T18 mundo microbiano

Tema 18: EL MUNDO MICROBIANO
1.- LA MICROBIOLOGÍA
2.- MÉTODOS DE ESTUDIO DE LOS MICROORGANISMOS
3.- REINO MONERAS
3.1.- MORFOLOGÍA DE LAS BACTERIAS
3.2.- FISIOLOGÍA DE LAS BACTERIAS
4.- REINO PROTOCTISTAS
5.- REINO HONGOS
6.- VIRUS
6.1.- MULTIPLICACIÓN VÍRICA
6.2.- CLASIFIACIÓN DE VIRUS
7.- VIROIDES Y PRIONES

Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS
MICROORGANISMOS

ANTECEDENTES PAU:
2006 – Junio : bacterias, estructura general;
2006 – Septiembre : virus, esquema e identificación de sus componentes;
ciclo lítico y lisogénico de un bacteriófago;
tipos de virus en función de su ácido nucleico;
2008 – Junio : mecanismos de las bacterias para intercambiar genes;
2008 – Septiembre : virus, estructura general;
bacteriófago, retrovirus y priones, explicación;
ciclo lítico y lisogénico de los virus, explicación;
2009 – Junio : estructura general de las bacterias;
2009 – Septiembre : estructura de la célula bacteriana y composición de su pared;
2010 – Junio : estructura general del virus;
ejemplos de virus nombrando su ác. nucleico y enfermedad que producen;
ciclo vital de un fago (ciclo lítico y lisogénico);
2011 – Junio : virus, ciclo vital;

1.- LA MICROBIOLOGÍA MICROORGANISMOS

 Origen de la microbiología
La microbiología estudia una parte de los organismos microscópicos, algunos unicelulares y
otros que pueden formar asociaciones celulares. Una parte de ellos son causantes de numerosas
enfermedades.
· Construye el primer microscopio.
· Observa “pequeños animáculos”
1674 Anton van Leeuwenhoek
· Se comienzan a observar BACTERIAS, HONGOS y
PROTOZOOS

Señala a las levaduras como responsables de la fermentación
1837 Teodor Schwann alcohólica.

1857- Descubre que cada proceso de fermentación es llevado a cabo por
Louise Pasteur
1860 un microorganismo distinto.

Obtiene el Premio de la Academia de Ciencias de París por demostrar
1862 Louise Pasteur
de modo definitivo la falsedad de la Teoría de la Generación
Espontánea

· Construye el primer microscopio electrónico que podía aumentar 7000
1937 James Hillier veces la imagen.
· Se pudieron empezar a observar los VIRUS

 Origen de la microbiología MICROORGANISMOS

2.- MÉTODOS DE ESTUDIO DE MICROORGANISMOS

LOS MICROORGANISMOS
 Se emplean los CULTIVOS: población microbiana en crecimiento activo
• CARACTERÍSTICAS QUE HA DE TENER EL CULTIVO:
• Necesita tener nutrientes y Tª y pH óptimos
• Estar formado por individuos homogéneos
• Manipularse en condiciones de asepsia y esterilización para
evitar la contaminación

• Generalmente, son de H2O + nutrientes a los que se
añade gelatina o agar-agar para solidificarlos

MICROORGANISMOS

 Métodos de Esterilización: su objetivo es la eliminación de todo microorganismo vivo de
un medio de cultivo, alimento o material de laboratorio.

MÉTODOS FÍSICOS MÉTODOS QUÍMICOS

CALOR AGENTES MICROBICIDAS
Bactericidas, fungicidas o
SECO viricidas
Horno Pasteur (≈ 200ºC)
AGENTES ESTÁTICOS
HÚMEDO
Bacteriostáticos,
Autoclave (≈ 120ºC) fungistáticos o viristáticos

RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
Microondas, ultravioleta, rayos X, rayos
y electrones.

FILTROS

Utilización de un asa de cultivo como
método de transferencia aséptica

MICROORGANISMOS

 Métodos de Identificación de Microorganismos:

ESTUDIOS DE MICROSCOPÍA:
• identificación por la forma de las células o la de sus colonias.
• se emplean tinciones específicas.

