T18 – LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

La microbiología. Métodos de estudio de los microorganismos. Reino Moneras. 3. 1. Morfología de las bacterias. 3. 2. Fisiología de las bacterias. Reino Protoctistas. Reino Hongos. Virus. 6. 1. Multiplicación vírica. 6. 2. Clasificación de virus. Viroides y priones.

T18. 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 ácido nucleico y enfermedad que produce; ciclo vital de un fago (ciclo lítico y lisogénico);

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

1 – La microbiología. •

Origen de la microbiología.

La microbiología estudia una parte de los organism os m icroscópicos, algunos unicelulares y otros que pueden formar asociaciones celulares. Una parte de ellos son causantes de numerosas enfermedades.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

1 – La microbiología.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

2 – Métodos de estudio de los microorganismos. • •

Se emplean los CULTIVOS: población microbiana en crecimiento activo. CARACTERÍSTICAS QUE HA DE TENER EL CULTIVO:

– Necesita tener nutrientes y temperatura 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 agaragar para solidificarlos.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

2 – Métodos de estudio de los microorganismos. Métodos de esterilización. •

Su objetivo es la eliminación de todo microorganismo vivo de un medio de cultivo, alimento o material de laboratorio.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

2 – Métodos de estudio de los microorganismos. Métodos de identificación de microorganismos. •

Estudios de microscopía:

•

Métodos bioquímicos:

•

Técnicas de biología molecular:

– Identificación por la forma de las células o la de sus colonias. – Se emplean tinciones específicas. – Comparación establecido.

con

un

patrón

– Hibridación de secuencias del genoma de los microorganismos con sondas del ADN. – Si hibridan es porque el patógeno está en la muestra.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

2 – Métodos de estudio de los microorganismos. ¿Qué organismos estudia la microbiología? •

REINO MONERAS:

•

REINO PROTOCTISTAS:

– Bacterias.

– Protozoos. – Algas microscópicas.

•

REINO FUNGI:

•

FORMAS ACELULARES:

– Hongos.

– Virus. – Viroides. – Priones.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras. •

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

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras. •

•

DOMINIO Eubacterias : –

Bacterias Purpúreas y Verdes: fotosintéticas y aerobias.

–

Cianobacterias o “algas” verde-azuladas.

–

Proclorofilas: 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 ª y bajo pH.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras. 3.1. Morfología de Bacterias.

PROCARIOTAS

CARECEN DE VERDADERO NÚCLEO

· Su molécula de ADN bicatenario y circular

asociado a proteínas NO histonas se encuentra en el citoplasma formando el nucleoide. · Además tienen Plásm idos → 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. –

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras. Pared celular • •

Envuelta rígida que tienen todas las bacterias (excepto Mycoplasma).

ESTRUCTURA → en función de la Tinción Gram, hay 2 grupos de bacterias. – Bacterias GRAM POSITIVAS (retienen el colorante → pared celular violeta). • Capa de 10-80 nm de peptidoglucano formado por cadenas de N-acetil glucosamina (NAG) y Nacetil 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 cationes (Mg2+) necesarios para la bacteria. – Fijarse a la membrana plasmática. – Receptores de bacteriófagos.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras. –

Bacterias GRAM NEGATIVAS (NO retienen el colorante → pared celular rosácea). • Formada por 2 capas. – 2-3 nm de peptidoglucano. – Membrana externa: Bicapa lipídica externa de 7-8 nm con lipoproteínas (ej: porinas) y lipopolisacáridos asociados con función enzimática. – Periplasma → espacio acuoso entre la membrana plasmática y la membrana externa de la PC que baña al peptidoglucano. • Funciones de la Membrana Externa: – Regula el paso de moléculas de ↓ peso molecular gracias a las proteínas porinas. – Protección frente a agentes antibacterianos. – Responsable de adhesividad y carga e-. – Lugar de fijación de fagos. • Funciones del Periplasma: – Función osmorreguladora.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras. 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.

Diferencia con la de eucariotas • No tiene esteroles como el colesterol.

• El porcentaje de los distintos tipos de fosfolípidos es diferente. • Algunas bacterias como las arqueas tienen unidades de isopreno en lugar de ácidos grasos. • En algunas arqueas las cadenas hidrofóbicas de cada lado se unen covalentemente entre sí formando una monocapa. La estructura de monocapa es más estable y resistente en ambientes con temperaturas elevadas.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras. Membrana plasmática • •

Disolución gelatinosa granulosa de H2O + proteína que rodea al nucleoide (fibroso).

En él aparece: – Ribosomas: libres, 2 subunidades, más 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 membrana plasmática. – Funciones: • Sistema de anclaje. • Participan en la conjugación.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras. Flagelos •

Estructura de locomoción: – Filamento. – Cuerpo Basal: bastón con 4 discos: • S y M giran (en la mb plasmática). • L y P fijos (en el peptidoglucano). (Gram + solo 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.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras. 3.2. Fisiología de Bacterias. Nutrición

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras.

Tipo de Organismo FOTOLITÓTROFOS

Bacterias verdes y purpúreas del S, cianobacterias. FOTOORGANÓTROFOS

Bacterias purpúreas NO del S. QUIMIOLITÓTROFOS

Fuente de Energía Luz Luz

Arqueobacterias hipertermófilas del S, metanógenas, bacterias del H, del Fe, nitrificantes, carboxibacterias.

