Introducción a la Microbiología

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1 Introducción a la Microbiología IES Al-Ándalus Biología 2º de Bachillerato. Curso Esther Maguilla Rosado Míriam Prado Lobato Mª Carmen Amodeo Arahal Laura Ortiz Miñón María López Pedregal

2 Resumen Los microorganismos forman un amplio grupo de seres vivos fundamentales para la vida que conviven con nosotros aunque no nos percatemos de ello, debido a su pequeño tamaño. Esta es una de las razones por las que hemos decidido realizar este trabajo. Nuestro objetivo principal era familiarizarnos con el material y las técnicas empleados en el laboratorio, además de introducirnos en el mundo de la microbiología. Los procedimientos que hemos seguido durante el desarrollo de nuestro trabajo han consistido en una búsqueda de información previa y una serie de prácticas de laboratorio que incluían la siembra de microorganismos, un seguimiento de su crecimiento, preparaciones y observaciones en el microscopio. Finalmente, podemos decir que el trabajo nos ha aportado además un aprendizaje de forma práctica y una mayor capacidad para trabajar en grupo. Summary Microorganisms form a large group of living beings fundamental for life which live with us although we don t realize because of their little size. This is the reason why we have decided to make this work. Our principal objetive was to get familiar with the equipments and techniques employed in a laboratory, appart from getting immersed in the microbiology world. The technics we have followed during the development of our work have consisted on a reseach o previous information and severals laboratory practices which included the carring out of sowing of microorganisms monitoring their growth, preparations and observations in the microscope. Finally, we would like to say that this work has provided us whit a practical learning as well as a huge abilily to work in group.

3 PALABRAS CLAVE (1) Agar: Polisacárido proveniente de algas rojas que posee la característica de no ser digerido por las bacterias (generalmente). Es utilizado para preparar medios de cultivo sólido, entre otras cosas. (2) Alga: un grupo de organismos eucariotas autótrofos pertenecientes al reino de los protoctistas con capacidad para realizar la fotosíntesis. (3) Archaea: conjunto de organismos unicelulares procariotas parecidos a las bacterias pero diferentes genética y bioquímicamente. (4) Asa de siembra: material de laboratorio que se utiliza para el transporte de microorganismos de un medio a otro. Consta de un mango y de un filamento, el cual originalmente era de platino, pero ha sido sustituido por materiales más baratos como puede ser el acero. Este filamento termina en forma de aro, mediante el cual se extrae la muestra de microorganismos necesaria para cualquier preparación. Existen varios tipos de asa de siembra: de plástico, metálicas (5) Autoclave: es una forma de esterilizar los materiales empleando vapor de agua, creando una alta presión y temperatura elevada en un recipiente cerrado durante unos minutos. (6) Bacilo: tipo de bacteria de forma cilíndrica. (7) Bacterias: microorganismos unicelulares de tamaño microscópico que carecen de membrana nuclear y por lo tanto su núcleo no se encuentra diferenciado. (8) Balanza: instrumento utilizado para pesar determinadas cantidades de sustancias. Formado por unas pesas y un platillo donde se coloca la sustancia a pesar.

4 (9) Bombona: envase cerrado que contiene gases a presión. (10) Coco: tipo de bacteria de forma esférica. (11) Cubre: relacionado con el porta, es un utensilio de forma cuadrada que se coloca sobre la preparación realizada en el porta para fijar la preparación y poder verla a microscopio. (12) Cuerpo fructífero: estructura reproductora que produce el hongo sobre el sustrato, cuya función es dispersar las esporas que contiene. (13) Diplococos : Cocos asociados en parejas (14) Enterobacterias: bacterias aeróbicas. (15) Erlenmeyer: recipiente de cristal de forma cónica (con una base ancha y una boquilla estrecha). Los hay de diferentes capacidades y todos ellos contienen marcas para indicar aproximadamente el volumen del contenido. (16) Espirilo: tipo de bacteria con forma espiral. (17) Esporas: células producidas por el hongo que se dispersan con el viento y el agua generalmente.

5 (18) Esterilización: proceso mediante el cual se eliminan todos los posibles microorganismos presentes en los materiales que se vayan a utilizar. (19) Gemación: "división desigual consistente en la formación de prominencias o yemas sobre el individuo progenitor, que al crecer y desarrollarse originan nuevos seres que pueden separarse del organismo parental o quedar unidos a él, iniciando así una colonia". (20) Gradilla: material que se utiliza para almacenar los tubos de ensayo. (21) Hifa: filamentos que forman los hongos. (22) Himenóforo: lugar del hongo en el cual nacen las esporas. (23) Hongos: microorganismos eucarióticas que pueden ser tanto unicelulares como pluricelulares, cuyas células se asocian formando cuerpos filamentosos llamados hifas. (24) Levadura: las levaduras son hongos unicelulares microscópicos y filamentosos, que pueden aparecer aislados o unidos unos a otros formando pequeñas cadenas o filamentos. (25) Líquenes (liquen): asociación simbiótica de un hongo y una alga microscópicos. El hongo proporciona humedad a la alga y ésta el alimento al hongo. (26) Lupa binocular: instrumento utilizado para observar seres microscópicos dándonos una sensación de relieve.

6 (27) Medio en tubo inclinado: Se trata de un medio de cultivo sólido de forma inclinada. Para ello, se añade al tubo una cierta cantidad de la disolución preparada (caldo al que se añade la cantidad suficiente de agar-agar, para que solidifique) y se coloca de forma inclinada (apoyado sobre un soporte) para que al solidificarse obtengamos un medio inclinado. Este tipo de medio puede ser utilizado bien como medio selectivo, para sembrar nuevos medios o como medio diferencial para identificar a los tipos de bacterias. (28) Micelio: conjunto de hifas. (29) Micología: Ciencia que se encarga de estudiar los hongos. (30) Microorganismos: organismos microscópicos procariotas o eucariotas, entre los que se encuentran virus, bacterias, algas, hongos (31) Microscopio: instrumento óptico que contiene lentes y se utiliza para observar sustancias microscópicas. (32) Organismo: llamamos organismo a cualquier ser capaz de reproducirse y de transferir su material genético. (33) Pipeta: material de laboratorio utilizado para medir determinadas cantidades líquidas. Consiste en un tubo de vidrio que posee ambos extremos abiertos. (34) Placas de Petri: recipiente de cristal de forma circular que contiene dos partes de diferentes diámetros para que puedan encajar.

7 (35) Porta: utensilio de vidrio que posee forma rectangular, en el cual se realizan preparaciones para ver en el microscopio. (36) Tinción de Gram: Técnica que se utiliza para diferenciar a las bacterias gram positivas de las gram negativas, según el color que adquieran. (37) Tubos de ensayo: tubos de cristal que poseen un extremo cerrado de forma redondeada y un extremo abierto. Su contenido generalmente es líquido. (38) Unidad formadora de colonia (UFC): Célula bacteriana viva y aislada que en las condiciones adecuadas da lugar a la producción de una colonia de bacterias (39) Vaso de precipitado: recipiente de forma cilíndrica graduados que se utilizan para contener líquidos. (40) Vibrio: tipo de bacteria curva y móvil. (41) Vidrio de reloj: es un vidrio de forma cóncava que se utiliza para depositar en él el material que posteriormente se vaya a pesar.

