Tema 8 – Microbiologia

Els microorganismes Els microorganismes són éssers vius o sistemes biològics (virus) que només es poden observar amb el microscopi òptic o electrònic. Els microorganismes pertanyen a 3 regnes diferents: Moneres, Protoctists i Fongs. Cal tenir en compte que tots els bacteris (regne Moneres) són microorganismes però no tots els protoctists i fongs són microorganismes, és a dir, hi ha fongs i protoctists que es poden veure a simple vista. Entre els microorganismes que són fongs destaquen els llevats. Entre els protoctists, els protozous i les microalgues. Un comentari apart mereixen els virus: aquests són acel·lulars, és a dir, no estan fets de cèl·lules, i depenen totalment d'altres organismes que sí estan fets de cèl·lules, perquè els seu funcionament consisteix precisament en parasitar tot tipus de cèl·lules. No es consideren éssers vius. Però com el concepte “microorganisme” no té entitat taxonòmica, els considerarem com a tals com a causant de malalties. Els microorganismes són molt importants per diverses raons:  Alguns microorganismes causen malalties, com la grip, la tuberculosi o la malària: són els microorganismes patògens.  Altres tenen un paper molt important a la natura, ja que es dediquen a descompondre la matèria orgànica morta.  Per últim, alguns són beneficiosos per l'home: és el cas, per exemple, dels llevats que participen en la fabricació del pa i la cervesa, o d'altres microorganismes que fabriquen medicaments per diverses malalties humanes. La ciència que estudia els microorganismes es diu Microbiologia i un dels més importants científics que va estudiar els microorganismes va ser el francès Pasteur al segle XIX. Pasteur va fer moltíssims descobriments, sent el seu treball fonamental per a descartar la generació espontània. Un dels més importants va ser l'elaboració de la primera vacuna contra la ràbia.

El regne Moneres Els bacteris, juntament amb els cianobacteris, formen el regne dels Moneres. Aquest grup de microorganismes presenten una organització cel·lular procariota (ho vam veure al tema de la cèl·lula), són invisibles a l’ull humà, es veuen amb molt poc detall amb el microscopi òptic i sols s’observa la seua estructura amb l’electrònic. Habitualment els bacteris mesuren entre 1 i 10 µm. Les seves parts principals són la membrana plasmàtica, els ribosomes, el cromosoma, la paret cel·lular i el mesosoma. Segons el tipus de paret es divideixen en Gram+ i Gram-. Els mesosomes són invaginacions de la membrana plasmàtica de cèl·lules procariotes. Són presents tant en bacteris gram-positius com en gram-negatius. Els mesosomes juguen un paper en la formació de la paret cel·lular durant la divisió cel·lular, en la replicació i distribució dels cromosomes i en els sistemes de transferència d'electrons de la respiració. Pel que fa a la forma els bacteris presenten quatre formes bàsiques:    

Cocs: Bacteris amb forma esfèrica. Bacils: Bacteris amb forma cilíndrica. Espirils: Bacteris amb forma d'espiral. Vibrions: Bacteris amb forma de coma.

També formen agrupacions:  Diplo: en parelles (diplococs)  Estafilo: en grup (estafilococs)  Estrepto: en cadena (estreptococs, estreptobacils) Les moneres es poden trobar pràcticament a tot arreu: des de llocs extremadament freds com els pols fins a ecosistemes amb temperatures tan elevades com els deserts. Inclús hi ha espècies adaptades per suportar llocs amb condicions tan extremes com són les fonts d' aigües termals on les temperatures de l'aigua són extremadament altes. La nutrició de les moneres pot ser de dos tipus:  Autòtrofa, és a dir, que es produeixen ells mateixos la matèria orgànica que necessiten (els cianobacteris).  Heteròtrofa, que s'alimenten de matèria orgànica ja elaborada (els bacteris). La reproducció d'aquests microorganismes és asexual per bipartició, és a dir, quan un bacteri es reprodueix es divideix en dues cèl·lules filles.

