martes, 13 de diciembre de 2011

PARED CELULAR BACTERIANA

Las bacterias tienen una enorme presión osmótica en su interior, lo que produce que haya un equivalente de 2 atmósferas de presión. Por esto, además de el hecho de que muchas especies vivan en condiciones extremas de salinidad, temperatura o presión, poseen una estructura protectora, la pared celular. Ésta se encuentra sobre la membrana plasmática. Además de proteger y dar resistencia otorga la forma de la célula. Químicamente está compuesta por un compuesto llamado peptigoglicano o mureína. Éste se compone de 2 tipos de moléculas glucídicas: N-acetilglucosamina y ácido N-acetil murámico. Ambas se unen mediante enlaces beta-1,4, pero existen uniones más fuertas aún que aumentan la rigidez y resistencia de la pared. Esas uniones se producen entre los llamados tetrapéptidos de glicano, unas macromoléculas formadas por la unión de 4 aminoácidos: D-alanina, L-alanina, D-glutámico y lisina (en gram positivas) o ácido diaminopimélico (en gram negativas). Esas uniones transversales a las uniones beta-1,4 dan mayor consistencia. En caso de gram positivas, el 90% de la pared es el peptidoglicano, al que se añaden alcoholes llamados ácidos ticoicos, unos derivados de glúcidos que aportan carga negativa y favorecen el intercambio iónico entre el interior y exterior celular.

En bacterias gram negativas el peptidoglicano es sólo el 10% de la pared, que está ocnsituida además por una capa membranosa externa a ésta llamada membrana de lipopolisacáridos. Ésta está formada por polisacáridos unidos a lípidos y representa un alto porcentaje de la composición total de la pared (mide más de 10 nm de grosor). Esta membrana externa de lipopolisacáridos, tamién llamada LPS está formada por tres tipos de componentes: el lípido A, el núcleo del polisacárido y el polisacárido específico O. El lípido A es un tipo de lípido formado por la unión de cadenas de ácidos grasos a oligosacáridos de N-acetilglucosamina por enlaces éster-amino. Confiere el carácter tóxico a las becterias Gram negativas debido al caracter de las endotoxinas que contiene el lípido A. El núcelo del polisacárido está formado por la molécula KDO (cetodesoxioctonato), varias heptosas (monosacáridos de 7 carbonos) y uniones de glucosas con galactosas. Finalmente el polisacárido O presenta repeticiones de glucosas, galactosas, manosas, ramnosas, abecuosas y tivelosas. La membrana de LPS contiene además unas proteínas porinas que con un diámetro de cerca de 1 nm permiten el paso de determinadas moléculas pequeñas hidrofílicas y aumenta la permeabilidad.
La clave de la tinción Gram que divide las bacterias en 2 grupos en función de su pared celular, es que las gram negativas, al recibir la tinción y formar un complejo de cristal violeta y Iodo y añadir un alcohol, se puede extraer, lo cual no es posible en gram positivas

lunes, 12 de diciembre de 2011

REPLICACIÒN DEL ADN

Es un proceso fundamental dela vida (bacteriana y eucariota), pues garantiza la transmisión de la información genética. Es un proceso que debe mantenerse con una alta fidelidad de copia, pues a partir de una molécula obtenemos dos genèticamente iguales. Sin embargo, pueden darse errores en la replicación que en una bajísima proporción (del orden de uno cada 100 millones de nucleótidos) que contribuyen a la diversidad de las formas orgánicas.




El proceso requiere un gran aparato multienzimático (replisoma) y está dividido en tres grandes etapas:

INICIACIÓN
ELONGACIÓN
TERMINACIÓN

-La Iniciación consiste en la apertura de la molécula de doble espiral de ADN por unas secuencias llamadas Ori, que son unos genes por donde se abre inicialmente la doble cadena y donde actúan las primeras enzimas del proceso (que se llaman primosoma). El proceso debe ser continuo y no puede pararse ni echarse atrás una vez iniciado, luego es como una especie de interruptor que debe haber superado varios puntos de control (check points). Para ello la célula debe tener suficientes nutrientes y condiciones adecuadas de temperatura. Lo primero para la iniciación es la síntesis de un oligonucleótido de ARN llamado cebador o primer sintetizado por una ARN polimerasa llamada ADN-G. Ésta enzima es capaz de generar ese primer que actúa permitiendo un extremo 3' sobre el cual actuará la ADN polimerasa III de la que hablamos en el apartado de enzimas de la replicación.

-La Elongación consiste en alargar la molécula mediante la adición de nucleótidos gracias a la ADN polimerasa y otras enzimas que actúan en el proceso. La velocidad de copia durante la elongación es muy alta, en bacterias en 20 minutos se replica todo el ADN llegando a una velocidad de 800 nucleótidos por segundo.
Sin embargo una de las dos cadenas se sintetiza continuamente por adición de moléculas en sentido 3' y la otra de forma discontinua, lo que provoca torsiones en esa cadena y fragmentos pequeños llamados fragmentos de Okazaki (longitud de 200 nucleótidos en bacterias frente a 1500 en eucariotas).

-La Tetminación es la última fase, en la que unas secuencias TER indican que el proceso ha finalizado y donde los replicones se fusionan. Es importante que todo esté replicado una sóla vez. La secuencia Ter es fundamental para que el replisoma se acompase con todas las enzimas, y se divide en 3 partes: Ter D, Ter A y Ter E.

Enzimas de replicación bacteriana

Tenemos en primer lugar las proteínas SSB. Éstas forman un grupo de enzimas esenciales porque son las responsables de estabilizar la cadena simple de ADN cuando se separa para la duplicación. Cada una de las proteínas SSB agrupa 4 nucleótidos de cadena, y se necesitan cerca de 1500 por horquilla de replicación (la horquilla es el punto por donde se abren las 2 cadenas)

Las helicasas, son las enzimas encargadas de separar la doble hélice de ADN mediante la ruptura de los enlaces puentes de hidrógeno que unen ambas. Para ello consumen una gran cantidad de energía que obtienen de la hidrólisis del ATP. Son importantes y están muy conservadas en la evolución pese a haberse diversificado mucho en bacterias.

Las proteínas girasa o topoisomerasas, son las encargadas de eliminar tensiones y torsiones producidas en la doble cadena. Para ello realizan cortes en el ADN y luego pegan los extremos. Así eliminan esas tensiones que son necesarias evitar para la replicación correcta. Existen 2 tipos: tipo I y tipo II. Las primeras son monoméricas y realizan un único corte mientras que las segundas son diméricas y hacen 2 cortes, por lo que son muy delicadas y precisas.


Polimerasas: son las proteínas enzimáticas más fundamentales de todas las que participan en la replicación. Presentan una serie de estructuras o motivos comunes que indican sobre el origen común de la vida. Toda ellas replican añadiendo nucleótidos en sentido 5'- 3' y tienen actividad correctora de digestión 3'- 5' con algunas escepciones como la DNA Polimerasa I o de Corberg, responsable de la eliminación de secuencias primers en la hebra retardada o discontinua con actividad exonucleasa 5'-3'. En procariotas existen 4 polimerasas. La I ya explicada, la II que participa en reparación de errores, la III esencial para la elongación o polimeración del ADN y las 4 y 5, propias de respuestas SOS de la bacteria ante grandes daños o mutaciones que pueden poner en peligro la vida de la célula