8 I TRODUCCIÓ 1.- Introducción a la microbiología La microbiología es la rama de la biología que se encarga del estudio de los microorganismos (30). Los microorganismos son un grupo de organismos microscópicos que pueden ser células aisladas o agrupaciones celulares. También se encarga del estudio de organismos (32) microscópicos pero acelulares como virus, viroides y priones. Algunos de estos organismos son los causantes de enfermedades de seres humanos, animales y plantas, son las llamadas enfermedades infecciosas. La microbiología estudia estos organismos microscópicos y su funcionamiento. Además investiga el origen y evolución de estos microorganismos. Tiene un papel fundamental ya que se ocupa de muchos problemas prácticos relacionados con la medicina, la agricultura e industria. 2.- Orígenes de la microbiología La microbiología surgió a finales del siglo XIX como una ciencia experimental con el objetivo de resolver los dos grandes problemas científicos de la época: contradecir la teoría de la generación espontánea, y establecer el carácter infeccioso de algunas enfermedades causadas por microbios. El desarrollo de la microbiología está relacionado con el desarrollo del microscopio (31). Anton Van Leeuwenhoek fue el primero que observó bacterias al microscopio. Van Leeuwenhoek nació en Holanda en octubre de Se dedicaba al comercio de telas y carecía completamente de formación científica, sin embargo, su curiosidad le llevó a aprender por sí mismo leyendo libros y artículos de toda clase de ciencias. Para poder observar mejor la calidad de sus telas, fabricó lupas que hacía el mismo, ya que había aprendido técnicas de soplado y pulido de vidrio. También fue mejorando en la fabricación de lentes e inventó nuevos artilugios de aumento (hasta 300 veces de su tamaño, mucho más que cualquier microscopio de lentes múltiples de la época). Llegó a observar fibras musculares, vasos sanguíneos e incluso dibujó glóbulos rojos que observó con sus microscopios. Introdujo el término animalucos cuando observó agua de un estanque y cuestionó la teoría de la generación espontánea al observar que el agua de lluvia carece de estos microorganismos. Para asegurarse de ello demostró que esta teoría era incierta observando que las pulgas y los gorgojos no aparecen por sí solos en las semillas, sino que proceden de huevos anteriormente depositados allí. Describió tres tipos de bacterias: bacilos (6), cocos (10) y espirilos (16). Puesto que no se dedicaba oficialmente a la investigación y carecía de formación académica no fue tomado muy en serio hasta que un médico amigo suyo lo dio a conocer en la Royal Society de Londres. Una vez fue nombrado miembro, se dedicó a la investigación hasta su muerte en Además de Leeuwenhoek, también hay que mencionar a científicos como Robert Hooke quien participó en la creación de la Royal Society de Londres, inventó el microscopio y escribió el libro titulado Micrographia donde habla por primera vez de células, libro que inspiró a Leeuwenhoek en sus investigaciones. Christian Gottfried Ehrenberg, famoso científico alemán y miembro extranjero de la Royal Society de Londres, se dedicó al estudio de microorganismos durante la primera mitad del siglo XIX, avanzando en el conocimiento de éstos y descubriendo nuevas especies como la Euglena y algunos paramecios.

9 El trabajo de Louis Pasteur, químico francés a quien se debe la técnica de la pasteurización, marcó por completo el desarrollo de la microbiología. El empeño de este gran científico, a pesar de no destacar como estudiante, le llevó a grandes descubrimientos, cuya importancia hace que algunos lo consideren el padre de la microbiología. Descubrió que en la fermentación del vino actúan dos tipos de microorganismos, ambos levaduras (24), unas que producían alcohol y otras ácido láctico, que agria el vino. Para evitar esto utilizó un método que eliminaba los microorganismos causantes de que se estropeen aquellos alimentos que precisan fermentación como son, por ejemplo, el vino, la leche o la cerveza. Se trataba de aumentar la temperatura hasta los 44º C durante unos segundos. Este método, la pasteurización, tiene en la actualidad numerosas y muy beneficiosas aplicaciones. También demostró que la descomposición orgánica se debe a la acción de microorganismos. Demostró que no era cierta la teoría de la generación espontánea probando que en un caldo de cultivo no aparecen microorganismos por sí solos si este se encuentra en un medio aislado. Para ello lo introdujo en un matraz de cuello curvado que inventó él mismo. (Esto supuso el comienzo de la bacteorología moderna). Resolvió el problema de la enfermedad de los gusanos de seda, que arruinaba la industria de seda francesa, descubriendo que era un parásito de las hojas de moras el causante de la enfermedad. Gracias a él se comenzó a esterilizar los útiles de laboratorio y hospitales hirviéndolos antes de ser utilizados y obtuvo vacunas eficaces contra enfermedades infecciosas como el cólera de los pollos, el antrax y el erisipela de los cerdos y posteriormente contra el virus de la rabia. Otros como Cohn y Koch aplicaron el estudio de la microbiología a la medicina. Berkeley demostró por primera vez y claramente que las enfermedades contagiosas se debían a la acción de microorganismos. Ya a partir del siglo XX, la microbiología comenzó a desarrollarse rápidamente en dos direcciones, microbiología médica e inmunológica y microbiología agrícola. Durante este siglo también se aportó el descubrimiento de los antibióticos (la penicilina descubierta por Flemming en 1929) y el desarrollo de la microbiología acuática que propuso el suministro de agua sin contaminar para la población humana. Todo esto fue una gran aportación al fomento de la sanidad. Por su parte el descubrimiento de ADN y el ARN dejaron al descubierto relación entre la microbiología y la genética que conduce a la tecnología, la cual permite obtener anticuerpos ante microorganismos. Desde el siglo XVII hasta nuestros días, la microbiología se ha ido desarrollando y continuará haciéndolo, con el fin de mejorar nuestra calidad de vida y también la de todo el entorno que nos rodea. 3.-Métodos de estudio de la microbiología 3.1- Esterilización (18) Es un proceso mediante el cual se eliminan todas las posibles formas de vida de un medio de cultivo. Se distinguen dos agrupaciones de técnicas de esterilización según se empleen métodos físicos o métodos químicos: -Métodos físicos: Los métodos más usados se llevan a cabo mediante calor que puede ser utilizado seco o húmedo. Este es el método mas usado ya que los microorganismos tienen una temperatura máxima de crecimiento que cuando se supera dejan de crecer y si no pueden desarrollar esporas de resistencia, mueren. Calor seco a alta temperatura: se utiliza en el laboratorio para la transferencia aséptica (sin contaminantes de un cultivo) de un tubo a otro. Este método consiste en destruir los microorganismos por oxidación de sus componentes celulares. Se lleva a cabo mediante:

10 Hornos especiales que reparten uniformemente el calor en su interior. El material se expone a elevadas temperaturas durante un tiempo determinado para cada material. Por ejemplo para la esterilización de material de vidrios, instrumentos quirúrgicos, agujas de metal. Flameado o llama directa: consiste en exponer el objeto a una llama hasta la incandescencia, por lo que es un procedimiento simple y eficaz. Por ejemplo se esteriliza con este método asas de cultivo de siembra. Incineración: consiste en destruir el objeto para conseguir esterilizarlo. Es el mejor sistema para los productos que se pueden destruir. Por ejemplo el material biológico. Calor húmedo: es más rápido y eficaz que el calor seco. Destruye los microorganismos por coagulación de sus proteínas celulares. Se realiza mediante: Autoclave (5) : aparatos herméticos que alcanzan presiones y temperaturas elevadas en un ambiente húmedo. Ejemplo esterilización de medios de cultivos. Tindalización: consiste en someter a calentamientos intermitentes. Provocando la muerte de los microorganismos. Las radiaciones electromagnéticas se utilizan en casi cualquier tipo de sustancia. Se emplean diferentes tipos de radiación electromagnética: microondas, radiación ultravioleta, rayos X, electrones Los filtros tienen poros muy pequeños lo que hace que los microorganismos no pasen a través de ellos pero sí permiten el paso de los líquidos o los gases, por ello se utilizan para esterilizar líquidos sensibles al calor y gases. -Métodos químicos: Estos métodos se utilizan para objetos no resistentes al calor. Determinados productos químicos, naturales o sintéticos, controlan el crecimiento microbiano. Pueden actuar de dos formas: -Agentes microbicidas: matan los microorganismos y según el tipo sobre el que actúen se habla de agentes bactericidas, fungicidas o viricidas. -Agentes estáticos: detienen el crecimiento de los microorganismos y se distingue entre agentes bacteriostáticos, fungistáticos y viristáticos. Algunos de estos medios químicos son: el ácido fénico, el ácido cianhídrico, el óxido de etileno, la clorhexidina, los derivados mercuriales, los derivados del yodo y muchas otras sustancias. El alcohol etílico no produce esterilización completa Pasteurización La pasteurización es un método de la microbiología utilizado sobretodo en la industria alimentaria y que se dedica a reducir el número de microorganismos presentes en los alimentos. Para ello, se eleva la temperatura de un líquido alimenticio hasta alcanzar una temperatura inferior a su punto de ebullición durante un periodo muy corto de tiempo, 15 segundos (debido a este escaso tiempo recibe el nombre de pasteurización en flash), para eliminar de esta forma ciertos microorganismos que puedan estropear los alimentos pero sin llegar a alterar demasiado el sabor ni las vitaminas de dicho producto y aumentar con esto, el tiempo de conservación de los alimentos. La pasteurización es muy utilizada para el almacenamiento de la leche y sus derivados. Este método recibe el nombre de pasteurización debido al químico y bacteriólogo francés, Louis Pasteur, quien utilizó el calor para controlar el deterioro del vino.