1

Aspecte de colònies de bacteris proliferant en una placa petri

Aspecte de bacteris vists al microscopi òptic

Aspecte de bacteris vists al microscopi electrònic

Els bacteris i les persones Els bacteris són molt importants en la nostra vida: moltes de les malalties que podem patir estan provocades per bacteris patògens. Però altres són beneficiosos i se'n diuen bacteris simbiòtics o mutualistes. És el cas dels bacteris que viuen als nostres budells, que a més de facilitar la digestió, sintetitzen algunes vitamines. Quins beneficis ens proporciones els bacteris? 

Bacteris que fermenten

Les fermentacions són processos que utilitzen alguns organismes per obtenir energia. Entre els organismes que realitzen fermentacions trobem els bacteris. Des de fa molt temps els humans aprofitem aquestes fermentacions per obtenir diferents productes. Així, per exemple, a la fermentació de la llet obtenim productes com el formatge o el iogurt. El formatge és produït per els bacteris Lactobacillus casei i Streptococcus lactei. Per fer iogurt s'utilitzen els bacteris Streptococcus termophilus i Lactobacillus bulgaricus. D'altra banda, el vinagre s'obté a partir del vi, gràcies a la fermentació acètica que realitzen els bacteris del gènere Acetobacter. 

Bacteris que descomponen la matèria orgànica

Molts bacteris, juntament amb els fongs, realitzen un paper molt important dintre dels ecosistemes: es nodreixen de les restes de matèria orgànica d'altres organismes (cadàvers de plantes i animals) i les transformen en matèria inorgànica. La funció d'aquests descomponedors és fonamental dintre dels ecosistemes perquè la matèria inorgànica que produeixen serà aprofitada pels vegetals per produir nova matèria orgànica. D'aquesta manera la matèria descriu un cicle dintre dels ecosistemes: les plantes transformen la matèria inorgànica en orgànica, els animals transformen aquesta matèria orgànica i finalment els bacteris i els fongs transformen tota aquesta matèria orgànica en matèria inorgànica, llesta per ser novament aprofitada per les plantes. 

Els bacteris intestinals

Es calcula que a l'intestí hi habiten 10 vegades més bacteris que cèl·lules té l'organisme hoste. Aquests bacteris reben el nom de flora intestinal o microbiota intestinal. Aquests bacteris tenen diversos efectes positius:  Eliminen altres bacteris que puguin ser patògens.  Fabriquen algunes vitamines.  Fan possible part de la digestió. 

Els bacteris que causen malalties

Com hem vist, els bacteris són capaços de proporcionar-nos molts beneficis, però hi ha alguns espècies que provoquen malalties, és a dir, són patògens. Al llarg de la història han estat responsables de terribles epidèmies, com és el cas de la pesta bubònica, malaltia bacteriana que només durant el segle XIV, a l'Edat Mitjana, es calcula que va matar 25 milions de persones a Europa. Per fer front a aquestes malalties hi ha tres possibilitats:  Mesures de prevenció.  Antibiòtics.  Vacunes. A continuació tens un quadre amb algunes de les principals malalties bacterianes i les seves característiques: MALALTIA Gastroenteritis Tuberculosi Còlera Tètanus Pneumònia

ÒRGAN O APARELL AFECTAT Aparell digestiu Pulmons Aparell digestiu Sistema nerviós central Aparell respiratori

VIA DE CONTAGI Ingestió d'aigües o aliments contaminats Contacte entre persones i per l'aire Ingestió d'aigües infectades amb el bacteri Infecció de ferides amb objectes oxidats A través de l'aire

Tema 8 – Microbiologia

El regne Protoctists És el regne format pels organismes eucariotes (cèl·lules amb nucli) més primitius. A primera vista, el que més destaca dels protoctists és la gran diversitat de formes de vida que hi trobem: hi ha organismes autòtrofs i heteròtrofs, unicel·lulars i pluricel·lulars, immòbils i mòbils. De tot això, el primer que podem deduir és que no tots els protoctists són microorganismes, ja que en aquest regne trobem les algues pluricel·lulars. Entre els microorganismes que formen part del regne dels protoctists tenim:  Els protozous: Organismes eucariotes unicel·lulars heteròtrofs.  Les algues microscòpiques: Organismes eucariotes unicel·lulars autòtrofs.  Les algues macroscòpiques: Organismes eucariotes pluricel·lulars autòtrofs.

