EL TALLER VETERINARIO

INDICE

 

·        Esporas o endosporas bacterianas

 

o       ¿Que son?

 

o       Explicar mediante un esquema su estructura y composición de las diferentes partes.

 

 

o       Propiedades, características y funciones

 

o       Diferencia con la célula madre o esporangio

 

 

·        proceso de esporulación vs. Germinación

 

o       definirlos explicarlos, ayudándose de un esquema para cada proceso.

 

o       factores que inciden positiva o negativamente en la esporulación

 

 

o       ¿a que deben su resistencia las esporas? Sustentar.                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Esporas o endosporas bacterianas:

 

1.1 ¿Que son?

Algunas especies bacterianas, cuando se encuentran en ambientes adversos, son capaces de transformarse en células especiales de alta resistencia, llamadas endosporas o esporos. Estas forman soportan los efectos bactericidas del calor, radiaciones, congelación, desecación  y ciertos productos químicos tóxicos (desinfectantes). Pueden permanecer en estado latente durante largos periodos de tiempo. Se encuentran habitualmente en el suelo.

 

 

 

1.2 Explicar mediante un esquema su estructura y composición de las diferentes partes.

 

 

 


1.3  Propiedades, características y funciones

 

La estructura de los esporos se pone en manifiesto al utilizar la microscopio electrónico. Su aspecto es diferente a su forma vegetativa, ya que esta rodeado por varias capas gruesas que le permiten resistir las inclemencias ambientales. El citoplasma del esporo se denomina parte interna o núcleo. Contiene una sola copia del cromosoma, carece de ARNm, tiene poco ARNt  y posee algunas enzimas. Los aminoácidos se almacenan como proteína citoplasmáticas de bajo peso molecular y se llaman proteínas pequeñas solubles en ácido (SASP). Algunas SASP contribuyen aumentar la capacidad de la endospora para resistir las radiaciones ultravioleta y, quizá, el calor, ya que aumenta de forma estable la actividad negativa de la superhélice del cromosoma. No hay actividad metabólica continua en el esporo maduro y la energía se almacena como 3-fosfoglicerato, sustancia más estable que el ATP. También contiene ácido dipicolínico, que se combina con iones calcio; este supone el 15 % del peso seco del esporo, y hasta ahora se pensaba que era el responsable directo a la resistencia al calor por parte de la endospora, pero recientemente se han aislado mutantes termorresistentes que carecen de esta sustancia. El núcleo se encuentra parcialmente deshidratado, posee el 10 al 30 % del contenido del agua de la célula vegetativa. Esta deshidratación incrementa la

 termorresistencia de la endospora, le confiere resistencia a diversos productos químicos e inactiva las enzimas del núcleo. El pH de la parte interna es aproximadamente una unidad inferior al de la célula vegetativa.

El núcleo del esporo se encuentra rodeado, primero, por una membrana citoplasmática y una delgada pared celular, y después por una capa concéntrica llamada corteza o cortex. La corteza esta contituida por peptidoglicanos modificado y contiene, al igual que el núcleo, ácido dipicolinico, generalmente en forma de dipicolinato de calcio. Rodeando la corteza aparece la cubierta del esporo que esta compuesta por varias capas de proteínas, y puede ser bastante gruesa. La capa mas externa es el exosporium, una fina y delicada cubierta de naturaleza proteica.

Los esporos pueden estar situados en el centro, cerca de un extremo (subterminal) o netamente en el extremo (terminal). En ocasiones nos encontramos con esporos tan grandes que pueden deformar la célula madre o esporangio.

El esporo posee capacidad inmonogena, algunos de sus antígenos son diferentes a los de las células vegetativas, pero específicos y comunes a todas las biovariedades de la misma especie.

 

1.4 Diferencia con la célula madre o esporangio

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                                                                                                  

 

 

 

  1. proceso de esporulación vs. Germinación

2.1 definirlos explicarlos, ayudándose de un esquema para cada proceso.

 

Esporulación:

La esporulación implica una serie muy compleja de eventos en la diferenciación celular. La esporulación bacteriana no se produce durante el crecimiento exponencial de las células, sino únicamente al cesar el crecimiento como consecuencia del gasto de los nutrientes esenciales. De ahí que las células del Bacillus, un bacilo formador de esporas típico, cesen su crecimiento vegetativo y empiecen a esporular cuando se limita la disponibilidad de un nutriente esencial como el carbono o el nitrógeno.

   El paso del crecimiento vegetativo a la esporulación se basa en muchos cambios en la expresión de los genes de la célula. En la imagen anterior se muestran los cambios estructurales que acontecen en las células que esporulan de Bacillus, pudiéndose dividir el proceso en varias fases. En

 Bacillus subtilis se ha estudiado en detalle la esporulación, un proceso que dura unas 8 h. Los estudios genéticos de mutantes de Bacillus, cada uno de los cuales presenta un bloqueo en una de las fases de la esporulación, han puesto de manifiesto la implicación de 200 genes en el proceso de esporulación. La esporulación requiere el cese de la síntesis de algunas proteínas implicadas en funciones vegetativas de la célula y la fabricación de proteínas específicas de la espora. Esto se lleva a cabo mediante la activación de distintos genes específicos de esporas incluyendo spo, ssp (que codifica las SASPs) y muchos otros genes en respuesta a estímulos del entorno para el inicio de la esporulación. Las proteínas codificadas por estos genes catalizan la serie de eventos que transforman a una célula vegetativa hidratada y metabólicamente activa en una endospora deshidratada y metabólicamente inerte, aunque muy resistente.