11 3.3- Medios de cultivo Entendemos por medio de cultivo aquel material elaborado que contiene la cantidad suficiente de nutrientes como para que crezcan en él microorganismos, los cuales se podrán estudiar posteriormente. El crecimiento de los microorganismos es conocido como cultivo, mientras que el material en el que crecen es conocido como medio de cultivo, el cual no debe contener microorganismos que puedan contaminar el medio. En los medios de cultivo pueden encontrarse materiales de enriquecimiento como pueden ser sangre, hidratos de carbono, suero Todos ellos tienen un papel diferente, pero todos poseen un mismo fin, enriquecer el medio de cultivo; así, por ejemplo, los hidratos de carbono incrementan la cantidad de nutrientes del medio y también son utilizados para identificar los microorganismos a través de un proceso mediante el cual son capaces de detectar diversas reacciones de fermentación que tienen lugar en ellos, mientras que la sangre y el suero ayudan al crecimiento de microorganismos menos resistentes. Además, también se les pueden aportar colorantes que permiten el crecimiento de la bacteria (7) que nos interese mientras que inhibe el crecimiento de las demás. - Evolución de los medios de cultivo El inicio de la microbiología nace con la aparición del microscopio, pero cuando verdaderamente nace y evoluciona fue con la aparición de los medios de cultivo y la utilización de agar-agar (1) para la solidificación de estos. Brefeld fue el primer micólogo (del que tenemos constancia) que aisló y cultivó esporas (17) de hongos (23) en medios sólidos, utilizando como solidificante la gelatina, pero este tipo de medios no era el adecuado para las bacterias. Posteriormente, Koch investigó utilizando primeramente patatas como medio de cultivo sólido, pero gracias a la idea de Loeffler, quien ideó la utilización de caldo de carne, utilizó este tipo de medio al que le añadió gelatina para conseguir solidificarlo. Años más tarde, en 1882, Walter Hesse descubre el agar-agar, producto extraído de las paredes celulares de varias especies de algas (2) rojas, concretamente del género Gelidium, como solidificante. Petri, ayudante de Koch, en 1887 comienza a utilizar placas de cristal denominadas placas de Petri (34), las cuales son sustituidas por las utilizadas hasta el momento. Beijerinck y Winogradsky diseñaron un tipo de medios de enriquecimiento, de forma que se enriqueciera el medio para favorecer el crecimiento de los microorganismos. Sin embargo, fue Würtz quien idea la incorporación de indicadores de ph a los medios de cultivo para observar la producción de ácidos en la fermentación de los microorganismos. - Condiciones generales para el cultivo de microorganismos El desarrollo de los microorganismos en un medio de cultivo se ven afectados por una serie de factores que describimos a continuación: - Disponibilidad de nutrientes adecuados: cualquier medio de cultivo debe contener ciertas sustancias necesarias para que los microorganismos sean capaces de crecer en él. Entre estas sustancias se encuentran el carbono, nitrógeno, azufre, fósforo, sales inorgánicas, ciertas vitaminas Todas estas sustancias eran suministradas en un primer momento en forma de infusiones de carne, extractos de carne o extractos de levadura. Sin embargo, actualmente se utiliza la peptona para suministrar estas sustancias necesarias. Además, a veces también se le pueden añadir a los medios colorantes como ayuda para identificar los microorganismos.

12 - Consistencia adecuada del medio: existen varios tipos de medio según su estado físico: líquido, semisólido o sólido. Para transformar un medio líquido en uno sólido o semisólido, le podemos añadir varios productos como pueden ser la albúmina, la gelatina o el agar (es el más utilizado). Sin embargo, en los medios solidificados con gelatinas muchos microorganismos no crecen adecuadamente, por ello se utiliza menos. - Presencia o ausencia de oxígeno y otros gases: muchas bacterias pueden crecer en condiciones normales de oxígeno; pero, sin embargo, hay otros microorganismos que necesitan de unas condiciones específicas para poder crecer. Por ejemplo los microorganismos anaerobios. - Condiciones adecuadas de humedad: es necesario un nivel mínimo de humedad para que se desarrollen los microorganismos, para ello se emplean estufas de cultivo a 35ºC-37ºC que regulen estos niveles. - Luz ambiental: casi la totalidad de los microorganismos se desarrollan mejor en la oscuridad que en presencia de luz solar, con excepción de los microorganismos fotosintéticos. - ph: para que se desarrollen mejor los microorganismos debe de haber una cierta cantidad de iones hidrógeno, los cuales se desarrollan mejor en medios con un ph neutro. - Temperatura: cada tipo de microorganismo tiene una temperatura óptima, en la cual crecen mejor. Por ejemplo, los patógenos humanos crecen alrededor de los 37ºC. - Esterilidad del medio: todos los medios de cultivo que se utilicen deben de haberse esterilizado antes, ya que si utilizamos medios de cultivo sin esterilizar, podemos provocarle a los microorganismos alteraciones, impedirles su crecimiento La forma de esterilizarlos más tradicional es el denominado autoclave, que utiliza vapor de agua a presión para esterilizar los medios. - Tipos de medios de cultivo Según su estado físico, los medios de cultivo pueden ser: - Líquidos - Semisólidos - Sólidos Podemos distinguir cuatro tipos de cultivo según su utilidad: - Medios generales: en este tipo de medio se pueden desarrollar todo tipo de microorganismos. - Medios de enriquecimiento: potencian el crecimiento de un determinado tipo de microorganismo, dejando crecer el resto en menor proporción. - Medios selectivos: permiten el desarrollo de un determinado tipo de microorganismos impidiendo el crecimiento de los demás. - Medios diferenciales: en ellos se aprecia las propiedades que tiene un determinado tipo de microorganismo.