Els protozous Els protozous (paraula que significa "primers animals") són un tipus d'organismes unicel·lulars, eucariotes i heteròtrofs. Solen ser de vida lliure, tot i que alguns són paràsits. Antigament se’ls anomenava també “infusoris”, perquè apareixen quan barreges herbes seques amb aigua.  



Habitat: Els protozous són generalment organismes aquàtics, encara que poden viure latents en medis secs, com les herbes. Algunes espècies de protozous són patògens. En aquest darrer cas, viuen a l'interior d'un altre organisme (paràsits). Són organismes heteròtrofs: Els protozous de vida lliure poden obtenir l'aliment de diverses maneres: alguns capturen altres microorganismes, altres s'alimenten de la matèria orgànica que hi ha dissolta a l'aigua i que travessa la membrana de la cèl·lula. Els protozous paràsits s'alimenten de l'organisme hoste. En tots els casos, la digestió es produeix en el vacúol. Són organismes mòbils. Els protozous tenen diferents mecanismes per desplaçar-se: o Cilis: semblants a pels molt curts. Recobreixen tota la cèl·lula i es mouen de manera coordinada. Els protozous que tenen cilis reben el nom de ciliats. Els cilis serveixen per a desplaçar-se i també per atreure aliments cap un petit orifici que fa les funcions de "boca". El ciliat més conegut és el parameci. o Flagels: són estructures molt semblants als cilis. Els flagels són més llargs i escassos que els cilis (normalment hi ha un o dos per microorganisme). Solen trobar-se en un extrem de la cèl·lula. Els protozous amb flagels reben el nom de flagel·lats. Són protozous molt diversos: alguns són de vida lliure i altres són patògens com el tripanosoma que causa la malaltia de la son. o Pseudopodis: són una mena de protuberàncies o prolongacions que sobresurten de la membrana citoplasmàtica. Al contrari que cilis i flagels, no són estructures fixes sinó que es formen (en qualsevol punt de la cèl·lula) a mesura que l'organisme les necessita. Els protozous que tenen pseudopodis reben el nom de rizòpodes. Un dels més coneguts és l'ameba.

Parameci

Tripanosoma

Ameba

Malalties provocades per protozous Tot i que la majoria de protozous no fan cap tipus de mal, algunes espècies provoquen malalties força greus sobretot a les zones tropicals, com per exemple, la malària, que mata cada any més de 2,5 milions de persones. Algunes d'aquestes malalties són:

3

MALALTIA

AGENT INFECCIÓS

Malària/Paludisme

Plasmodi de la malària

Malaltia de la son

Tripanosoma (flagel·lat)

Leishmaniosis

Leishmània

ORGAN O APARELL ATACAT Glòbuls vermells i fetge Sistema nerviós central Diversos, entre ells la pell.

SÍMPTOMES

VIA DE CONTAGI

Cicles de febres, abatiment general, anèmia Febre, sudoració i somnolència Lesions a la pell, ronyons, ulls, etc.

Mosquit femella del gènere Anopheles Picada de la mosca tse-tse Picada del mosquit flebòtom

Les algues Les algues són organismes eucariotes autòtrofs unicel·lulars o pluricel·lulars. Les característiques generals d'aquests organismes (tant si son pluricel·lulars o unicel·lulars) són les següents:   

Són organismes aquàtics (tant d'aigua dolça com salada). Tot i així, també poden viure sobre roques i arbres quan hi ha prou humitat. Es reprodueixen sexualment o asexualment. Tenen un paper fonamental per la vida a la Terra ja que es considera que les algues són una de les principals fonts de l'oxigen atmosfèric.

