Adaptación de bacterias termofilas e hipertermofilas.

En primer lugar sus enzimas y otras proteínas son mucho más estables y el funcionamiento de sus macromoléculas es óptimo a altas temperaturas. Esto se consigue porque la secuencia difiere en unos pocos aminoácidos de una enzima que cataliza la misma reacción en mesofilas, pero esto hace que el plegamiento sea más termoestable. También hay un aumento en el número de pares iónicos presentes.

Hay un denso empaquetamiento del interior que es altamente hidrófobo lo que hace que resistan la desnaturalización.

Producen ciertos solutos en cantidades significativas como el di-inositol fosfato, diglicerol fosfato y manosilglicerato que ayuda a estabilizar las proteínas evitando su degradación térmica.

Otra de las adaptaciones es en la membrana plasmática que es muy rica en ácidos grasos permitiendo la funcionalidad y estabilidad a altas temperaturas. Estos ácidos grasos forman un ambiente hidrofobito. La membrana plasmática pasa a ser monocapa y en Archeas los lípidos se sustituyen por carbohidratos de cuarenta carbonos. En cuanto al ADN también hay variaciones en el grado de superenrollamiento.

Bacterias del acido láctico: características generales y propiedades de los distintos géneros.

Suelen ser colonias blancas. Obtienen la energía por la fermentación de azucares, son anaerobios aerotolerantes, además de peroxidasa positivos y cátalas negativo. Poseen elevados requerimientos nutricionales y existen grupos según los tipos de fermentación:

    Homofermentativos; el producto final es exclusivamente acido láctico. Poseen adolasa y producen dos ATP por glucosa.

    Heterofermentativos: carecen de aldolasa. Producen también etanol. El crecimiento es más lento debido a que solo producen un ATP por glucosa. También pueden pasar el acetil fosfato a acetato produciendo un ATP extra mediante la flavinoxidasa que regenera el NAD+.

Existen cuatro géneros que son:

o    Strectococus: forman cadenas de cocos debido a que se dividen en un solo plano. Son resistentes a la azida y producen hemólisis.

o    Leuconostoc: son heterofermentadores. Producen compuestos aromáticos y también producen dextrano.

o    Pedicocus: es homofermentativo. Produce la fermentación del vino. Realiza fermentación malo-láctica.

o    Lactobacilus: son bacilos. Muy rara vez patógenos. Poseen alta resistencia a pH bajo entre 4 y 5. Se usan en estados finales de fermentaciones industriales.

Retrotransposones

Los retrotransposones son los que poseen retrotransposasa. En un mismo organismo puede haber diferentes tipos. Alu es una excepción ya que se integra en los genes codificantes y su tamaño es poco más de 300 bases. Son muy numerosos. Dentro de los retrotransposones tenemos los LTR que presentan secuencias repetidas en sus extremos. Tanto la replicación como la transposición se hacen a través de un ARNm. Aparecen en insectos, plantas, hongos, levaduras y peces. Son fósiles en mamíferos. No se transmiten horizontalmente. No los encontramos en bacterias y no son infectivos

Sintesis de enterotoxina

En la síntesis de la enterotoxina se produce de la siguiente forma. Se transcribe el gen que codifica para la propretoxina. Seguidamente esta secuencia es traducida dando la preprotoxina que consta de la parte PRE, la parte Pro, parte α, parte γ y parte β, en este orden. A continuación entra en la ruta de síntesis, concretamente en el aparato de Golgí ya ha entrado como protoxina, ya que en el retículo endoplasmatico se ha eliminado la parte PRE. En el Golgí se produce los demás cortes mediante la Kex 1 y   Kex 2 que son exoproteasa y endoproteasa. La Kex 2 produce el corte entre la parte Pro, y α, entre α y γ, y entre γ y β. Pósteramente se unen α y β dando la enterotoxina. La subunidad β es la encargada de producir la resistencia frente a la toxina. 

Exocitosis

      Exocitosis y endocitosis: Es el transporte a trabes de vesículas membranales hacia el exterior o hacia el interior, respectivamente. Necesita ATP para la formación de vesículas membranosas.

      Exocitosis: es el transporte hacia el exterior mediante la fusión de estas vesículas con la membrana plasmática. Se produce en neuronas y en células endocrinas. Es necesario el ATP, ya que es un proceso activo, porque se hace en contra de gradiente, además de gastar para la formación de las vesículas.

      Endocitosis: es la incorporación de sustancias sólidas o liquidas que son invaginadas hacia el interior. Es un proceso activo, ya que se utiliza el ATP para generar las vesículas. La endocitosis se divide en fagocitosis y pinocitosis. Es fagocitosis cuando la sustancia es sólida, como por ejemplo los patógenos por los neutrófilos y la pinocitosis cuando la sustancia es liquida. Son activos y normalmente en contra de gradiente.