Uniones químicas Reacciones REDOX

QUIMIOORGANÓTROFOS

Uniones químicas Reacciones REDOX

La mayor parte de las bacterias.

Fuente de Carbono CO2 Compuestos orgánicos

CO2

Compuestos orgánicos

Dadores de electrones Compuestos inorgánicos (S2-) Compuestos orgánicos

(alcoholes, ácidos grasos,…)

Compuestos inorgánicos (H2, S, S2-,

Fe2+, NO3, NO2, CO)

Compuestos orgánicos

(glucosa y otros hidratos de C)

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras. Relación •

Fototactismos y Quimiotactismos.

•

Fabricación de Endosporas.

– Sensibilidad a luz o sustancias químicas. – Se desplazan con flagelos o reptan. – Estructuras de resistencia que fabrican en condiciones adversas. – Resisten temperaturas de 80 ºC, sequedad, acción de agentes químicos o

radiaciones.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras. Reproducción REPRODUCCIÓN ASEXUAL por BIPARTICIÓN

• Duplicación del cromosoma. • Estrangulación. • Se generan 2 células hijas idénticas.

REPRODUCCIÓN MECANISMOS PARASEXUALES

• Se produce intercambio de material genético.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

3 – Reino Moneras. •

Los mecanismos parasexuales implican recombinación genética entre el ADN propio y el añadido.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

4 – Reino Protoctistas. Algas • • • • • •

Son Eukarya autótrofos fotolitótrofos. Algunas son móviles mediante flagelos y otras sésiles. Sus paredes celulares tienen principalmente celulosa. Viven en medios acuáticos o medio terrestre con abundante humedad. Asociándose simbióticamente con hongos, forman parte de la estructura de los líquenes. Tienen importancia ecológica como productores de oxígeno y ser la base de las cadenas tróficas en ecosistemas acuáticos.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

4 – Reino Protoctistas. Protozoos • • • •

Son Eukarya heterótrofos. Sin pared celular. Generalmente móviles y de vida libre o parásita. Se clasifican según su modo de desplazamiento.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

5 – Reino Hongos. • • • • •

Son Eukarya heterótrofos. Sus paredes celulares tienen principalmente quitina. Viven en ambientes muy diversos, la mayoría terrestres. Tienen importancia ecológica como descomponedores. Dependiendo de la estructura formadora de esporas se dividen en Ascom ycetes (ascas) y Basidiom ycetes (basidios).

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

5 – Reino Hongos.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

Resumen. Domino

Bacteria

Dominio Eukarya

Dominio

Archaea

Protozoos

Algas

Hongos

Plantas

Animales

X

X

X

X

X

X

X

X

Organismos pluricelulares

X

X

X

X

Pared celular de celulosa

X

Células sin núcleo

X

X

Células con núcleo Organismos unicelulares

X

X

Pared celular de quitina

X X

Pared celular de mureina

X

X

Organismos autótrofos

X

X

Organismos heterótrofos

X

X?

X

Membrana gram + o -

X

Organismos anaerobios

X

X

X

Organismos aerobios

X

X?

X

X

X

X

X

X

X

X

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus. •

Son formas acelulares de 30-300 nm constituidas por:

Ácido nucleico

Cápsula proteica (Cápsida)

ADN/ARN Una/varias moléculas Circular/lineal Mono/bicatenario

• •

•

No realizan la función de nutrición ni relación; si la de reproducción pero utilizando maquinaria metabólica de la célula huésped. El genoma puede codificar entre 8-200 proteínas cuya misión puede ser: – – –

Estructural: proteínas de la cápsida. Enzimáticas: sintetizan ácidos nucleicos víricos. Aglutinante: para adherirse a la membrana del huésped.

Son parásitos intracelulares obligados de bacterias (bacteriófagos), animales y plantas.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus. Morfología vírica • • •

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:

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus. •

VIRUS HELICOIDAL:

– Infectan células vegetales. – Ej. Virus del mosaico del tabaco.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus. •

VIRUS ICOSAÉDRICO con ENVOLTURA: – Infectan células animales. – Ej. Virus de la gripe.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus. •

VIRUS BACTERIÓFAGO: – Infectan bacterias. – Ej. Fago T4.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus. •

6.1. Multiplicación vírica.

El CICLO LÍTICO consiste en la multiplicación del virus en el interior de la célula y la posterior lisis de ésta, liberando de golpe muchos virus con la consiguiente muerte celular.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus. •

En el CICLO LISOGÉNICO el ADN vírico se integra en el cromosoma bacteriano y permanecen en el 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.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus. 6.2. Clasificación de virus.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

6 – Virus.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

7 – Viroides y priones. 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,… – Provoca malformaciones, necrosis, moteado de hojas,…

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

7 – Viroides y priones. Priones • • • •

Son partículas proteínicas que se sitúan en la membrana de neuronas. Según la hipótesis de la proteína sola el prión 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.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

7 – Viroides y priones. •

Síndrome de Creutzfeldt-Jakob:

– Apareció en 1994 en pacientes que habían consumido carne de vacuno afectada por el mal de las vacas locas. – Provoca demencia, degeneración neuronal y pérdida de coordinación.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

7 – Viroides y 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.

T18. LA DIVERSIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.