Transcript CURS 2 – morfologie bacteriana

Morfologie bacteriana
Dr. Carmen Costache
STRUCTURA
1.Structuri obligatorii:
 Nucleoid,
 Citoplasma,
 Membrană citoplasmatică,
 Perete celular
2.Structuri facultative
* neesenţiale pentru
multiplicare
* conferä proprietäţi de
patogenitatea
 Capsulă, Glicocalix;
 Pili comuni, pili de sex,
 Flageli (Cili),
 Spori
NUCLEOID

nu are
– nucleoli,
– membrana nucleară.

Se evidenţiază:
– prin coloraţii speciale:
 coloraţia Feulgen,
 acridin orange;
– microscopia electronică (aspect fibrilar).
NUCLEOID

Un singur cromozom = o moleculă dublu catenară de
ADN circulară
– 50-65 bucle supraspiralizate, pliată, răsucită,
– fibrilar, de arici sau ghem
– legat de membrana citoplasmatică prin mezozomi



Informaţia genetică - haploidă
(gene pentru un caracter într-un singur exemplar).
contact direct între ADN şi ARN,
important pentru transcrierea şi traducerea inf.genetice
sediul de acţiune al unor AB:
 Quinolone
 Nitrofurani, imidazoli
 Rifamicine
NUCLEOID

studii recente => Cz lineari
 Borrellia burgdorferi,
 Streptomyces spp

Nr. copii de AND/cz la un moment dat
 Depind de stadiul ciclului celular
Material genetic extracromozomial
autonom sau integrat în cz bacterian
 Plasmidele
 Bacteriofagii

Material genetic extracromozomial

Plasmidele
– molecule de ADN circulare.
– se pot transmite de la o bacterie la alta =
conjugarea bacteriană
– Codifica nr variabil de gene
 virulenta.

Feuelgen pozitiv
Material genetic extracromozomial
Bacteriofagii
 Structuri virale
 infecteaza bacteriile.
 2 tipuri:
 litici, capabili de replicare => liza bacteriei
 lizogeni (temperaţi) –
– se pot integra în cz. = profag => proprietăţi noi:
ex. producerea unor toxine.
CITOPLASMA BACTERIILOR
necompartimentată,
 fără organite:

 reticul endoplasmatic,
 aparat Golgi,
 mitocondrii,

2 zone distincte
– Periferica, amorfa
– Interna (nucleoidul)
CITOPLASMA BACTERIILOR

1.Ribozomi: mii, 70 S
 subunităţile : 50 S (Large) şi 30 S (Small)
– sediul sintezei proteice
– ţinta de acţiune a unor antibiotice => inhiba selectiv
sinteza proteica bacteriana dar nu si cea eukariota !



Chloramfenicol,
Erithromicina (M)
Clindamicin,


Tetracicline
Aminoglicozide
50 S
30 S
CITOPLASMA BACTERIILOR

2.Granule/Incluzii:
– masă lichidă de substanţe nutritive,
– delimitate de membrană
– Colorate specific de anumiti coloranti
 Ex. Volutina = corpuscul metacromatic (albastru de
metilen=> rosu)
CITOPLASMA BACTERIILOR

3. ARN în cantitate mare,
– reprezentat de r ARN (9%), m ARN, t ARN.

4. Molecule: 3000 – 4000 molecule
diferite;
– apă, săruri minerale, ioni, acizi nucleici

5. Incluzii: material nutritiv de rezervă,
– format în condiţii nefavorabile de mediu

6. Plasmide
MEMBRANA CITOPLASMATICA
strat subţire (10 -20 nm)
 sub peretele celular => greu de evidenţiat.
Structura membranei citoplasmatice
 modelul mozaicului Singer:

– masă fosfolipidică,
– plutesc insule de proteine,
 dispuse spre interior, exterior
 sau în masa fosfolipidică.