Membrana plasmatica:

La membrana plasmática o celular juega una función determinada, ya que permite el intercambio de sustancias. Regula la relación entre células y entre célula y líquido que las rodea que puede ser intracelular o extracelular. El extracelular se divide en tres: intersticial (rodea a las células), vascular  y transcelular (es el líquido senovial y líquido cefalorraquídeo). Las funciones son: actuar de barrera de separación, es la vía de entrada y salida, secreción de moléculas, captación de moléculas, comunicación intracelular a trabes de receptores y división celular.

La composición es el 45% de lípidos (fosfolípidos en un 25% que son anfipaticos, colesterol en el 13% que se encuentra junto con los ácidos grasos de fosfolípidos dando fluidez a la bicapa lipídica y los glucolipidos en un 7%) y el 55% de proteínas que son más de cien tipos, pueden ser glicoproteínas, proteínas transportadoras y recetores hormonales.

La principal característica es que es delgada y elástica. Los modelos son: el modelo de Davison y Omeli que es un modelo ya obsoleto. El modelo valido es el de mosaico fluido que es el más aceptado, que es el modelo propuesto por Singer y Nicolson. Es una bicapa lipídica anfipatica y que también es fluida, es anfipatida debido a las propiedades de los fosfolípidos. En base a esta estructura tenemos la permeabilidad que es la capacidad de que un material para permitir que un fluido  lo atraviese sin alterar su estructura. Permitimos el paso de un gas o fluido. La permeabilidad es selectiva, ya que es una barrera que actúa entre el citoplasma y el líquido extracelular. Se mantiene la concentración intracelular diferente de la extracelular. Distinta composición  del interior y del exterior. Es permeable a sustancias liposolubles, pero de bajo peso molecular que pasan a trabes de las proteínas trasportadoras al igual que el agua

Endospora

La esporulación conduce a la formación de una célula nueva dentro de una célula madre con propiedades diferentes a su progenitora. Es una diferenciación que necesita síntesis y transporte de macromoléculas. La espora es un cuerpo refráctil resistente a agentes químicos, físicos, etc., carecen de metabolismo activo. La formación de una espora posee varios estadios.

Las endosporas las forman bacterias Gram+ cuyo hábitat es el suelo, suelen formarlas quimioheterótrofos. El suelo presenta condiciones extremas y cuando las condiciones no son favorables esporulan.

Al microscopio aparecen refringentes ya que tienen gruesas cubiertas difíciles de teñir. 

Las endosporas se forman dentro de la célula vegetativa y cada célula da una única endospora tras la cual existe lisis celular.

La representación de Ramachandran

La representación de Ramachandran es la determinación de la estructura observando los diferentes ángulos. Hace una representación entre los dos tipos de ángulos. Dice que cuando el ángulo es similar, la estructura es similar. Todas las flexiones no son posibles, ya que el 0-0 no es posible, y todos los que están cercanos a este punto. Las zonas sombreadas son las zonas posibles. Sirve para que tras la obtención de los pares de ángulos, podemos representarla en una grafica como la siguiente y obtener la estructura: 

Fotosíntesis anoxigenica:

Se produce en ausencia de oxigeno. Posee un solo fotosistema que se compone de cuatro complejos que son: complejo colector I, complejo colector II, centro de reacción fotoquímico y complejo citocromo BC1.

Cuando la luz incide sobre el fotosistema, la enerva la capta  el pigmento antena haciéndola llegar al par especial. Al captar la energía luminosa se vuelve muy electronegativo pasando de un potencial de +0´5 a 1mV. Pierde un electrón que pasa a la bacterioclorofila y de aquí a la quinona. De la quinona los electrones entran en la membrana produciendo el ciclo de las quinonas y se bombean protones el exterior. Pasan los electrones al citocromo bc1 de aquí al complejo sulfoferrico y de aquí al citocromo C2 que pasa los electrones al par especial.

Se ha producido un cambio cíclico de electrones. Se ha creado un potencial de protones que se acopla a la síntesis de ATP. El oxigeno es quien regula negativamente la expresión de los genes. El NADH se produce se produce cuando el sulfuro de hidrogeno, hidrogeno y hierro dos ceden los electrones al citocromo C2 con el transporte inverso de electrones que reducen el NAD y consumen ATP por ser en contra de potencial redox.

Proteínas:

Las proteínas son biopolímeros con multitud de funciones. Los biopolímeros se componen de monómeros que son la unidad mínima que componen a las proteínas. La estructura primaria de una proteína es la secuencia ordenada de los monómeros. Las proteínas regulan infinidad de funciones como son: estructurales como es el caso del citoesqueleto, el movimiento, la catálisis en los que son las enzimas las que se encargan que son proteínas especificas, transportan sustancias y sirven de señal que transmiten a otras proteínas o a la célula en general. Las proteínas se encargan del “trabajo de la célula”.

