACTERIA Hay algunos procesos que tienen también el factor Rho que colabora y constituye la terminación. Aunque hay algunas bacterias que son independientes al factor rho. TRADUCCIÓN El código de terminación es UGG, pero también puede ser UGA o igual los dos lo son. Para la traducción se necesita que los aa vayan al ribosoma para que allí sean enganchados. De esto se encarga el ribonucleico de transferencia, que es una molécula soluble. El r. de transferencia no se ve. Presenta una forma de trébol. Tiene una región que reconoce el aa (que es el codo) y en el extremo opuesto tiene el anticodo, donde se engancha el RNAm. Después tiene dos protuberancias más que tienen función de reconocimiento y enganche al ribosoma. Tenemos la fase de inicio, la de elongación y la de terminación. El complejo de inicio 30 s este se activa mediante el complejo factor de inicio 2. A este se une a la subunidad 30 S que tiene el factor de inicio 3, se libera el factor de inicio 1. Se libera el factor de inicio 3 y se forma lo que se denomina complejo de inicio 30S. A continuación vendría la formación del complejo de inicio 70 S, que la subunidad grande se va a unir a este complejo 30 S. Aquí se libera el factor 1 y se libera el TTP, el factor de inicio 2 y aquí ya se forma el complejo de inicio 70 S. 34

Lo primero que hace de todo es engancharse la formilmetionina antes incluso de que se haya formado el complejo 70 S. Una vez que se ha terminado la fase de inicio. La fase de elongación en el cual la formil metionina se encuentra situado en el sitio peptidil, queda libre el sitio aceptor del aminoácido, se unirá uniendo el siguiente codo y...