model dinamic => reciclată permanent.
MEMBRANA CITOPLASMATICA
Prelungiri în citoplasmă:
 1. Mezozomi
 Rol:
– diviziunea bacteriilor;
– replicare ADN-ului;
– formarea endosporilor


2. Oxizomi: prelungiri scurte
Rol:
– procesele bioenergetice la bacteriile capabile de respiraţie:
 aerobe,
 aerob anaerobe facultative,
 microaerofile.
FUNCŢIILE MEMBRANEI CITOPLASMATICE

1. Permeabilitate selectivă şi
transport de substanţe:
– transport pasiv = difuzia simplă, substanţe cu
GM mică
– transportul activ
 contra gradient de concentraţie,
 cu consum de energie
FUNCŢIILE MEMBRANEI CITOPLASMATICE

2. Funcţie bioenergetică:
– sediul transportului de electroni, a fosforilării
oxidative (Oxizomii).
3. Funcţie biosintetică: precursori PC
 4. Sediul enzimelor hidrolazice

– hidrolizează polimeri organici: proteine,
zaharuri, lipide în nutrienţi, care pot pătrunde
în bacterie.
FUNCŢIILE MEMBRANEI CITOPLASMATICE

5.Ţinta de acţiune pentru detergenţi
şi antibiotice (bactericid.)
FUNCŢIILE MEMBRANEI CITOPLASMATICE

6. Replicarea ADN cromozomial,
plasmidic:
– prin mezozomii septali

7. Sediul motorului ciliar
FUNCŢIILE MEMBRANEI CITOPLASMATICE

8. Import de macromolecule
– ex. fragment de ADN, de la bacterii
donatoare = transformare
FUNCŢIILE MEMBRANEI CITOPLASMATICE

9. Sediul receptorilor chemotactici:
– deplasarea spre substanţele nutritive
PERETELE CELULAR BACTERIAN






prezent la majoritatea bacteriilor, cu excepţia genului Mycoplasma.
PERETELE CELULAR LA BACTERII GRAM POZITIVE
gros (15- 50 nm), dar simplu structurat:
straturi suprapuse de peptidoglican (40) şi acizi teichoici
ataşaţi
1.Acizi teichoici sunt heteropolimeri repetitivi,
Rol - aderarea bacteriilor de celulele epiteliale ale
mucoaselor
– ex. streptococ ß hemolitic.




- antigene de suprafaţă
- captarea unor nutrienţi: ex. Mg.
2.Polizaharide de perete
3.Proteine de perete
 (excepţional-ex proteina A a Stafilococului aureus

Lipidele sunt în cantitate mică (<1%);
– excepţie Mycobacterium,
PERETELE CELULAR LA
BACTERII GRAM NEGATIVE


subţire (10 -15 nm) dar complex structurat
1. Peptidoglicanul :
 1- 2 straturi de peptidoglican, bidimensional


2. Stratul lipoproteic Formează un schelet
3. Membrana externă
– masă fosfolipidică fluidă, în care înoată proteine.
 Proteinele majore (70%) şi minore (30%)
– Proteine majore: Porine, Nonporine
 Proteine minore (Outer membrane proteins - OMP)
– NBP (nutrient binding protein),
– PBP (penicillin binding protein),
– FeBP (siderofor)
PERETELE CELULAR LA
BACTERII GRAM NEGATIVE


4. Lipopolizaharidul (LPZ)
Lipidul A
– este endotoxina bacteriilor Gram negative
– responsabilă de fenomenele toxice:
 febră, diaree, greţuri, vărsături, scăderea tensiunii arteriale,
 şoc endotoxic şi deces.