MÉTODOS BIOQUÍMICOS:
• comparación con un patrón establecido

TÉCNICAS DE BIOLOGÍA
MOLECULAR:
· hibridación de secuencias del genoma de los
microorganismos con sondas de ADN
· si hibridan es porque el patógeno está en la
muestra

MICROORGANISMOS

¿QUÉ ORGANISMOS ESTUDIA LA MICROBIOLOGÍA?

REINO MONERAS:
• Bacterias

REINO PROTOCTISTAS:
• Protozoos
• Algas microscópicas

REINO FUNGI:
• Hongos

FORMAS ACELULARES:
• Virus
• Viroides
• Priones

3.- REINO MONERAS MICROORGANISMOS

 El estudio comparativo de las secuencias de ARNr ha revelado nuevas relaciones filogenéticas
entre los microorganismos.

La nueva filogenia establece tres grandes líneas celulares:

eucariotas
Dominio
Eukarya

Dominio
Dominio Archea
Bacteria

procariotas

PROGENOTE

(Antepasado universal)

3.- REINO MONERAS MICROORGANISMOS

 DOMINIO Eubacterias
 Bacterias Purpúreas y Verdes: fotosintéticas y aerobias
 Cianobacterias o “algas” verde-azuladas
 Proclorofitas: bacterias con aspecto de cloroplastos
 Bacterias nitrificantes: oxidan compuestos N inorgánicos
 Bacterias fijadoras de N: captan N atmosférico
 Espiroquetas: espirilos de medios acuáticos
 Bacterias del ácido láctico: anaerobias tolerantes del O2
 Micoplasmas: sin PC, como cocos o filamentosas

 DOMINIO Arqueobacterias
 Metanógenas: anaerobias productoras de CH4
 Halófilas: de ambientes hipersalinos
 Termoacidófilas: en ambientes de elevadas T y bajo pH

Tema 18: LA DIVERSIDAD DE
LOS MICROORGANISMOS
3.1.- MORFOLOGÍA DE BACTERIAS
 Su molécula de ADN bicatenario y circular asociado
PROCARIOTAS
a proteínas NO histonas se encuentra en el citoplasma
CARECEN DE VERDADERO NÚCLEO formando el nucleoide.
 Además tienen Plásmidos  ADN extracromosómico
que intercambian

CÁPSULA BACTERIANA
 Capa más externa presente en casi
todas las bacterias patógenas.
 Funciones:
 regula el intercambio de H2O,
iones y nutrientes con el medio
 reservorio de H2O en condiciones
de desecación
 adherencia al huésped
 dificulta la acción de anticuerpos,
bacteriófagos y células fagocíticas

3.1.- MORFOLOGÍA DE BACTERIAS LOS MICROORGANISMOS

PARED CELULAR

 Envuelta rígida que tienen todas las bacterias (exc. Mycoplasma)
 ESTRUCTURA  en función de la Tinción Gram, hay 2 grupos de bacterias:
 Bacterias GRAM POSITIVAS (retienen el colorante  pared celular violeta)
• Capa de 10-80nm de peptidoglucano formado por cadenas de N-acetil
glucosamina (NAG) y N-acetil murámico (NAM) unidas por enlaces O-glucosídicos
• Al peptidoglucano se le asocian proteínas, polisacáridos y ácidos teicoicos
cuyas funciones son:
• Cargar negativamente la PC para poder captar
Ácido lipoteicoico Ácido teicoico cationes (Mg+2) necesarios para la bacteria
• Fijarse a la membrana plasmática
• Receptores de bacteriófagos

Peptidoglucano

Membrana
plasmática


PARED CELULAR
 ESTRUCTURA
 Bacterias GRAM NEGATIVAS (NO retienen el colorante  pared celular rosácea)
• Formada por 2 capas:
• 2-3nm de peptidoglucano
• bicapa lipídica externa de 7-8nm, con lipoproteínas (p.e. porinas) y
lipopolisacáridos asociados con función enzimática
• Periplasma  espacio acuoso entre la mb plasmática y la mb externa de la
PC que baña al peptidoglucano

LPS Funciones de la Membrana Externa:
Porina
 Regula el paso de moléculas de ↓ Pm gracias
a las proteínas porinas
 Protección frente a agentes antibacterianos
Lípido A  Responsable de adhesividad y carga e-
 Lugar de fijación de fagos

