R.KAVITHA, M.PHARM,LECTURER, DEPARTMENT OF PHARMACEUTICS,

SRM COLLEGE OF PHARMACY,SRM UNIVERSITY, KATTANKULATHUR.

Size of BacteriaAverage bacteria 0.5 ‐ 2.0 um in diam.

RBC is 7.5 um in diam.Surface Area ~12 um^2Volume is ~4 umSurface Area to Volume is 3:1Typical Eukaryote Cell SA/Vol is 0.3:1Food enters through SA, quickly reaches all parts of bacteriaEukaroytes need structures & organelles

Shapes of BacteriaCoccus

Chain = StreptoccusCluster = Staphylococcus

BacillusChain = Streptobacillus

CoccobacillusVibrio = curvedSpirillumSpirocheteSquareStar

Bacterial StructuresFlagella  PiliCapsulePlasma MembraneCytoplasmCell WallLipopolysaccharidesTeichoic AcidsInclusionsSpores

FlagellaMotility ‐movementSwarming occurs with some bacteria

Spread across Petri DishProteus species most evident

Arrangement basis for classificationMonotrichous; 1 flagellaLophotrichous; tuft at one endAmphitrichous; both endsPeritrichous; all around bacteria

Observe Picture in Micro Lab.

Mono- or Lophotrichorus

PiliShort protein appendages

smaller than flagellaAdhere bacteria to surfaces

E. coli has numerous typesK88, K99, F41, etc.

Antibodies to will block adheranceF‐pilus; used in conjugation

Exchange of genetic informationFlotation; increase boyancy

Pellicle (scum on water)More oxygen on surface

F‐Pilus for Conjugation

Capsule or Slime LayerGlycocalyx ‐ Polysaccharide on external surfaceAdhere bacteria to surface

S. mutans and enamel of teethPrevents Phagocytosis

Complement can’t penetrate sugars

Cytoplasm80% Water {20% Salts‐Proteins)

Osmotic Shock importantDNA is circular, Haploid

Advantages of 1N DNA over 2N DNAMore efficient; grows quickerMutations allow adaptation to environment quicker

Plasmids; extra circular DNAAntibiotic Resistance

No organelles (Mitochondria, Golgi, etc.)

Cell MembraneBilayer PhospholipidWater can penetrateFlexibleNot strong, ruptures easily

Osmotic Pressure created by cytoplasm

Cell Wall Peptido‐glycan Polymer (amino acids + sugars)Unique to bacteriaSugars; NAG & NAM

N‐acetylglucosamineN‐acetymuramic acid

D form of Amino acids used not L formHard to break down D form

Amino acids cross link NAG & NAM

Cell Wall SummaryDetermine shape of bacteriaStrength prevents osmotic rupture20‐40% of bacteriaUnique to bacteriaSome antibiotics effect directly

Penicillin

Video Clip on Cell Wall

Teichoic AcidsGram + onlyGlycerol, Phosphates, & RibitolAttachment for Phages

Lipopolysaccharide (LPS)Endotoxin or Pyrogen

Fever causingToxin nomenclature

Endo‐ part of bacteriaExo‐ excreted into environment

StructureLipid APolysaccharide

O Antigen of E. coli, Salmonella

G‐ bacteria onlyAlcohol/Acetone removes

LPS (cont’d)Functions

Toxic; kills mice, pigs, humansG‐ septicemia; death due to LPS

Pyrogen; causes feverDPT vaccination always causes fevers

Adjuvant; stimulates immunityHeat Resistant; hard to removeDetection (all topical & IV products)

Rabbits (measure fever)Horse shoe crab (Amoebocytes Lyse in presence of LPS)

LPS (cont’d.)Appearance of Colonies

Mucoid = Smooth (lots of LPS or capsule)Dry = Rough (little LPS or capsule)

O Antigen of Salmonella and E. coli2,000 different O Ags of Salmonella100’s different O Ags of E. coli

E. coli O157

O Ags differ in Sugars, not Lipid A

EndosporesResistant structure

Heat, irradiation, coldBoiling >1 hr still viable

Takes time and energy to make sporesLocation important in classification

Central, Subterminal, TerminalBacillus stearothermophilus ‐spores

Used for quality control of heat sterilization equipment

Bacillus anthracis ‐ spores Used in biological warfare

G+ vs. G‐G+

Thicker cell wallTeichoic Acids

G‐Endotoxin ‐ LPS

Which are more sensitive to Penicllin?Alcohol/Acetone affects which more?