Componenta polizaharidică internă (core,
sâmbure polizaharidic):
– structurä comună la bacteriile Gram negative

Lanţurile oligozaharidice laterale:
– proemină la suprafaţa bacteriei, ca spini şi sunt în număr mare
– este antigenul O, responsabil de specificitate
PERETELE CELULAR LA
BACTERII GRAM NEGATIVE

5. Spatiul periplasmic
– între membrana externă şi membrana
citoplasmatică.
– Deţine oligozaharide şi protein-enzime:
 distrugerea bacteriilor bătrâne/moarte -autoliza
 scindează substanţele nutritive cu G.M. mare,
(polimeri organici) în monomeri: nutrienţi care pot
pătrunde în bacterie.
FUNCŢIILE PERETELUI
CELULAR






1. Menţine forma
2. delimitarea bacteriilor în 2 grupe Gram.
3. responsabil de acido - alcoolorezistenţă,
4. creşterea şi diviziunea bacteriilor - primer
pentru propria sinteză
6. Intervine în nutriţia bacteriană
7. Intervine în metabolismul bacterian,
– sită moleculară
– transportor de ioni
– import şi export de proteine

8. Este o barieră selectivă şi are rol protector.
FORMATIUNI FACULTATIVE

Conferă bacteriilor proprietăţi importante în natură
– aderenţa,
– rezistenţă la fagocitoză ( unele fiind factori de patogenitate.)
CAPSULA
 strat amorf de înveliş
 3 structuri :
 Capsula microscopică :poate înconjura 1-2 bacterii.
– Ex. Pneumococi, Meningococi, Hemofili, Bacilul cărbunos, Klebsiella,
Clostridium perfringers.

Microcapsulă: antigenul K / antigen Vi la Salmonella.
– se evidenţiază doar în microscopie electronică
– poate înconjura doar parţial peretele celular.

Stratul mucos produs doar în condiţii naturale =>patogene
Capsula se evidenţiază
1. În frotiuri prin:
 coloraţii negative,
– nu colorează capsula,
– vizibilă ca un halou alb în jurul bacteriilor:
 coloraţia Gram (prod. patologic),
 Burri (culturi pure)
coloraţii pozitive: coloraţia Muir
2. Prin reacţii antigen - anticorp:
reacţia de precipitare şi reacţia de umflare a capsulei
3. După aspectul coloniilor pe medii de cultură:
foarte mucoase

CAPSULA
Compoziţie chimică

polizaharidică,
– majoritatea bacteriilor capsulate (Pneumococ, Meningococ,
Hemofili).

polipeptidică:
– polimer al acidului D - Glutamic, la bacilul cărbunos.

proteică
– Yersinia pestis,
polimer de acid hialuronic la Streptococ β - hemolitic.
Rol
 1. antigen bacterian.
 2. factor de patogenitate bacterian:

 se opune fagocitării bacteriilor.
GLICOCALIXUL
strat de suprafaţă sintetizat de bacterii în mediul lor
natural.
 structurat,
 fibre polizaharidice lungi (dextran sau levan)
 se poate evidenţia doar în microscopie electronică
Rol
 1.adezina polizaharidică
 2.factor de colonizare

– Ex. Mutanul ( Streptococus mutans) - aderă de smalţul dentar
cu formarea cariei dentare. Bacteriile produc metaboliţi acizi,
care atacă smalţul dentar.
PILII COMUNI (FIMBRII)

Pleacă din membrana citoplasmică, străbat PC
formaţiuni filamentoase, tubulare scurte
 număr mare (aproximativ 100 - 200 pili).
 natură proteică (pileină ).
 determinism cromozomial

– mai rar determinism plasmidic.

întâlniţi la bacteriile Gram negative
PILII
Rol
 1. adezinele proteice ale bacteriilor:

– aderarea nespecifică pe suprafeţe inerte,
– aderarea specifică pe mucoase, epitelii, endotelii,
hematii, fagocite.

2. factor de patogenitate
– Gonococii, E. coli- (ETEC),

3. antigene
– posibilitatea modificarea structurii antigenice
PILII DE SEX
formaţiuni tubulare lungi
 număr mic (1-4 )
 prezenţi la bacteriile G negative
 au determinism extracromozomial
(plasmidic)
 Rol: conjugarea bacteriană

FLAGELI (CILI)

formaţiuni tubulare lungi
 aprox. 20 m lungime/20 nm lăţime.



organite de locomoţie ale bacteriilor
Structură proteică = flagelină
Ultrasctructura la ME:
– corpuscul bazal ş
– cilindru proteic (filament axial).