 

 

Germinación:

·        la primera etapa activación, ocurre cuando el calor o alguna sustancia química activa un receptor de la l-alanina, que también es una proteasa.

·        La segunda etapa, iniciación o germinación, se lleva acabo cuando la célula activada se expone a la l-alanina, a otros aminoácidos o a la glucosa. La proteasa activada pone en marcha una enzima lítica de la corteza, especifica para la germinación, y la transforma en su forma activa. Esta degradada la corteza y permite la entrada en la endospora de agua y nutrientes. A lo largo de esta fase el esporo pierde su resistencia y refractariedad y recupera su actividad metabólica.

·        La tercera etapa, crecimiento, se inicia cuando la germinación ya esta irreversible, a lo largo de esta fase. La bacteria recupera su forma vegetativa, se ha podido poner de manifiesto que si bien en la primera y segunda etapa se emplean materiales preformados, en la tercera etapa se origina una nueva síntesis proteica.                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                                                        

2.2 factores que inciden positiva o negativamente en la esporulación.

 

Los factores que inciden en el proceso de esporulación son:

·        la bacteria tiene que estar ávida de nutrimentos importantes.

·        Debe existir una alta densidad bacteriana para permitir la secreción y reconocimiento del factor 1 de la diferenciación extra celular.

·        Es necesario que la bacteria se encuentre en fase estacionaria.    

 

 

 

 

 

 

 

 


2.3 ¿a que deben su resistencia las esporas? Sustentar.                                  

 

Las endosporas son células en estado de dormancia, con una bajísima tasa metabólica (hipometabolia, la menor que existe en el mundo vivo), y capaces de conservar su vitalidad durante larguísimos períodos. Son muy resistentes a la acción de diversos agentes químicos (octanol, cloroformo) y físicos (altas temperaturas, congelación, desecación, radiaciones).

1)     Hipometabolia: Poseen la más baja tasa respiratoria de todos los seres vivos. Por ello son capaces de sobrevivir en ausencia de nutrientes durante largos períodos de tiempo.

2)     Dormancia: Esta propiedad se refiere al hecho de que la espora tiene una gran inercia a los sustratos exógenos. Como veremos, la espora sólo perderá la dormancia cuando se haya activado para la germinación.

 3)     Resistencia al calor: Las esporas de ciertas especies resisten el calor húmedo de 120oC durante 10 min, lo cual condiciona los parámetros para esterilizar materiales. Esta elevada resistencia a las altas temperaturas es un subproducto de los cambios evolutivos que condujeron a la deshidratación como medio para lograr la hipometabolia y la dormancia. Por lo tanto, la deshidratación es la clave de las anteriores propiedades. (En cambio, como dijimos antes, al menos parte de la resistencia al calor seco, es decir, en ausencia de vapor de agua, se debe a las proteínas SASP, que protegen al ADN de los daños oxidativos de este tipo de calor).

4)     Deshidratación: El muy bajo contenido en agua de la espora (0.3 g de agua/g de peso seco frente a los 3-4 g de agua/g de peso seco de la célula vegetativa) hace que la espora sea muy refráctil al microscopio óptico en fresco. El hecho de estar deshidrata la hace muy resistente al calor.

5)      Resistencia a los rayos UV: Parece que depende de varios componentes:

a)      absorción de luz UV por las cubiertas;

b)      por el DPC;

c)      pero cada vez está más claro que las proteínas SASP tienen un papel central en esta resistencia a los UV. Como ya dijimos, las SAPS de tipo α/β acomplejan al ADN y favorecen su configuración de tipo A, lo cual a su vez provoca un cambio en su fotoquímica.

d)      cambio en la fotoquímica del ADN de la espora: se puede explicar parcialmente por la misma deshidratación del protoplasto, que impide que se formen dímeros de pirimidina entre pirimidinas adyacentes de una misma cadena del ADN. Constituyen el principal tipo de fotoproductos generados por rayos UV en el ADN de la célula vegetativa, base de la mayor parte de los efectos deletéreos de estas radiaciones.  Por otro lado, las SASP de tipo α/β que acomplejan el ADN hacen que en la espora la luz UV provoque otro tipo de alteración, llamada fotoproducto de la espora (que consiste en 5-timinil-5,6-dihidrotimina) que se produce en menor cantidad. Aunque la acumulación de fotoproductos de la espora puede ser igual de letal que la de los dímeros de pirimidina, cuando germina la espora se pone inmediatamente en marcha un eficiente sistema de reparación específico de ese fotoproducto.

6)     resistencia a agentes químicos: La resistencia de la endospora a agentes como octanol, cloroformo, etc. se debe a la impermeabilidad de las cubiertas, gracias a su gran grosor y su peculiar composición a base de proteínas ricas en aminoácidos hidrófobos y con abundantes puentes disulfuro (cistinas). La resistencia a la lisozima se debe por un lado a la propia impermeabilidad de las cubiertas, y a la resistencia de la corteza.