La estructura de un aminoácido que es la unidad monomerica, estructural básico que forman a las proteínas. Lo forman un carbono central denominada carbono α, un átomo de hidrogeno, el grupo amino y el grupo radical. Tenemos 21 radicales diferentes que proporcionan 21 aminoácidos diferentes. En una disolución a un pH neutro se comportan como iones bipolares o zwitteriones. La forma no iónica es cuando esta el grupo amino y el carboxilo sin carga, mientras que en la iónica tenemos el amino con tres hidrógenos y carga positiva y el carboxilo sin hidrogeno y carga negativa. Según el pH se pueden fabricar las curvas de titilación de los aminoácidos. En estas curvas podemos conocer el pKa de la disolución cuando se produce la primera disociación porque coincide con el  pH. El primer pKa y el segundo coinciden en todos los aminoácidos, mientras que el tercero en la gran mayoría no lo tiene o son diferentes. El primer pKa esta en torno al dos y el segundo esta entre nueve y diez. 

Endospora

La endospora es una célula diferenciada extraordinariamente resistentes al calor y difíciles de destruir. Se compone de diferentes capas. La más externa es el exosporio que es una fina y delicada cubierta de naturaleza proteica. A continuación encontramos la cubierta de la espora que se compone de varias capas de proteínas específicas de la espora. Seguidamente encontramos el cortes que no es más que una capa de peptidoglicano con uniones laxas. Interiormente se encuentra el núcleo o protoplasto de la espora que contienen la pared celular normal, la membrana citoplasmática, el citoplasma, el nucleoide…etc. Un compuesto químico característico es el acido dipiconilico.

En la esporulación hay implicados 200 genes. Requiere el cese de la síntesis de algunas proteínas funcionales en la célula vegetativa y la síntesis de nuevas proteínas especificas. Se debe de activar diversas genes como Spo, Ssp que codifican las SASPs y muchos otros en respuesta a estímulos ambientales. En primer lugar se produce la condensación del ADN. Posteriormente hay un crecimiento del tabique de la espora y se forma la preespora. Seguidamente aparece el exosporio con la formación del cortex entre las dos membranas. Se produce la deshidratación. Incorpora el calcio produciendo la deshidratación adicional producido por las SASPs y el acido dipiconilico que forma la capa cuticular. Finalmente madura y produce la lisis celular. 

Toxina tetánica y botulismo

Conocías que las toxinas del tetano y botulinica son neurotoxinas producidas por clostridium. Son bacterias anaerobias estrictas. En el caso del tetano lo produce C. tetani que no necesita invadir el tejido. la toxina bloquea la liberación de glicina, un neurotransmisor, por lo que las neuronas están contraídas. Se produce parálisis espasmica y se produce la muerte por asfixia y paro cardíaco. En el caso del botulismo lo produce la C.botulinum que no suele infectar tejidos que no sean humanos, se produce por injerta de alimentos que contienen la toxina. Es la toxina mas potente, en este caso se une a un lipido de la membrana de la neurona y hace que no se libere acetilcolina. 

Genotipo

Conocías que el genotipo o genoma es el conjunto e  genes que posee un individuo y que ha heredado de sus progenitores. A diferencia del fenotipo, el genotipo se hereda y en principio permanece invariable durante toda la vida. Sin embargo el ambiente puede modificar ambos, tanto fenotipo como genotipo. Cuando las condiciones ambientales cambian el fenotipo es el primero en cambiar y posteriormente este cambio se traduce al genotipo. 

Mendel

Conocías que Mendel fue un monje agustino que es considerado el padre de la genética. Con sus experimentos consiguió descubrir la herencia genética, sin aun conocer la existencia de los genes. Sus experimentos se basaban en el cruce de parentales que diferían en un fenotipo y observar que ocurría con la descendencia. Propuso las conocidas ¨Leyes de Mendel¨ que son la base de la herencia genética. 

Mamíferos

Mamíferos 

Conocías que los mamíferos son una clase de vertebrados homeotermos, que mantienen siempre su temperatura constante debido a que son de sangre caliente. Todos descienden de un antepasado común y tienen en común que sus crías son alimentadas con leche materna de aquí su nombre. Se conocen 5487 especies de mamíferos en todo el mundo. Es un genero muy conocido y estudiado en zoología debido a su gran diversidad aun teniendo pocas especies en el grupo.

Bacteria

Bacteria

Conocías que las bacterias son organismos unicelulares, es decir que los componen una sola célula y que pertenecen al reino de los procariotas. Son procariotas porque no presentan su material genético encerrado en un núcleo. Podemos encontrarlas en diversos lugares y están involucrados en infinidad de procesos biológicos. En cuanto a su forma es muy variada y depende del hábitat y función que desempeñen. Son muy numerosas las distintas especies, tanto como para formar un único reino como hemos mencionado anteriormente. También son los organismos mas antiguos en la evolución y sus ciclos reproductivos son por bipartición siendo desde horas hasta unos cuantos días, dependiendo siempre de la cantidad de alimento.