Les algues unicel·lulars Són més primitives que les pluricel·lulars. La majoria són espècies marines que formen el fitoplàncton, de gran importància, ja que serveix d'aliment a molts altres organismes marins. Aquestes algues presenten una gran diversitat ja que poden ser immòbils o mòbils (gràcies a la presència de cilis o flagels). D'altra banda algunes espècies poden ser de vida lliure o estar agrupades en colònies. Alguns dels grups més importants són:  Dinoflagel.lades: Són algues que tenen mobilitat pròpia gràcies a la presència de dos flagels. Algunes espècies causen les nocives marees roges, responsables de la mort de molts peixos per les substàncies tòxiques que alliberen aquestes algues.  Diatomees: Són unes curioses algues unicel·lulars ja que presenten una espècie de closca foradada, de dues peces, feta de sílice. Viuen tant en aigües marines com fluvials. Les seves restes s’acumulen en el fons de les aigües, formant la terra de diatomees, que s'utilitza a la indústria per les seves propietats absorbents i abrasives. Sols com a informació accessòria (donat que no són microorganismes): Les algues pluricel·lulars Estan formades per moltes cèl·lules (són pluricel·lulars), però no formen teixits: les seues cèl·lules no s’especialitzen, per la qual cosa totes fan totes les funcions, com si foren unicel·lulars. Segons el seu color es classifiquen en:   

Algues verdes: aquest color és degut a la clorofil·la. Viuen en aigües dolces i als mars i oceans. Algues brunes: el seu pigment és marró. Poden viure a més profunditat. Algues vermelles: El seu pigment és vermell, i capta la llum blava. Per tant poden viure a majors profunditats.

El regne Fongs (Fungi) El regne dels fons no inclou sols els bolets (rovelló, etc.). Tanmateix, els fongs presenten una gran varietat de formes i mides. Formen un regne d'organismes unicel·lulars o pluricel·lulars, per tant, no tots els fongs són microorganismes, ja que molts es poden observar a simple vista. Els pluricel·lulars organitzen les seues cèl·lules en filaments (hifes), no formant vertaders teixits. El conjunt dels filaments, normalment subterranis, constitueix el cos del fong (miceli), sent el bolet el cos reproductiu.

Tema 8 – Microbiologia Les característiques generals dels fongs són les següents:     

Els fongs són eucariotes. Es poden reproduir de forma sexual o asexual. Són heteròtrofs, prenen la matèria orgànica ja elaborada, però per absorció, no per ingestió (com els animals). No fan la fotosíntesi. Tenen paret cel·lular, que a diferència de la dels vegetals, no és de cel·lulosa sinó de quitina.

Com el tema es refereix als microorganismes, anem a veure els microscòpics, normalment unicel·lulars.

Els llevats Els llevats són un dels tipus de fongs unicel·lulars més importants. Hi ha moltes espècies diferents de llevats. Algunes d'aquestes espècies tenen una gran importància econòmica ja que realitzen fermentacions industrials: la cervesa, el pa i el vi, són productes derivats de les fermentacions dels llevats. En altres casos poden arribar a ocasionar malalties a diferents éssers vius. Com ja hem dit, els llevats són organismes unicel·lulars. La seva mida, molt variable, és, generalment, superior a la dels bacteris. Presenten una gran diversitat de formes, entre les quals trobem:  Formes esfèriques.  Formes allargades.  Formes cilíndriques. La reproducció dels llevats es fa per gemmació. Durant aquest procés es generen dues cèl·lules, amb la peculiaritat que una és molt més gran que l'altra. Durant la gemmació es produeix una protuberància anomenada gemma a partir d'un punt de la paret cel·lular. Simultàniament, el nucli de la cèl·lula mare es divideix i un dels nuclis fills passa a la gemma. Finalment, la gemma es separa i dona lloc a una altra cèl·lula.