Peptidoglucano Funciones del Periplasma:
Membrana plasmática  Función osmorreguladora


PARED CELULAR

3.1.- MORFOLOGÍA DE BACTERIAS MICROORGANISMOS

MEMBRANA PLASMÁTICA
 Bicapa lipídica que limita al citoplasma y regula el paso de sustancias
 Forma invaginaciones hacia el interior de la célula  MESOSOMAS
 Incrementan la superficie de la membrana y es donde se sitúan los enzimas de la respiración,
fotosíntesis, fijación N2 atmosférico, asimilación de NO3 y NO2 y ADN polimerasa
 Mantienen al cromosoma bacteriano en el seno del citoplasma
BICAPA LIPÍDICA Proteína
Diferencias con la de eucariotas

Fosfolípidos
• No tiene esteroles como el colesterol.
• El porcentaje de los distintos tipos de fosfolípidos
es diferente. Fosfolípidos
• Algunas bacterias como las arqueas tienen
unidades de isopreno en lugar de ácidos grasos.
• En algunas arqueas las cadenas hidrofóbicas de MONOCAPA LIPÍDICA
cada lado se unen covalentemente entre sí
formando una monocapa.

La estructura de monocapa es
más estable y resistente en
ambientes con temperaturas
elevadas.


MEMBRANA PLASMÁTICA


CITOPLASMA

 Disolución gelatinosa granulosa de H2O+proteína que rodea al nucleoide (fibroso)
 En él aparece:
 Ribosomas: libres, 2 subunidades, + pequeños que en Eucariotas
 Inclusiones con sustancias de reserva o residuos del metabolismo
 Vesículas con sustancias gaseosas que aseguran la flotabilidad


PILI y FIMBRIAS
 Estructuras tubulares que aparecen en la superficie
 Se inserta en la cápsula, PC y mb plasmática
 FUNCIONES:
 Sistema de anclaje
 Participan en la conjugación


FLAGELOS
 Estructura de locomoción
 ESTRUCTURA
 Filamento
 Cuerpo Basal: bastón con 4 discos
· S y M giran (en la mb plasmática)
· L y P fijos (en el peptidoglucano)
(Gram+ sólo tienen S y M)
 CLASIFICACIÓN:
 Bacterias Monótricas: 1 flagelo
 Bacterias Lofótricas: varios flagelos
a lo largo de su superficie
 Bacterias Perítricas: varios flagelos
formando un penacho

3.2.- FISIOLOGÍA DE BACTERIAS MICROORGANISMOS

NUTRICIÓN
BACTERIAS

AUTÓTROFAS HETERÓTROFAS
Producen materia orgánica a partir de la Ingieren materia orgánica extrayendo parte de su
materia inorgánica ingerida: litótrofos energía química: quimiorganótrofos

FOTOLITÓTROFAS captan la energía de
la luz; CO2 como fuente de Carbono
SAPROFÍTICAS
Fotosíntesis anoxigénica
Bacterias descomponedoras
Sulfobacterias verdes y púrpuras
PARÁSITAS
Fotosíntesis oxigénica
Cianobacterias Bacterias patógenas

QUIMIOLITÓTROFAS obtiene energía de la
SIMBIÓTICAS
oxidación de moléculas inorgánicas; CO2 como fuente C
Bacterias del suelo Bacterias de la flora intestinal
· Ox amoníaco: bacterias nitrosificantes
· Ox nitritos: bacterias nitrificantes
· Ox ácido sulfídrico: bacterias del S
· Ox hidrógeno: bacterias del H
· Ox carbonatos de Fe: bacterias del Fe


NUTRICIÓN

Tipo de Organismo Fuente de Fuente de Dadores de electrones
Energía Carbono
FOTOLITÓTROFOS Luz CO2 Compuestos inorgánicos
Bacterias verdes y purpúreas del S, (S2- )
cianobacterias
FOTOORGANÓTROFOS Luz Compuestos Compuestos orgánicos
Bacterias purpúreas NO de S orgánicos (alcoholes, ácidos grasos, etc.)