13 4.- Célula procariota La célula procariota es aquella que no posee un núcleo diferenciado; en estas células, la información genética (ADN) forma un anillo que se encuentra en el citoplasma celular. Las células procariotas se caracterizan por la diversidad de formas que pueden presentar. Así, podemos clasificarlas en bacilos (forma de bastón), cocos (forma esférica), espirilos (16) (con forma de bastón espiralado) y vibrios (40) (con forma de coma ortográficas). También pueden presentar una mezcla de varias formas llamados bacilococos, forma de racimo de uvas (estafilococos), línea de cocos (estreptococos) o como dos esferitas (diplococos (13) ) 4.1- Morfología Las células procariotas están delimitadas por una pared celular rígida compuesta por polisacáridos y péptidos, que rodean a la membrana plasmática, la cual está compuesta por lípidos, proteínas y glúcidos en menor medida. A través de ella, se produce el intercambio de sustancias entre el citoplasma celular y el medio en el que se encuentra la célula. La célula procariota no posee orgánulos definidos; en el citoplasma solo se encuentran ribosomas, pero son mas pequeños que los que la célula eucariota posee (ribosomas 70s frente a ribosomas 80s), pueden presentar flagelos que permite su movilidad, pilis, relacionados con el intercambio de ADN, fimbrias, relacionados con la adherencia a sustratos y cápsulas, cubierta de naturaleza glucídica, por ello también recibe el nombre de glucocálix. Las células procariotas realizan las tres funciones vitales: - Función de nutrición Se distinguen dos grupos según la forma de conseguir materia orgánica: Procariotas autótrofas: hablamos de procariotas autótrofas cuando son capaces de producir materia orgánica a partir de materia inorgánica y energía que han captado del medio ambiente. Procariotas heterótrofas: ingieren materia orgánica extrayendo de ella parte de su energía química. - Función de relación Las funciones de relación se expresan de una forma u otra dependiendo del tipo de respuesta que le de con respecto al estímulo recibido. Estas respuestas pueden modificar el metabolismo o realizar movimientos de aproximación o de huida, que implica la utilización de flagelos o movimientos de reptación. Algunas bacterias forman en su interior esporas de resistencias o endosporas, estas estructuras se encargan de proteger el ADN y el resto del contenido protoplasmático. Son estructuras muy resistentes al calor, la radiación, los ácidos, etc. - Función de reproducción Normalmente, la reproducción de los organismos procariotas se lleva a cabo de forma asexual por bipartición y en menor medida por gemación (19). Además, las bacterias poseen unos mecanismos de transferencia genética de tipo parasexual, mediante los cuales se intercambian fragmentos de ADN, esta transferencia puede ser por transformación, conjugación y transducción. (Siempre la transferencia se realiza del donante al receptor): Transformación: mediante este procedimiento, la célula receptora capta del medio donde vive ADN libre procedente de otra célula, el cual, es incorporado en ella. Las células capaces de sufrir transformaciones se las conoce como competentes. Ej: especies de bacterias y algunas pertenecientes al dominio Archaea (3).

14 Conjugación: para que se produzca la transformación, se necesita que haya contacto entre la célula donante y la receptora. Dicho contacto se realiza mediante pelos sexuales huecos o pili. A través de ellos se transfiere un poco de ADN. Para que se produzca conjugación es necesaria la síntesis de ADN. Transducción: la transformación se produce a través de un virus bacteriófago. Éste inicia un ciclo lítico durante el cual incorpora ADN de un hospedador en su propio ADN, de forma accidental y así, lo transfiere a otra célula cuando la infecta. Estos tres mecanismos de transferencia se conocen como horizontales para diferenciarlos de los verticales (genética de padres a hijos) Tipos Dominio Bacteria Podemos definir a las bacterias como aquellos microorganismos unicelulares de tamaño microscópico que carecen de membrana nuclear y por lo tanto su núcleo no se encuentra diferenciado. Hay dos tipos de pared celular. Según esto, distinguimos dos tipos de bacterias: - Bacterias Gram positivas: la pared celular es muy gruesa, posee muchas capas lineales formada principalmente por peptidoglucano, y ácido teicoico (polímero derivados de azúcares) que va unido a estructuras lipídicas.

15 - Bacterias Gram negativas: presentan una pared más fina, y más compleja. No contiene ácidos teicoicos ni lipoteicoicos pero tiene una estructura con una disposición igual a cualquier membrana; se llama membrana externa que está ausente en la gram positiva. Entre la membrana citoplasmática y la externa queda el espacio periplásmico donde está el peptidoglicano que se une a la membrana formando lipoproteínas. Para saber si nos encontramos ante una bacteria gram positiva o una gram negativa, recurrimos al método de "Tinción de Gram" (36) que consiste en una prueba útil y de fácil realización que permite diferenciar las dos principales clases de bacterias. Se colocan sobre un portaobjeto (35) de bacterias fijadas por calor o secado de algún otro modo y se tiñen con cristal violeta. A continuación se añade una solución yodada y luego se realiza un lavado con un agente decolorante. Luego se usa safranina para teñir de rojo las células que no hayan retenido el cristal violeta. En las bacterias gram positiva se van a teñir de purpura y el colorante queda atrapado en la capa de peptidoglucano. En cambio en las bacterias gram negativa presentan una capa delgada de petidoglucano y no retiene el color violáceo. Desde un punto de vista filogenético encontramos doce reinos: -Aquifex/Hydrogenobacter: presentan características termófilas, y crecen mejor en temperaturas acuáticas de 85ºC a 95 ºC normalmente crecen cerca de volcanes subacuáticos o fuentes hidrotermales. -Thermotoga: crecen a temperaturas muy altas, entre otras de sus principales características podemos destacar que son extremadamente termoestables por lo que son utilizadas en procesos industriales normalmente en sectores alimenticios ya que también son anaerobias y son capaces de realizar fermentaciones. -Bacterias verdes no del azufre o Chloroflexi : son fotosintéticos, realizan fotosíntesis anoxigénica ya que no producen oxigeno mediante la fotosíntesis. Se llaman bacterias verdes debido a su pigmento verde que se encuentra en los clorosomas (complejo antena fotosintético presente en este tipo de bacterias). -Deinococos y parientes: es una bacteria extremófila (vive en condiciones extremas), y es muy resistente a la radiación. a

16 -Espiroquetas: es un tipo de bacterias gram negativas que tienen células largas y enrolladas helicoidalmente. Estas bacterias se pueden mover de distinto modo en medio líquido: rotación alrededor de su eje, contracciones flexulosas (forma ondas) y movimiento helicoidal e incluso en ambientes altamente viscosos, y en medios sólidos con un 1% de agar. -Bacterias verdes del azufre o Chlorobi: realizan la fotosíntesis anoxigénica. Estas bacterias se encuentran en las zonas ricas en azufre y anaerobias de los lagos. -Bacteroides-flavobacterias: Son bacilos aerobios e inmóviles de tipo gram negativas. Normalmente se encuentran en agua dulce y salada, alimentos y plantas procesadoras. -Planctomyces y parientes: presentan agua dulce y marina, tienen forma de ovoide que se une a una especie de tallo y se reproducen por gemación. -Clamydiae: produce infecciones en el tracto genital, respiratorio y ocular. -Bacterias gram positivas: se tiñen de azul oscuro o violeta por la tinción de Gram. Constituyen uno de los grupos de bacterias junto con las bacterias gram negativas. -Cianobacterias: son bacterias azulverdosas, fotosintéticas y contienen clorofila. Normalmente se encuentran en la corteza de los árboles, rocas y suelos húmedos. -Bacterias rojas, bacterias púrpuras del azufre, o Chromatiales: son fotosintéticas y anaeróbicas. Normalmente se encuentran en manantiales abundantes en azufre o en agua estancada. Dominio Archaea Al principio se creía que los Archaea pertenecían al dominio de las bacterias pero más tarde se descubrió que tienen unas características diferentes a éstas. Las archaeas son genéticamente más parecidas a las eucariotas que a las procariotas, sin embargo se incluyen dentro de ellas porque no tienen un núcleo determinado por una membrana. Los Archaea pueden habitar en medios con condiciones muy extremas ya que algunas de ellas son hipertermófilas (pueden sobrevivir con temperaturas superiores a los 100ºC), otras son extremófilas (pueden habitar en aguas con grandes concentraciones salinas y en medios con un ph 1), o también pueden ser metanógenas (habitar en los intestinos de otros seres vivos). La mayoría son autótrofos y capaces de sintetizar azufre, aunque también existen archaeas heterótrofos.