Els fongs i les persones Llevats que fermenten: Com en el cas d'alguns bacteris, els llevats també fan fermentacions, per exemple, la coneguda fermentació alcohòlica que realitza Saccharomyces cerevisiae. Diferents espècies d'aquest gènere de llevats realitzen les fermentacions que produeixen el vi, la cervesa i el pa. En tots aquests casos la fermentació és similar: es posa el llevat juntament amb el most, la farina de blat o l'extracte d'ordi. En alimentar-se d'aquests substrats, els llevats produeixen alcohol i diòxid de carboni, transformant el producte inicial en vi, pa o cervesa respectivament. Fongs que fabriquen medecines: Hi ha espècies de fongs que són capaces de produir antibiòtics. Així, per exemple, el primer antibiòtic descobert, la penicil·lina, és produït per fongs del gènere Penicillium. No obstant, alguns llevats i altres tipus de fongs són capaços de produir malalties. Aquestes malalties no només afecten a les persones sinó que també ataquen a plantes i animals. A continuació tens alguns exemples: Fongs que infecten plantes: Alguns fongs són perjudicials per als vegetals, ja que poden atacar el seu sistema vascular o els seus fruits. Així, per exemple, Phytophtora infestans afecta la creïlla. Aquest fong va destruir tots els conreus de creïlla a Irlanda al segle XIX, provocant la mort, per manca d'aliment, de més d'un milió de persones. El míldiu, Plasmopara viticola, també va causar estralls a les plantacions de vinya.

5

Fongs i llevats que infecten persones: Les infeccions provocades pels llevats en les persones, normalment són cutànies (afecten a la pell) . Per exemple, Candida albicans pot causar inflamació de la mucosa de la boca sota certes condicions. Una altra infecció molt comuna és el peu d'atleta, un fong que afecta, normalment, la planta dels peus i que es contagia a partir del terra de dutxes i piscines públiques. La tinya versicolor produeix taques clares a la pell.

Penicillium

Peu d’atleta

Míldiu de la vinya

Importància dels microorganismes Els microorganismes compleixen papers importants en la regulació de l'ecosistema:  Uns actuen com sapròfits i juguen un paper crucial descomponent la matèria orgànica. Així, els diferents elements poden tornar a les plantes i començar de nou el cicle, tant del carboni, com del nitrogen, sofre o ferro.  Altres, com autòtrofs, fixen gasos atmosfèrics que moltes plantes no podrien aprofitar.  També podem trobar-los en simbiosi amb un altre ésser viu (com en el nostre cas, als intestins).  Finalment, altres poden comportar-se com paràsits o oportunistes provocant malalties. Els científics han aplicat aquesta capacitat de transformació de la matèria dels microorganismes en la lluita contra la contaminació del medi ambient. Aquesta aplicació rep el nom de bioremediació, que utilitza l'activitat biològica dels microorganismes per descontaminar una zona determinada. Alguns s’utilitzen en l’eliminació de metalls pesants contaminants. Altres ens ajuden a degradar els plàstics. Els microorganismes poden actuar com a productors, recicladors o com a contaminants en els processos industrials. Si són productors és important conèixer el seu cicle vital, les seves necessitats nutricionals o el seu comportament davant l'oxigen. Si el microorganisme és contaminant d'un procés industrial s'estudia la forma de destruir-sense danyar el resultat del procés. Els microorganismes i la agricultura Els bacteris tenen un paper important en el reciclatge de molts elements i compostos químics en la naturalesa, molts d'ells amb una elevada toxicitat. En absència d'aquestes activitats bacterianes, la vida a la Terra no seria possible. Les escombraries i les deixalles ens inundarien si els bacteris no acceleraren la descomposició de les plantes i animals morts. Com a resultat de la seva activitat, les restes de substàncies orgàniques de les plantes i els animals es descomponen en partícules inorgàniques. Aquest mecanisme és una font important d'aliment per a les plantes. A més, les lleguminoses enriqueixen el sòl en incrementar el contingut de nitrogen gràcies a l'ajuda de l'espècie Rhizobium radicícola, bacteri que infecta les arrels de les plantes i origina nòduls de fixació de nitrogen. Els bacteris també es poden utilitzar en lloc dels plaguicides en el control biològic de plagues. Normalment s’utilitza Bacillus thuringiensis, un bacteri del sòl. Aquest bacteri s'utilitza com un insecticida contra lepidòpters. A causa de la seva especificitat, aquests pesticides es consideren respectuosos amb el medi ambient, amb poc o cap efecte sobre els éssers humans, la vida silvestre, pol·linitzadors, i la majoria d'altres insectes beneficiosos. Microorganismes en l’alimentació Freqüentment s’afegeixen als aliments vitamines i aminoàcids obtinguts per fermentacions microbianes. També l’àcid cítric, utilitzat àmpliament com a conservant d’aliments i begudes, s’obté per fermentació amb el fong Aspergillus. Al mateix temps, són els microorganismes els que poden alterar la composició, consistència, olor o viabilitat dels aliments. Per això s’utilitzen diferents mètodes per a lliurar-nos dels efectes perjudicials dels microorganismes sobre els aliments: dessecació, adició de conservants, refrigeració i congelació, pasteurització i esterilització, etc. Però part de la importància dels microorganismes en la alimentació és la de la seua utilització per a la fabricació d’aliments i productes d’us habitual.

