Estructura del peptidoglicano, lipopolisacárido y endospora bacteriana

Resumen

El documento describe la composición química del peptidoglicano, con sus azúcares NAG y NAM, sus tetrapéptidos y los puentes intercatenarios que dan rigidez a la pared celular. También explica las funciones del lipopolisacárido, incluido el antígeno O y el lípido A, y la estructura de la endospora bacteriana, con sus capas de exosporio, cutícula, córtex y núcleo. Es un material útil para repasar la microbiología de la pared bacteriana.

Puntos clave

El peptidoglicano está formado por NAG y NAM unidos por enlaces β-(1,4), con cadenas peptídicas unidas al NAM.
El tetrapéptido es el péptido más común en bacterias gramnegativas y en algunas grampositivas como Bacillus, Clostridium y Corynebacterium.
El ácido diaminopimélico (DAP) es un aminoácido exclusivo del peptidoglicano.
Las paredes más rígidas son las que presentan más puentes peptídicos intercatenarios.
El antígeno O estimula la respuesta inmunitaria y contribuye a la función de barrera de la membrana externa.
El lípido A es tóxico para animales y actúa como endotoxina.
La cubierta de la endospora es impermeable a muchas moléculas tóxicas y es responsable de su resistencia química.
El núcleo de la endospora es metabólicamente inactivo: no existe síntesis de proteínas ni de ARN.

Ponte a prueba

Estructura del Peptidoglicano

El peptidoglicano es un heteropolímero formado por dos derivados de azúcares: N-acetilglucosamina (NAG) y N-acetilmurámico (NAM), y cadenas de aminoácidos diversas. El esqueleto consta de unidades repetitivas de NAG y NAM conectados por enlaces β-(1,4). Las cadenas peptídicas están unidas al grupo carboxilo del NAM.

El péptido más común y característico de la gran mayoría de bacterias gramnegativas y algunas grampositivas, como Bacillus, Clostridium y Corynebacterium, es el constituido por cuatro aminoácidos (tetrapéptido). Uno de los aminoácidos, el ácido diaminopimélico (DAP), es exclusivo del peptidoglicano. En las bacterias grampositivas existe una gran variabilidad en las cadenas peptídicas; es de destacar los puentes de glicina del género Staphylococcus, entre otros géneros grampositivos.

Las cadenas peptídicas que cuelgan del esqueleto de polisacárido deben estar unidas entre sí para dar la rigidez propia del peptidoglicano. El número de puentes peptídicos es variable entre las especies de bacterias, de modo que las paredes más rígidas son aquellas que presentan más puentes intercatenarios.

Funciones del Lipopolisacárido

El polisacárido O, también denominado antígeno O porque estimula una respuesta inmunitaria en el huésped, presenta una enorme variabilidad antigénica en muchas especies bacterianas debido a la gran variabilidad de las cadenas O dentro de la misma especie. Contribuye a la función de barrera de la membrana externa, impidiendo la entrada de grandes moléculas hidrofóbicas, como muchas sustancias tóxicas para la célula. También contribuye a la adhesión bacteriana a superficies, a la formación de biopelículas, a la inhibición de la fagocitosis y actúa como receptor de fagos.

El Lípido A, además de tener una función estructural, es una sustancia tóxica para animales y actúa como una endotoxina.

Estructura de la Endospora

Exosporio

Capa más externa presente solo en endosporas de algunas especies.

Cutícula o Cubierta

Formada por proteína fuertemente compactada e hidrofóbica. Esta cubierta es impermeable a muchas moléculas tóxicas y es responsable de la resistencia de la endospora a los compuestos químicos.

Córtex

Variante de peptidoglicano muy laxo que contribuye a la resistencia mecánica y a la deshidratación del citoplasma. Restos de la pared celular de la endospora están dentro del córtex y rodean al núcleo o protoplasto.

Núcleo

El núcleo o protoplasto de la espora contiene las estructuras celulares como el genoma completo (condensado y deshidratado) y pocos ribosomas. Es metabólicamente inactivo; no existe síntesis de proteínas ni de ARN.

Preguntas frecuentes

¿Qué función tiene el lípido A?

Además de su función estructural, el lípido A es una sustancia tóxica para animales y actúa como endotoxina.

¿Qué es el antígeno O?

Es el polisacárido O del lipopolisacárido, llamado así porque estimula una respuesta inmunitaria en el huésped. Presenta gran variabilidad antigénica dentro de una misma especie.

¿Por qué el peptidoglicano de algunas bacterias es más rígido?

Porque presenta más puentes peptídicos intercatenarios, que unen entre sí las cadenas peptídicas que cuelgan del esqueleto de polisacárido.