17 -Morfología Los archaea tienen formas y tamaños muy variados. Pueden tener un diámetro comprendido entre 0,1 y 15 µm, pero pueden llegar hasta las 200 µm si constan de filamentos agregados. Su membrana es una pared celular similar a la de las bacterias pero se diferencia en su composición. Pueden clasificarse como Gram positivas o negativas. -Fisiología Tienen una sola enzima ARN polimerasa que transcribe a todos los genes de la célula. Los archaea metanógenos no pueden sobrevivir en presencia de oxígeno y obtienen energía mediante la fermentación de otras sustancias que transforman en metano. También pueden actuar en simbiosis con otros seres vivos (por ejemplo facilitando el proceso de rumiación). Los halófilos requieren altas concentraciones salinas para vivir. Estos organismos captan la luz mediante unos pigmentos de sus membranas y lo transforman en ATP. Los termófilos requieren azufre, unas temperaturas superiores a 60ºC y un ph ácido para desarrollarse. -Tipos Como los archaea son tan variados que los tipos son muy numerosos. Actualmente se conocen unos 100 géneros y unas 300 especies. Se distinguen tres reinos: Crenarchaeota: comprende a la mayoría de las especies hipertermófilas. Muchas son autótrofas y se encuentran en mares y suelos. Euryarchaeota: Habitan en medios hipertónicos y son capaces de obtener energía en forma de ATP sin tener clorofila. También pertenecen a este grupo los archaeas metanógenos. - Korarchaeota: Son consideradas las más primitivas y suponen una pequeña parte de las hipertermófilas. 5.- Célula eucariota Dominio Eukarya -Morfología El termino eucariota deriva de dos palabras latinas eu y cario, verdadero núcleo. Por ello, se denominan eucariotas a las células que, a diferencia de las procariotas, "tienen el material genético envuelto en una doble membrana", es decir, estas células poseen núcleo. Las células eucariotas pueden funcionar como organismo por si solas o formando parte de otros organismos más complejos. Existen diferentes tipos de células eucariotas Células eucariotas animales: A diferencia de las células vegetales las células eucariotas animales pueden adoptar diferentes formas ya que carecen de pared celular. Principalmente las células eucariotas están formadas por una membrana exterior y el citoplasma. El citoplasma es un medio acuoso (que contiene aproximadamente un 85% de agua en peso) formado por el citosol (parte líquida del citoplasma) con numerosas enzimas para realizar el metabolismo celular y los orgánulos celulares. Tiene una viscosidad elevada debido a que es un coloide y a la gran concentración de proteínas. Células eucariotas vegetales: Las diferencias entre las células vegetales y las animales es que las células vegetales están envueltas por una pared celular de celulosa y proteínas, unas vacuolas más grandes y numerosas y la presencia de plastos. Células eucariotas de los hongos: Básicamente son iguales que las células animales, pero tienen paredes celulares de quitina y unas separaciones porosas llamadas septos.

18 Orgánulos celulares Núcleo: Está formado por una membrana nuclear doble y el material genético. La membrana nuclear es porosa y permite el paso de pequeñas partículas mediante difusión. Retículo endoplasmático: Es una agrupación de cisternas y canales comunicados entre sí y con las membranas celular y nuclear que desempeña funciones importantes en la síntesis de proteínas y en el metabolismo celular. El retículo endoplasmático puede ser rugoso si tiene adheridos ribosomas. Este tipo de retículo se encuentra rodeando al núcleo. El retículo endoplasmático liso no tiene ribosomas y participa en la digestión de lípidos. Ribosomas: Son pequeñas estructuras supramoleculares formadas por ácido ribonucleico y proteínas. Se encuentran dispersos por el citoplasma o adheridos al retículo endoplasmático. Se fabrican en el núcleo y su principal función es la síntesis de proteínas. Los ribosomas leen el ADN mensajero y une las proteínas con los aminoácidos que suministra el ADN transferente. Aparato de Golgi: Es una estructura formada por un conjunto de membranas apiladas. Se encarga principalmente de completar la fabricación de algunas proteínas, fabricar los lisosomas primarios y de transportar al exterior las sustancias de desecho de la célula. Mitocondrias: Se encargan de suministrar la energía que necesita la célula para realizar sus funciones (síntesis de ATP). Este orgánulo consta de una membrana externa y una membrana interna plegada formando las crestas mitocondriales. En su interior se encuentra la matriz mitocondrial donde se produce el ciclo de Krebs. Plastos: Son orgánulos celulares exclusivos de las células vegetales que poseen pigmentos (clorofila y carotenoides). Sirven para sintetizar y acumular sustancias de reserva. Dentro de los plastos encontramos dos grupos: los leucoplastos que carecen de pigmentos y suelen almacenar sustancias y los cromoplastos que llevan en su interior un pigmento que les da color. Si este pigmento se trata de clorofila son cloroplastos. Lisosomas: estos orgánulos se encargan de digerir las partículas alimenticias que se encuentran en el citoplasma celular. Peroxisomas: son orgánulos implicados en la oxidación de ácidos grasos, el ciclo del glioxilato y la fotorespiración. Vacuolas: orgánulos con forma de sáculos de tamaño variable que se encuentran fundamentalmente en las células vegetales (en las células animales, pueden existir pero se les denomina vesículas y son de tamaño muy pequeño y muy poco numerosas). Las vacuolas se encargan de almacenar sustancias para alimentar a las células y dan turgencia y mantienen la presión osmótica. Centrosoma: es una estructura que solo se encuentra en las células animales y en organismos unicelulares. Este orgánulo está formado por dos centriolos que se encuentran dispuestos perpendicularmente y se encargan de la formación de nuevos centriolos y de los corpúsculos basales de los cilios. Los centrosomas son los centros organizadores de los microtúbulos. Microtúbulos: estructuras tubulares filamentosas y huecas dispersas por todo el citoplasma. Se encarga del transporte de sustancias en el interior de la célula, la emisión de pseudópodos y la formación del huso mitótico. Cilios y flagelos: son orgánulos derivados del centriolo que se encuentran en la superficie de algunas células y se encargan del movimiento. Los cilios son cortos y numerosos y los flagelos son largos y generalmente solo se posee uno.

19 -Tipos Protozoos: Engloban a un grupo de organismos unicelulares eucariotas heterótrofos y que no poseen pared celular. Pueden habitar muchos medios libremente o pueden estar asociados a otros organismos mediante simbiosis o parasitándolos. Como no tienen pared celular constan de un exoesqueleto si son parásitos o de una cubierta protectora si viven en el medio libre. Aunque algunos protozoos permanecen inmóviles, adquieren movilidad al menos en alguna fase de su vida. La movilidad se debe a la presencia de cilios y flagelos o mediante pseudópodos (conocido como movimiento ameboide). La nutrición por fagocitosis de partículas sólidas u otros organismos pueden pasar a través de orificios de la membrana o ser acaparados por pseudópodos que rodean a la partícula y la incorporan al citoplasma. La nutrición por pinocitosis de macromoléculas en disolución se realiza mediante la ingestión de estas sustancias a través de la membrana u originando una vacuola. La digestión se lleva a cabo en las vacuolas eliminado posteriormente las sustancias que la célula no puede digerir o las que quedan de desecho. La reproducción es normalmente de tipo asexual, por bipartición, aunque también puede darse una división múltiple como por ejemplo en las amebas. Los protozoos pueden clasificarse atendiendo a su forma de movilidad: (Esta clasificación no es la más actual, pero nos servirá para diferenciar a los protozoos de forma general) Esporozoos: Generalmente son inmóviles en su etapa de madurez y parásitos estrictos. En la actualidad este grupo engloba a una gran diversidad de organismos con características similares que han sido adquiridas gracias a las adaptaciones que han sufrido para ser parásitos. (no son semejantes a nivel de ultraestructura, genes, proteínas, por esta razón se cuestiona esta clasificación.) Con frecuencia su ciclo vital tiene lugar en diferentes individuos, pues a veces necesitan un individuo que actúe como vector para terminar de desarrollarse en otro individuo diferente. En él presentan alternancia de reproducción sexual y asexual. Su reproducción sexual tiene lugar mediante gametos haploides que forman un cigoto diploide. Las células del individuo diploide resultante son capaces de reproducirse asexualmente por mitosis. El ciclo vital podemos observarlo con claridad por ejemplo en el protozoo causante de la enfermedad de la malaria. Flagelados: Son organismos móviles gracias a la presencia de al menos un flagelo. Generalmente se reproducen asexualmente mediante mitosis. Pueden ser parásitos o no. Los flagelados parásitos suelen ser patógenos.