Evidentierea cililor :
– în preparate microscopice:
 coloraţii speciale
 indirect în preparate native (mobilitatea bacteriană) .
– pe medii de cultură, prin însămânţarea bacteriilor prin înţepare:
 bacteriile imobile se dezvoltă doar pe traiectul de înţepare,
 cele mobile se dezvoltă în tot mediul.
Rol:
 1. mobilitate, spre locurile unde există
atractanţi:

– chimiotaxie (deplasarea spre substanţe chimice);
– fototaxie (deplasare spre locurile cu lumină); etc

2.antigen bacterian - antigenul “H”,
 Weil - Felix a evidenţiat la Proteus,
 însămânţată într-un punct dintr-un mediu, se dezvoltă pe tot
mediul sub forma unor văluri concentrice (hauch).
SPORII
forme de rezistenţă - condiţii nefavorabile de temperatură, nutriţie, pH,
oxigen,
 formă primitivă de diferenţiere celulară la bacterii.
 Sporularea:

–

iniţial endospori ulteior - spori liberi = exospori
Germinare
– Revenire la forma vegetativă când întâlnesc condiţii favorabile

Evidenţierea sporilor
– coloraţii negative: Gram (formaţiuni ovalare, necolorate, în interiorul bacteriilor).
– coloraţii pozitive: verde – malachit şi safranină

Ultrastructura sporilor (ME) din interior spre exterior:
–
–
–
–
Protoplastul sporal
Peretele sporal
Cortexul
Învelişurile sporale si exosporium
Rol:
1. identificarea bacteriilor.
 2.alegerea metodelor de sterilizare şi dezinfecţie capabile să distrugă
sporii


SPORI
IMPORTANŢA CUNOŞTINŢELOR DE
MORFOLOGIE BACTERIANĂ

I. Pentru unele boli infecţioase, examenul
microscopic = singura posibilitate
diagnostică.
Ex. Sifilis - Treponema pallidum,
 nu există posibilitatea de a izola, cultiva =>
evidenţierea şi identificarea în preparat nativ sau în
frotiuri prin coloraţii speciale (impregnarea
argentică) = forma spiralată.
IMPORTANŢA CUNOŞTINŢELOR DE
MORFOLOGIE BACTERIANĂ

II. Pentru alte boli infectioase, există
posibilitatea cultivării şi izolării agentului
etiologic, dar examenul microscopic oferă
informaţii preţioase.
– gonoree - Neisseria gonnorhoeae (gonococ)
 imaginea microscopică: PMN, diplococi intra şi extracelulari.
– tuberculoză, bacilul Koch se dezvoltă lent,
 frotiu din produs patologic: evidenţierea de bacili acido alcoolorezistenţi prin coloraţia Ziehl - Neelsen,
IMPORTANŢA CUNOŞTINŢELOR DE
MORFOLOGIE BACTERIANĂ
III. Pentru alte boli infecţioase- informaţii orientative.
Frotiu din puroi, colorat Gram:
 coci Gram pozitivi dispuşi în grămezi - infecţie stafilococică
 coci Gram pozitivi, dispuşi în lanţuri - infecţie streptococică
 diplobacili Gram pozitivi, capsulaţi - etiologie cărbunoasă
 bacili G pozitivi deformaţi - tetanos ( Clostridium tetani)
 bacili G negativi capsulaţi - Klebsiella
Frotiu din spută:
 diplococi Gram pozitivi capsulaţi - pneumonie pneumococică
 bacili Gram negativi capsulaţi – Klebsiella pn.
Frotiu din LCR:
 diplococi G negativi - etiologie meningococică.
 diplococi G pozitivi capsulaţi - etiologie pneumococicä