QUIMIOLITÓTROFOS - Uniones CO2 Compuestos inorgánicos
Arqueobacterias hipertermófilas químicas (H2, S, S2-, Fe+2, NO3, NO2, CO)
del S, metanógenas, bacterias del - Reacciones
H, del Fe, nitrificantes, REDOX
carboxibacterias
QUIMIORGANÓTROFOS - Uniones Compuestos Compuestos orgánicos
La mayor parte de las bacterias químicas orgánicos (glucosa y otros hidratos de C)
- Reacciones
REDOX


RELACIÓN
 Fototactismos y Quimiotactismos:
• Sensibilidad a luz o sustancias químicas
• Se desplazan con flagelos o reptan
 Fabricación de Endosporas
• Estructuras de resistencia que fabrican en condiciones adversas
• Resisten T de 80ºC, sequedad, acción de ag. químicos o radiaciones


REPRODUCCIÓN

REPRODUCCIÓN REPRODUCCIÓN
ASEXUAL por BIPARTICIÓN MECANISMOS PARASEXUALES
• Duplicación del cromosoma • Se produce intercambio de material genético
• Estrangulación
• Se generan 2 células hijas idénticas


Mecanismos Parasexuales: implican recombinación genética entre el ADN propio y el añadido
ADN transformante
TRANSFORMACIÓN

Las bacterias pueden captar
del medio ADN libre Cromosoma
procedente de otra célula. Lo bacteriano
integran en su cromosoma.

Pili Célula Replicación del ADN
CONJUGACIÓN receptora F-

Bacteria donadora
transmite ADN de sus
plásmidos a través de los
pili a una bacteria
Célula
receptora. donante F+ +
Célula F+ Célula F+

TRANSDUCCIÓN

Un bacteriófago actúa de
vector transfiriendo ADN de
bacterias donadoras a
bacterias receptoras. Bacteria infectada Lisis bacteriana Célula transducida
por un fago

Cuadro resumen de los reinos Tema 18: LA DIVERSIDAD DE LOS
MICROORGANISMOS
tradicionales

Dominio Dominio Dominio Eukarya
Bacteria Archea Protozoos Algas Hongos Plantas Animales
Células sin núcleo  
Células con núcleo     
Organismos unicelulares     
Organismos pluricelulares    
Pared celular de celulosa  
Pared celular de quitina 
Pared celular de mureína  
Organismos autótrofos    
Organismos heterótrofos  ?   
Membrana gram + o - 
En la actualidad se dividen 12 3 20 8 4
en más de un reino

Organismos anaerobios   

Organismos aerobios  ?     

6.- VIRUS MICROORGANISMOS

 Son formas acelulares de 30-300nm constituidas por:
ÁCIDO NUCLEICO + CÁPSULA PROTEICA (Cápsida)

- ADN / ARN
- una / varias moléculas
- circular / lineal
- mono / bicatenario

 No realizan la función de nutrición ni relación; sí la de reproducción pero utilizando la
maquinaria metabólica de la célula huésped
 El genoma puede codificar entre 8-200 proteínas cuya misión puede ser:
 Estructural: proteínas de la cápsida
 Enzimática: sintetizan ácidos nucleicos víricos
 Aglutinante: para adherirse a la membrana del huésped
 Son parásitos intracelulares obligados de bacterias (bacteriófagos), animales y plantas

Morfología Vírica MICROORGANISMOS
 Las cápsidas están formadas de múltiples copias de las proteínas CAPSÓMEROS
 NUCLEOCÁPSIDA = Cápsida + Ácido nucleico
 La forma de las cápsidas de los virus viene determinada por la ordenación de los capsómeros. Según esta
morfología los virus se clasifican en:

Virus bacteriófago:
· Cabeza icosaédrica con
el ácido nucleico
· Zona caudal helicoidal
que termina en placa
basal con espinas de
anclaje a la bacteria

Virus
helicoidal:
el ADN forma
una espiral Virus envuelto:
interna presentan un recubrimiento
membranoso exterior a la
cápsida

Virus
icosaédrico:
la cápsida es un
icosaedro

6.- VIRUS Morfología Vírica MICROORGANISMOS

VIRUS HELICOIDAL
- Infectan células vegetales
- p.e. Virus del mosaico del tabaco


VIRUS ICOSAÉDRICO con ENVOLTURA
- Infectan células animales
- p.e. Virus de la gripe


VIRUS BACTERIÓFAGO
- Infectan bacterias
- p.e. Fago T4

6.1.- MULTIPLICACIÓN VÍRICA MICROORGANISMOS

El C I C L O L Í T I C O consiste en la multiplicación del virus en el interior de la célula y la posterior
lisis de esta, liberando de golpe muchos virus con la consiguiente muerte celular.

