Pared y envoltura celular bacteriana

La envoltura celular bacteriana es el límite estratificado, la membrana plasmática, la pared celular y, en bacterias Gram negativas, una membrana externa adicional, que rodea el citoplasma. Su elemento estructural central es el peptidoglicano, un polímero en forma de malla que confiere a la célula su forma y la protege contra la lisis osmótica, y la forma en que se organiza la envoltura define la principal división estructural de las bacterias.

Definition

La pared y envoltura celular bacteriana es la estructura superficial multicapa de la célula bacteriana, que comprende la membrana plasmática y una pared externa basada en peptidoglicano (con una membrana externa adicional en bacterias Gram negativas), que mantiene la forma celular y resiste la presión de turgencia interna.

Scope

Este tema abarca la química y la arquitectura del peptidoglicano, la envoltura Gram positiva (una pared gruesa con ácidos teicoicos), la envoltura Gram negativa (una pared delgada encerrada por una membrana externa que contiene lipopolisacárido), y los roles funcionales de la envoltura en la forma, integridad y permeabilidad. El procedimiento de tinción que revela esta distinción se aborda en un tema relacionado.

Core questions

• ¿Cómo confiere la arquitectura del peptidoglicano forma y protección osmótica?
• ¿Qué diferencias estructurales distinguen la envoltura Gram positiva de la Gram negativa?
• ¿Cómo influye la membrana externa en la permeabilidad de las bacterias Gram negativas?

Key concepts

• Sáculo de peptidoglicano (mureína)
• Cadenas de glicanos entrecruzadas por puentes peptídicos
• Pared gruesa Gram positiva con ácidos teicoicos
• Pared delgada y membrana externa Gram negativa
• Lipopolisacárido y la membrana externa
• Espacio periplásmico
• Protección osmótica y turgencia

Mechanisms

El peptidoglicano se construye a partir de cadenas de glicanos de N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico alternantes que están entrecruzadas por péptidos cortos en una macromolécula única, en forma de malla, el sáculo, que encierra la célula y contrarresta la presión de turgencia. En las bacterias Gram positivas, esta pared es gruesa y está atravesada por ácidos teicoicos y lipoteicoicos; en las bacterias Gram negativas, la capa de peptidoglicano es delgada y se encuentra en un espacio periplásmico entre la membrana plasmática y una membrana externa asimétrica cuya capa exterior está compuesta por lipopolisacárido. La membrana externa actúa como una barrera de permeabilidad con proteínas de canal que controlan la entrada de solutos. Estas diferencias en la envoltura subyacen a la retención diferencial del colorante en la tinción de Gram y a muchas de las distinciones estructurales entre bacterias.

Clinical relevance

La envoltura es la característica estructural que separa las bacterias Gram positivas de las Gram negativas y contribuye a las diferencias intrínsecas en las propiedades de barrera entre ambos grupos; el lipopolisacárido de la membrana externa Gram negativa es una molécula de superficie importante reconocida por el huésped. Esta entrada describe la estructura de la envoltura como material de referencia y no constituye una base para decisiones diagnósticas o de tratamiento individuales.

Evidence & guidelines

La estructura molecular del peptidoglicano y la arquitectura de las envolturas Gram positivas y Gram negativas están establecidas en la literatura bioquímica y de biología celular, y se sintetizan en los libros de texto estándar de microbiología.

History

La pared fue reconocida tempranamente como la estructura responsable de la forma bacteriana y de la reacción de Gram, y la elucidación de la química del peptidoglicano a mediados del siglo XX, seguida de modelos detallados de su arquitectura, explicó cómo una única red covalente puede tanto dar forma como proteger la célula.

Key figures

• Waldemar Vollmer
• Thomas Silhavy
• Miguel de Pedro

Seminal works

• vollmer-2008
• silhavy-2010

Frequently asked questions

¿Qué es el peptidoglicano?

El peptidoglicano (mureína) es un polímero en forma de malla de cadenas de glicanos entrecruzadas por péptidos que forma la pared celular bacteriana, confiriendo a la célula su forma y protegiéndola contra la lisis osmótica.

¿En qué se diferencian las envolturas Gram positivas y Gram negativas?

Las bacterias Gram positivas tienen una pared de peptidoglicano gruesa con ácidos teicoicos y sin membrana externa, mientras que las bacterias Gram negativas tienen una capa delgada de peptidoglicano encerrada por una membrana externa que contiene lipopolisacárido.