Tema 8 – Microbiologia Microorganismes productors Els microorganismes utilitzats en els processos industrials són seleccionats per a produir un o més productes específics, bé directament, aïllant variants o ceps concrets, amb transformacions bioquímiques o per enginyeria genètica. A més, aquests ceps han de romandre estables, per a poder garantir la uniformitat del producte. En la indústria es denomina fermentació, en general, al procés realitzat per microorganismes, a gran escala, siga o no una fermentació en el sentit estricte. Es realitzen en enormes dipòsits o fermentadors. Els processos, al contrari d’una fermentació normal, solen ser aeròbics. Generalment els microorganismes utilitzats per la indústria són els bacteris i els llevats, encara que també hi ha processos en els quals actuen fongs i algues. Però el procés industrial més estès i conegut des d'antic és la fermentació (la veritable). En aquest procés s'oxida una molècula glucídica, en absència d'oxigen i s'obté una molècula petita (alcohol o altres).  

Les indústries fermentadores que utilitzen bacteris com a productores són les indústries làcties, les productores d’adobats i la indústria del vinagre. Les indústries fermentadors que utilitzen llevats (fongs) són les panificadores i les indústries de begudes alcohòliques com el vi, la cervesa o la sidra.

Una de les principals aplicacions dels llevats és en la indústria alimentària. Els llevats intervenen en la obtenció del pa i en la fabricació de begudes alcohòliques, com ara vi, cervesa i sidra. El gènere més utilitzat implicat en aquest procés és el Saccharomyces, el qual dur a terme la següent reacció de fermentació alcohòlica:

Pa El llevat més utilitzat per a la producció de pa és Saccharomyces cerevisiae. Inicialment, es barregen els llevats amb farina, aigua i sal. Després de deixar-ho reposar una estona, les pròpies amilases (enzims que actuen sobre el midó) de la farina degraden el midó en monòmers de glucosa, de manera que els llevats obtenen un substrat per a fer la fermentació. Els productes obtinguts són diòxid de carboni i etanol. El diòxid de carboni desprès és el responsable de l’augment de mida i de la textura esponjosa del pa. Finalment, durant la cocció de la massa, els llevats moren i l’alcohol s’evapora Begudes alcohòliques Els llevats del gènere Saccharomyces s’utilitzen també per a l’elaboració de begudes alcohòliques. Les més rellevants són: cervesa, vi i sidra. Independentment del tipus de beguda que es produeix, l’alcohol s’obté mitjançant la fermentació de monosacàrids de 6 carbonis. Aquests sucres provenen de la hidròlisi de diversos polisacàrids, que en funció de quins siguin, determinaran les propietats del producte final. Curiositats: Les condicions en les quals es fa la fermentació també són importants. Per exemple, per a la producció del vi, durant la fermentació la temperatura ha de ser inferior a 29 ºC, sinó els llevats moririen, i s’arriba a un pH àcid de 3. Aquest procés dura uns 7 – 11 dies. En canvi, per a la producció de cervesa, la temperatura oscil·la entre 8 i 12 ºC, dura de 5 a 10 dies, i el pH en el que es treballa està entre 4 i 5. Cal destacar també una diferència entre la producció industrial i artesanal de cervesa. En el primer cas s’utilitzen els llevats Lager, entre els quals destaca Saccharomyces uvarum, que es caracteritzen per fer una fermentació a la part inferior del fermentador. Fent referència a la producció artesanal, s’utilitzen els llevats Ale, com ara el Saccharomyces cerevisiae, que produeixen la fermentació a la part superior del most, i el resultat és una cervesa més gustosa.

Els microorganismes i la indústria farmacèutica En l'actualitat la indústria farmacèutica inverteix gran quantitat de recursos en l'obtenció de microorganismes productors estables. Aquests s'utilitzen en la producció d'aliments, antibiòtics, vacunes, vitamines, hormones ... En la indústria farmacèutica presenten vàries aplicacions, ja que tenen la capacitat d’expressar determinats gens humans: inserim gens humans al cromosoma dels microorganismes i aquests el faran seu i fabricaran el producte desitjat. Sols cal proveir-los de les matèries primeres necessàries. És el que es coneix com enginyeria genètica.

7

Per exemple, s'han utilitzat cèl·lules de llevats per tal d'estudiar el causant del parkinson (malaltia provocada per un plegament erroni de les proteïnes) i trobar possibles fàrmacs enfront aquesta malaltia. També poden ser utilitzats per a la producció de vacunes per a virus. En aquest cas però, s’introdueix un gen que codifica una proteïna de la coberta dels virus, que és la responsable de l’activació de la resposta immunitària en els organismes. S’empren també per a l’obtenció d’insulina humana. El llevat més utilitzat per a obtenir-la és Sacharomyces cerevisiae, al qual se li insereix el gen humà que codifica la insulina, aquest l’expressa, i mitjançant tècniques de purificació es pot obtenir la insulina humana que podran utilitzar les persones diabètiques adultes. Importància social i econòmica de la utilització i la manipulació dels microorganismes La importància dels microorganismes és màxima tant en el seu sentit negatiu com positiu. La llista dels avantatges econòmics de l'ús de microorganismes és enorme, però també tenen importància negativa com en la contaminació d'aliments, degeneració de productes industrials i, per descomptat, com a agents de producció de tot tipus de malalties. La vessant positiva és evident, ja que els microorganismes són fàcilment manipulables, així com modificables genèticament, i ens poden permetre generar productes de forma molt rendible econòmicament. En indústria s'usa directament el seu creixement per a la generació de proteïnes barates, i com subproductes tenim totes les fermentacions industrials com begudes alcohòliques de baixa graduació com el vi o la cervesa, el vinagre, producció de iogurt, formatges, adobats i altres aliments fermentats. A nivell farmacològic ens permeten fabricar en grans quantitats remeis i productes com fàrmacs, antibiòtics, hormones i altres que antigament era difícil o impossible obtenir, i actualment són d’us generalitzat. I l’agricultura, o simplement el món natural en general, no seria possible sense la funció recicladora dels microorganismes.