20 Ciliados: Son aquellos protozoos los cuales poseen cilios que permiten su movilidad. Pueden reproducirse asexualmente por bipartición o por gemación. La reproducción sexual tiene algunas particularidades puesto que poseen dos núcleos, un macronúcleo y un micronúcleo reservado para esta función. Los micronúcleos producen gametos que se fusionan creando un cigoto diploide. Seguidamente se genera un macronúcleo a partir del micronúcleo. Son capaces de habitar en medios muy diferentes (en el suelo, en agua dulce o salada, o como parásitos). Amebas: Su nombre se debe a su movilidad mediante pseudópodos, que son movimientos del citoplasma que generan prolongaciones que facilitan el desplazamiento. Su reproducción es muy simple, se realiza mediante mitosis y posterior estrangulamiento que da lugar a dos células hijas. Son capaces de habitar en diferentes medios como los ciliados. Otra característica de algunos de estos organismos es la posesión de un caparazón de CaCO 3 o de silicatos que les sirve para hacerlos mas resistentes a la vida en el medio exterior. Algas: Las algas constituyen un grupo de organismos eucariotas autótrofos pertenecientes al reino de los protoctistas con capacidad para realizar la fotosíntesis (cabe destacar la importancia que actualmente tienen las algas como productoras de oxígeno). Para ello, contienen una gran variedad de pigmentos fotosintéticos además de la clorofila como por ejemplo algunos carotenoides o xantofilas, lo cual determinaran el color del alga. Es muy frecuente que las algas se presenten un tamaño microscópico, ya sean organismos unicelulares o formando colonias. Algunas algas poseen capacidad de movimiento gracias a sus flagelos. Las algas pluricelulares carecen de raíz, tallo y hojas. Solo poseen un talo pluricelular más o menos complejo. Las algas pueden reproducirse asexual, sexualmente o por ciclos alternantes: Las algas pluricelulares fabrican esporas móviles en la reproducción asexual y gametos en la reproducción sexual. Las algas unicelulares se reproducen asexualmente por bipartición y sexualmente funcionando la célula entera como espora. Los lugares donde habitan deben ser acuáticos, tanto dulces como salados, o tener una humedad muy elevada como por ejemplo en los bosques de zonas húmedas y umbrías. Clasificación Según el pigmento fotosintético que posean: Algas verdes (pigmento verde clorofila) Algas pardas (pigmento marrón) Algas rojas (pigmento rojo) Algas diato-meas (pigmento amarillento) Algas diato-meas Algas verdes Algas pardas Algas rojas

21 Según la composición de su pared celular: Euglenofitas (contienen quitina, celulosa o CaCO 3 ) Crisófitas (contiene sílice) Según si poseen núcleo o no: Procariotas: no poseen un núcleo diferenciado. En este grupo solo encontramos las algas verde-azuladas o cianobacterias. Eucariotas: poseen un núcleo diferenciado. En este grupo existen diferentes grupos: Filo Euglenófitos (Euglenophyta). Filo Dinoflagelados (Dinoflagellata, Pyrrophyta para los botánicos). Filo Cromófitos (Chromophyta) o Heterokontófitos (Heterokontophyta) Filo Haptófitos (Haptophyta=Coccolithophoridae) Filo Criptófitos (Cryptophyta) Filo Glaucófitos (Glaucophyta=Glaucocystophyta). Filo Rodófitos (Rhodophyta) Filo Clorófitos (Chlorophyta) Hongos: Los hongos son microorganismos eucarióticos que pueden ser tanto unicelulares como pluricelulares, y cuyas células se asocian formando cuerpos filamentosos llamados hifas; el conjunto de estas hifas se denomina micelio. En la asociación de estos filamentos a veces se producen falsos tejidos. Los hongos, al carecer de clorofila, no realizan la fotosíntesis, por lo cual su alimentación es heterótrofa. La nutrición la realizan de la siguiente forma: Segregan al exterior enzimas digestivas y una vez digeridos, los alimentos son absorbidos (digestión externa). Los hongos se clasifican en tres grupos dependiendo del tipo de alimento que consuman: - Saprófitos: se encargan de descomponer la materia orgánica. - Parásitos: se alimentan de los líquidos del interior de otro ser vivo. - Simbiontes: se asocian con otros seres vivos para favorecerse mutuamente. También podemos clasificar los hongos según el tipo de hifas y de esporas: - Ficomicetos u hongos inferiores: Presentan hifas sin membranas plasmáticas que separan sus células. Por ejemplo moho del pan - Ascomicetos: Es el grupo más amplio que forman los hongos. Presentan hifas (septadas) con membranas plasmáticas que separan sus células. Sus esporas se forman en el interior de células especiales denominadas ascas, o formando conidios. Pueden ser unicelulares como las levaduras o pluricelulares como el Penicillium que es el productor de la "penicilina". - Basidiomicetos: Son hongos pluricelulares. Presentan hifas septadas y sus esporas se forman en el exterior de unas células especiales denominadas basidios. Las setas que derivan de estas esporas pueden ser comestibles, como el champiñón o setas venenosas como la canaleja o el boleto de Satanás. - Deuteromictos: Son aquellos hongos que forman los líquenes (25).

22 CLASIFICACIÓ DE LOS HO GOS Ficomicetos Ascomicetos Basidiomicetos La reproducción de estos tipos de microorganismos se realiza de forma cíclica en la que se alternan tanto la reproducción sexual como la asexual. Partimos de un organismo diploide (2n). Éste crea esporas sexuales haploides (n), que son trasladadas por el viento. Cuando llegan a un lugar propicio, crecen sin formar cuerpo fructífero (12). Una vez que se unen a otro individuo haploide del sexo opuesto, aparece el organismo diploide, a partir del cual surge el cuerpo fructífero que creará las esporas haploides, iniciándose el ciclo de nuevo.

23 Tipos de hongos: Levaduras: En microbiología se llama levadura a todos los hongos con predominio de una fase unicelular en su ciclo de vida. De esta forma, las levaduras son hongos unicelulares microscópicos y filamentosos, que pueden aparecer aislados o unidos unos a otros formando pequeñas cadenas o filamentos. Las levaduras son organismos anaerobios facultativos; en presencia de oxígeno, estos organismos son capaces de transformar los azúcares en dióxido de carbono, agua, cierta cantidad de levadura y energía, creciendo rápidamente (respiración). En cambio, en ausencia de oxígeno, estos organismos son capaces de transformar los azúcares en dióxido de carbono y alcohol, obteniendo energía y creciendo lentamente (fermentación). En cuanto a la reproducción de las levaduras, puede ser sexual, por gemación, o asexual, por ascosporas. Muchas levaduras siguen un ciclo de reproducción en el cual se van alternando los tipos de reproducción: dos células haploides, que actúan como lamentos se unen creando una célula diploide, la cual es capaz, por mitosis, de reproducirse creando individuos genéticamente iguales a ella. En determinadas condiciones, una de estas células diploides, por meiosis, origina células haploides, que actuarán de nuevo como gametos (de cada célula diploide se obtienen cuatro gametos), cerrando el ciclo. Las levaduras que no son capaces de recorrer el ciclo completo pertenecen al género Cándida. Uso Se tiene constancia del uso de las levaduras desde el año a.c, cuando se utilizaban para elaborar vinos. De aquella fecha en adelante, muchas civilizaciones han utilizado estos microorganismos para elaborar productos alimenticios, pan, vino, cerveza, productos de gastronomía En la actualidad existen algunos productos que sustituyen a la levadura biológica, como es la levadura química, que nos proporciona resultados de forma más inmediata, aunque la levadura biológica se sigue utilizando. Hongos mucosos: Este grupo abarca a una serie de microorganismos pertenecientes a los protoctistas y que a pesar de ser hongos comparten una serie de características con los protozoos. Durante su vida se presentan de distinta forma: Al principio como amebas, después como masas gelatinosas y por último con un cuerpo fructífero. Se alimentan de materia en descomposición o de bacterias y otros microorganismos mediante fagocitosis. Los hongos mucosos pueden clasificarse en dos grupos principales: Los acelulares (Myxogastrea), que no se presentan formando células independientes sino más bien una masa celular con un gran número de núcleos rodeados por una membrana externa. Los celulares (Dyctiostelia) formando organismos independientes que solo se unen bajo condiciones adversas. Setas: se les llama setas a los cuerpos fructíferos de unos hongos pluricelulares filamentosos, los hongos pertenecientes al grupo Basidiomycetes. Estos hongos producen unas esporas sexuales haploides que crecen en forma de micelio en un ambiente adecuado, pero no producirán cuerpos fructíferos hasta que no se les unan otros micelios haploides. Cuando dos micelios haploides se unen, crecen formando una hifa (21) diploide dicariótica, y aparecen los cuerpos fructíferos o setas.