2. Síntesis del genoma y de las proteínas víricas
1. Fase de absorción y penetración

3. Fase de maduración y ensamblaje
4. Fase de liberación o lisis


Fijación o adsorción del Penetración del virión o Replicación del ácido nucleico
virión a una célula con inyección de su ácido vírico, tras alterar la maquinaria
receptores específicos. nucleico en la célula. de síntesis de la célula.

Síntesis de las proteínas Ensamblaje de las unidades Liberación de los viriones
estructurales de la estructurales y empaquetamiento maduros fuera de la célula.
cubierta del virus. del ácido nucleico.


En el C I C L O L I S O G É N I C O el ADN vírico se integra en el cromosoma bacteriano y
permanecen en estado de profago, replicándose con la bacteria cada vez que se divide, pero sin
generar nuevos virus, hasta que se produzca un estímulo y comience el CICLO LÍTICO.


El ciclo replicativo de los bacteriófagos pueden seguir dos caminos:

Lisis

CICLO
LÍTICO
Síntesis de proteínas
Replicación del
y ensamblaje de
ADN vírico
partículas víricas

Inyección del
ADN vírico

CICLO ADN Cromosoma Integración del ADN
LISOGÉNICO vírico bacteriano vírico en el cromosoma División celular
bacteriano

MICROORGANISMOS

6.2.- CLASIFICACIÓN DE VIRUS

VIRUS GENOMA REPLICACIÓN Y TRANSCRIPCIÓN EJEMPLOS

Transcripción Bacteriófago T4,
Tipo I ADN bicatenario
ADN ARNm poxvirus, herpesvirus
Síntesis Transcripción
Bacteriófago X174 y
Tipo II ADN monocatenario
ADN ADN ARNm M13
Transcripción
Tipo III ARN bicatenario Reovirus, picornavirus
ARN ARNm
Uso directo Bacteriófago MS2,
Tipo IV ARN monocatenario ( + )
ARN (+) ARNm polivirus
Transcripción
Tipo V ARN monocatenario ( - ) Virus de la rabia
ARN (-) ARNm
Transcripción inversa Transcripción
Tipo VI ARN monocatenario ( + ) Retrovirus
ARN (+) ARN (±) ARNm

MICROORGANISMOS

6.2.- Virus ADN de CÉLULAS ANIMALES

MICROORGANISMOS

6.2.- Virus ARN de CÉLULAS ANIMALES

MICROORGANISMOS

7.- VIROIDES Y PRIONES MICROORGANISMOS

VIROIDES

• ARN monocatenario con < 400 nucleótidos y varios bucles
• No disponen de cápsida
• La ARN polimerasa de la célula lo replica
• Interfiere en la expresión de genes de la célula huésped; nunca se traduce a proteínas
• Parasita exclusivamente a plantas:
• Limonero, aguacate, planta del tabaco, pepino, cocotero
• Malformaciones, necrosis, moteados de hojas…


PRIONES

• Son partículas proteínicas que se sitúan en la membrana de neuronas
• Según la hipótesis de la proteína sola el prion provoca un cambio conformacional en la
proteína normal, transformándola en infecciosa
• Se desconoce el mecanismo de cambio y vías de contagio

 Encefalitis espongiforme bovina:
 Los cerebros de vacas afectadas mostraban huecos
 Incoordinación motora entre otros, que finaliza con su muerte


PRIONES
 Síndrome de Creutzfeldt-Jakob:
 Aparició en 1994 en pacientes que habían consumido carne de vacuno afectada por el
mal de las vacas locas.
 Demencia, degeneración neuronal y pérdida de coordinación


PRIONES
 Kuru:
 Enfermedad endémica de una tribu que se contrae por prácticas de canibalismo
 De desarrollo lento, se puede incubar hasta 30 años.
 Una vez que se manifiesta, es letal en 1 año máximo
 Degeneración cerebral y muerte

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