Els virus Els virus són uns sers molt especials perquè es troben en la frontera entre el que està viu i el que no està viu. De fet, els científics han decidit finalment no incloure'ls entre els sers vius. Quina és la raó d'aquesta decisió? Els virus no fan cap de les funcions bàsiques dels sers vius, no s'alimenten, no respiren, no creixen i no es mouen. Per contra, si es posen en contacte amb una planta, bacteri o animal entren en acció, infectant les cèl·lules de l'organisme hoste. Els virus existeixen amb un únic objectiu: reproduir-se prenent el control sobre una cèl·lula hoste. Morfologia Els virus sols són visibles mitjançant el microscopi electrònic. L'estructura dels virus és prou senzilla. Els components bàsics d'un virus són els següents:  

Material genètic: Està format per ADN o ARN, mai tots dos alhora. Aquestes macromolècules contenen la informació que determina les característiques del virus. Coberta protectora: L'ADN o l'ARN està protegit per una coberta feta de proteïnes. Aquesta estructura rep el nom de càpsida i s'encarrega, a més de protegir el material genètic, d'unir-se a la cèl·lula que serà infectada pel virus.

Els virus tenen múltiples i variades formes i, en general, són molt diferents a les de les cèl·lules. Podem considerar tres formes bàsiques: Helicoïdals: Aquests virus tenen forma d'espiral. Alguns exemples són els virus de la ràbia o el de la rubèola. Polièdrics: La seva estructura està formada per un poliedre de 20 cares. Alguns exemples són el virus de l'herpes o la sida. Bacteriòfags: Els bacteriòfags són virus que infecten bacteris. Tenen una part polièdrica, una part en espiral i unes potes de fixació.

Tema 8 – Microbiologia Com actuen els virus? Com ja hem dit, l'únic objectiu d'un virus és fer-se amb el control d'una cèl·lula hoste per tal de reproduir-se. El procés que utilitza un virus per infectar una cèl·lula presenta una sèrie de fases:  Contacte virus-cèl·lula Després d'entrar en contacte amb la cèl·lula hoste apropiada el virus introdueix el seu material genètic ( ADN o ARN) a la cèl·lula. Això ho pot fer de diverses maneres: pot fusionar la seva càpsida amb la membrana de la cèl·lula i alliberar el material genètic o injectar el material genètic deixant la càpsida a l'exterior.  Replicació El material genètic del virus entra a formar part del de la cèl·lula. Aquesta, enganyada, comença a produir moltíssimes còpies del material genètic i la càpsida del virus. Per fer això, la cèl·lula utilitza els seus enzims i orgànuls. Després, aquests components del virus comencen a unir-se formant nous virus.  Sortida Quan els nous virus ixen de la cèl·lula ho poden fer de dues maneres: Lentament, a mesura que els nous virus es van acoblant. En aquest cas, la cèl·lula no es destruïda. Trencant i matant la cèl·lula, quan tots els nous virus surten alhora. Malalties víriques Les malalties víriques són provocades quan els virus destrueixen o fan malbé les cèl·lules d'un organisme hoste. Per combatre aquestes malalties hi ha dues estratègies: Mitjançant vacunes: consisteixen en introduir a l’organisme virus morts o atenuats, que provoquen una resposta del cos en forma de fabricació d’anticossos. Així, quan el virus actua, ja tenim la resposta a punt. Mitjançant mètodes preventius contra els mecanismes de contagi, ja que algunes malalties víriques com la SIDA no tenen vacuna. En aquest cas, es tracta d'evitar que les persones que no estan infectades es contagien. En el cas de les malalties víriques no es poden utilitzar antibiòtics com en les bacterianes. A continuació tens un quadre amb algunes malalties víriques i les seves característiques: MALALTIA

ORGAN/APARELL AFECTAT VIA DE CONTAGI

SÍMPTOMES

SIDA

Sistema immunològic

Contacte sexual, sang contaminada

El malalt es queda sense defenses

Grip

Vies respiratòries

Per via aèria

Febre, dolor i malestar general

Hepatitis

Fetge

Consum d'aigua i aliments contaminats. Contacte sexual o per Inflamació del fetge via sanguínia

Varicel·la

Pell

Molt contagiosa, via aèria

Poliomielitis

Sistema nerviós

Aigües contaminades, aire i ferides Paràlisi del malalt

9

Febre, erupcions vermelloses a la cara i la pell