24 Las setas suelen tener forma de paraguas, y poseen diferentes partes, aunque dependiendo del tipo de seta puede carecer de alguna de ellas: El sombrero: es la parte superior de la seta. Puede presentar diversos colores y diversas texturas. El himenio: zona inferior del sombrero. Esta zona suele presentar láminas o poros. Es el lugar donde se producen las esporas. El pie: puede ser hueco o macizo y puede tener diferente textura. La volva: la volva son los restos de la membrana que envolvía a la seta. Advertencia: Las setas son muy útiles para el ser humano, pues pueden servir de alimento, pero hay que tener mucho cuidado con ellas, ya que muchas son muy tóxicas e incluso mortales, por lo que hay que tener amplios conocimientos sobre ellas y estar completamente seguros antes de consumirlas. Hongos filamentosos: Los hongos filamentosos también son llamados micelares y representan el más típico crecimiento de los hongos microscópicos. Son los típicos mohos que suelen aparecer en las frutas, queso, pan viejo y en medios de cultivo sólidos. Estos hongos forman colonias algodonosas o pulvurentas muy características. Forman filamentos que se denominan hifas que se entrecruzan desordenadamente dando lugar a estructuras más complejas denominadas micelio. En otros hongos las hifas se entrecruzan con una cierta organización pero nunca llegar a formar una estructura compacta.

25 Los hongos filamentosos se dividen en inferiores y superiores según las características de sus hifas: Los hongos inferiores están formados por hifas anchas (5-10 µm) y forman mohos mientras que los hongos superiores están formados por hifas finas (0.5-5 µm ) y forman además de mohos las setas que tienen tamaño macroscópico y pueden ser venenosas o comestibles. A partir de estos micelios algunas hifas formarán conidios que son las hifas aéreas. Los conidios son esporas asexuales de fuertes pigmentos como negro, marrón o amarillo. Estas esporas germinan para dar nuevas hifas. Los hongos filamentosos son los responsables de muchas alergias además de contaminar muchos alimentos. Aspecto colonial de hongos que presentan crecimiento filamentoso (F) y levaduriforme (L). Crecimiento de hongos sobre una naranja. Crecimiento de hongos sobre pan viejo.

26 * Principales características de células procariotas y eucariotas: EUCARIOTAS PROCARIOTAS Principales Algas, hongos, protozoos, grupos: plantas, animales Bacterias, archaeas úcleo Membrana nuclear Sin membrana nuclear Cromosomas Cadenas de ADN, genoma ADN único y circular. genoma diploide haploide Mitocondrias Presentes Ausentes Aparato de Golgi Presentes Ausentes Retículo endoplasmático Presentes Ausentes Membrana citoplasmática Contiene esteroides No contiene esteroides Pared celular Presente en hongos pero ausente en los demás Estructura compleja formada por proteínas, lípidos y peptidoglucano Reproducción Sexual y asexual Asexual Respiración Vía mitocondrial A través de la membrana citoplasmática Ribosomas Grandes (80s ) Pequeños (70s) 6.- La microbiología en la actualidad Desde principios del siglo XX hasta nuestros días la microbiología ha ido avanzando de tal manera que en la actualidad el conocimiento microbiológico lo dividimos en varias disciplinas especializadas. Los microorganismos se estudian en toda su complejidad fisiológica, bioquímica, genética, ecológica, biología celular Fisiología microbiana: estudio a nivel bioquímico del funcionamiento de las células microbianas. Genética microbiana: estudio de la organización y regulación de los genes microbianos y como éstos afectan al funcionamiento de las células. Está muy relacionada con la biología molecular. Microbiología clínica: estudia la morfología de los microbios. Microbiología médica: estudia los microorganismos patógenos y la posible cura para las enfermedades que producen. La inmunología averigua las causas de la aparición de estas enfermedades. Microbiología veterinaria: estudio del papel de los microbios en la medicina veterinaria. Microbiología ambiental: estudio de la función y diversidad de los microbios en sus entornos naturales. Microbiología evolutiva: estudio de la evolución de los microbios y la taxonomía bacteriana.

27 Microbiología industrial: estudia la explotación de los microbios para uso en procesos industriales. Algunos ejemplos son la fermentación industrial y el tratamiento de aguas residuales. La microbiología industrial está muy relacionada también con la biotecnología ( la aplicación de organismos, componentes o sistemas biológicos para la obtención de bienes y servicios ) Aeromicrobiología: estudio de los microorganismos transportados por el aire. Microbiología de los alimentos: estudio de los microorganismos que estropean los alimentos. Microbiología espacial: estudio de los microorganismos presentes en el espacio extraterrestre, en las estaciones espaciales y en las naves espaciales. Subdisciplinas de la microbiología: Bacteriología: Estudio de los procariontes (bacterias, archaeas). Virología: Estudio de los virus. Micología (29) : Estudio de los hongos. Parasitología: Estudio de los parásitos Protistología: Estudio de los protistas. Micropaleontología: Estudio de los microfósiles. Palinología: Estudio del polen y las esporas. Ficología: También llamada Algología. Estudio de las algas y microalgas. Protozoología: Estudio de los protozoos. 7.- Efectos de los microorganismos en el ser humano Efectos beneficiosos Los microorganismos, a pesar de ser ignorados por su pequeño tamaño, proporcionan numerosos beneficios a los seres vivos y en particular a los seres humanos. Hemos aprendido a beneficiarnos de ellos y a utilizarlos en una gran diversidad de campos industriales como por ejemplo en agricultura para aumentar la productividad del suelo, o en la industria alimenticia en la que se usan para obtener alimentos fermentados como por ejemplo el vino, el yogurt, el queso o la aceituna de mesa. Es también destacable la utilidad que estos tienen para la ecología, ya que se usan microorganismos para la degradación de plásticos, sin olvidarnos de aquellos que, en este caso sin la intervención del hombre, aceleran los procesos de descomposición de materia orgánica, teniendo por tanto un papel fundamental en la cadena alimenticia. En la actualidad también han adquirido gran importancia en medicina. Algunas bacterias se utilizan como medicamentos, como por ejemplo la E.Coli, que produce insulina y resulta útil para los diabéticos. Existen otros muchos, los cuales conviven en endosimbiosis con otros seres vivos. En el caso del ser humano, el más destacado es el caso de los lactobacilos y las bifidobacterias que forman la flora intestinal y que colonizan los intestinos de forma natural desde la infancia.

28 Efectos perjudiciales Los efectos perjudiciales de los microorganismos radican en el efecto patógeno que estos ejercen sobre el organismo. La mayoría de los organismos perjudiciales para la salud son parásitos, produciendo infecciones a nivel local o general. Existen por tanto una gran diversidad de microorganismos patógenos y enfermedades causadas por estos que son capaces de transmitirse de unos seres a otros mediante el contacto de ambos seres, generalmente a través de la sangre o de la saliva entre otras secreciones. Actúan de forma negativa sobre las plantas y los animales causando enfermedades en la piel, en las vías respiratorias o en el aparato digestivo. A continuación referiremos algunos efectos negativos causados por microorganismos 1-. Hongos: Las infecciones producidas por hongos se denominan micosis que pueden ser cutáneas, profundas o superficiales. Suele afectar a la piel, al cabello y a las uñas, afectando más gravemente a personas con problemas inmunológicos. Los más comunes son la tiña y el pie de atleta. 2-. Protozoos: Afectan al ser humano a través del agua, alimentos, picaduras de insectos portadores o mediante relaciones sexuales. Una de las enfermedades causadas por protozoos más extendida en el mundo es la malaria, transmitida al ser humano mediante el mosquito que actúa como vector de la enfermedad. 3-. Bacterias: Son causantes de las enfermedades más comunes en el ser humano. Las más comunes son las que producen conjuntivitis (Chlamydia trachomatis), neumonías (Staphylococcus aureus), diarreas e infecciones de las heridas (Aeromonas hydrophila).

29 MATERIALES Y MÉTODOS a) Materiales Cámara de fotos Kodak EasyShare CX7525 (5.0 mega pixels) Móvil Samsung E250V Para esterilizar: Gradilla Placas de petri Papel transparente Tubos de ensayo Caldo Olla a presión Olla especial para microondas Piedras Algodón Jeringa Para preparar los medios: Placas de petri esterilizadas Caldo Mechero Para realizar las preparaciones: Porta Cubre Glicerina Agua Asa de siembra Mechero Agar Balanza Para realizar las observaciones: Microscopio binocular Lupa binocular Para la tinción de Gram: Cristal violeta Agua destilada Safranina Lugol Agua destilada Agua Mechero Asa de siembra Porta Balanza

30 Para tomar las capturas de pantalla: Microscopio monocular cuyo objetivo ha sido sustituido por una cámara de video conectada a un ordenador. Programa Microsoft paint Programa AMcapture b) Métodos 1.- Preparación del caldo y esterilización de los materiales 1.1-Preparación del caldo Tras la preparación de un caldo, lo filtramos en frío, lo hervimos de nuevo y le añadimos azúcar (para nutrir más el caldo). 1.2-Preparación de los materiales para la esterilización. * Materiales: - Placas de Petri - Papel transparente - Tubos de ensayo - Caldo - Olla a presión - Olla especial para microondas - Piedras - Algodón

31 - Jeringa Esterilización de las placas de petri: Para esterilizar las placas de petri primero las lavamos y secamos bien. Posteriormente las introducimos en una olla a presión (que contiene una cierta cantidad de agua) sobre un soporte y la ponemos al fuego hasta que lleve unos cinco minutos hirviendo. Finalmente sacamos las placas de la olla y las dejamos enfriar un poco para envolverlas en papel transparente. Esterilización de los tubos de ensayo Para esterilizar los tubos de ensayo, primero los lavamos y secamos bien. Posteriormente, con la ayuda de una jeringa introducimos el caldo en los tubos (llenamos los tubos hasta la mitad aproximadamente) y los tapamos con algodón. Una vez colocados en la gradilla, la ponemos en una olla especial para microondas, que introducimos en otra olla a presión la cual contiene una cierta cantidad de agua, ayudándonos con pequeñas piedras para que no se desestabilice. Al igual que con las placas, colocamos la olla en el fuego hasta que lleve unos cinco minutos hirviendo. Finalmente sacamos la gradilla y los tubos ya esterilizados. 2.- Preparación de los medios de cultivo Una vez que las placas de petri están esterilizadas, procedemos a crear un medio sólido en ellas, en el cual poder cultivar. Para ello calentamos el caldo preparado y le añadimos el agaragar suficiente (15g/l) para conseguir un medio sólido. Cuando tenemos preparada esta mezcla la vertimos en las placas de petri y las cerramos para evitar que se contaminen (siempre bajo un medio estéril, el cual se crea al encender una llama). Dejamos una de las placas abiertas para que se contamine y a partir de la cual poder sembrar los diferentes microorganismos en las placas y tubos preparados.

32

33 2.1 Cultivando en las placas Para sembrar en las placas, necesitamos diversos utensilios como son: un asa de siembra, una bombona, un mechero y las placas de petri. En primer lugar encendemos una llama, a la cual acercaremos el asa de siembra y lo quemamos (hasta ponerse al rojo vivo) para poder coger los microorganismos que deseamos cultivar en la placa sin contaminar ésta. Una vez quemado el asa de siembra lo dejamos cerca de la llama para que se enfríe un poco y evitar matar a los microorganismos. Posteriormente acercamos el asa de siembra a la muestra que vamos a sembrar, lo rozamos por ella y lo acercamos a la placa en la que vamos a sembrarlos, la cual hemos abierto un poco. Con el asa de siembra seguimos un camino en zig-zag desde el centro al exterior de la placa, luego la giramos, hacemos lo mismo y volvemos a repetir el proceso dos veces más. 2.2 Cultivando en los tubos de ensayo Para sembrar en los tubos, necesitamos diversos utensilios como son: un asa de siembra, una bombona, un mechero y los tubos de ensayo. En primer lugar encendemos una llama, a la cual acercaremos el asa de siembra y lo quemamos (hasta ponerse al rojo vivo) para poder coger los microorganismos que deseamos cultivar en el tubo sin contaminarlo. Una vez quemado el asa de siembra lo dejamos cerca de la llama para que se enfríe un poco y evitar matar a los microorganismos. Posteriormente acercamos el asa de siembra a la muestra que vamos a sembrar, lo rozamos por ella, lo introducimos en el tubo (el cual hemos destapado) hasta que el asa de siembra haya tocado el líquido; una vez sembrado, le colocamos de nuevo el tapón para que no se contamine.

34 2.3 Cultivando en medio inclinado

35 2.4 Sacando el medio sólido del erlenmeyer 3.- Tinción de Gram Es una prueba útil y de fácil realización que permite diferenciara las dos principales clases de bacterias. El modo de realizar una tinción de gram es el siguiente: 1.- Fijar un frotis: tomamos una muestra de la colonia a analizar con la ayuda del asa de siembra previamente esterilizada y la colocamos en un porta realizando movimientos en espiral. Para fijar las bacterias utilizamos un mechero y pasamos el porta por la llama teniendo en cuenta que no debe estar expuesto directamente en ella mucho tiempo porque esto podría afectar a la forma de las bacterias. 2.- Tinción: para teñir a las bacterias podemos utilizar distintos colorantes que debemos preparar de la siguiente forma: 1-. Cristal violeta Cristal violeta (violeta de genciana)...0,5 g Agua destilada ml 2-.Lugol: Yodo...1 g Yoduro potásico...2 g Agua destilada ml 3.- Safranina: Colorante de contraste para tinción Gram (preferible a la fucsina) y esporas.

36 Safranina...0,25 g Agua destilada m - Agregamos azul violeta (cristal violeta o violeta de genciana) y esperamos 1 min. Este tinte dejará de color morado las bacterias Gram positivas. - Enjuagamos con agua. - Agregamos lugol y esperamos 1 min - Enjuagamos con agua. - Agregamos acetona y esperamos 15 s - Enjuagamos con agua. - Agregamos safranina (proporciona un color violeta más intenso a las gram positivas y tiñe a las gram negativas de rosa) y esperamos 30 s. - Enjuagamos con agua. - Fijamos la muestra

37 4.- Preparaciones con glicerina - Porta - Cubre - Glicerina - Mechero - Asa de siembra En el porta de vidrio bien limpio depositamos unas gotas de glicerina que hemos tomado con el asa de siembra, previamente esterilizada. Seguidamente, pasamos el asa de siembra por la colonia que queremos observar y mezclamos la muestra con la glicerina. Por último, colocamos el cubre sobre la muestra para protegerla y conservarla.

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