MICROBIOLOGÍA. Microorganismos. Seres vivos de reducidas dimensiones que sólo pueden ser vistos con el uso de microscopios.

Transcripción

1 Microorganismos. Seres vivos de reducidas dimensiones que sólo pueden ser vistos con el uso de microscopios. Unicelulares/Pluricelulares (células independientes) Plantas y animales microscópicos no m icroorganismos Eucarioitas/Procariotas Autótrofos/Heterótrofos Unidades de medida: 1 mm = 10 3 m = 10 6 nm = 10 7 Å

2 3.500 m. de años Si consideramos los reinos, se incluyen: Reino MONERAS. Procariotas. (Eubacterias y Arqueobacterias) Reino PROTOCTISTAS. Eucariota (Protozoos y algas microscópicas). Reino HONGOS. Eucariota (Hongos). Incluye además formas acelulares (microscopio electrónico) virus, viroides y priones

3 Microbiología (siglo XIX) Louis Pasteur cada proceso de fermentación un microorganismo implicación de microorganismos en enfermedades como el ántrax elabora la primera vacuna contra la rabia falsedad de la teoría de la generación espontánea: 1. Putrefacción. Microbios que provienen del aire. 2. Si un medio de cultivo se calienta lo suficiente y se aísla del medio, permanece indefinidamente inalterado. 3. Incluso permitiendo el paso de aire, pero no el de los microbios, los matraces permanecían sin contaminarse.

4 LOUIS PASTEUR 1862 Demostró la falsedad de la teoría de la generación espontánea: Los microbios provenían del aire, no surgían de la materia orgánica. Si un medio de cultivo es esterilizado y se aísla del aire permanece inalterado

5 EUBACTERIAS 3,500 M DE A Unicelulares procariotas (Cianobacterias pluricelulares) Enorme capacidad adaptativa viven en cualquier hábitat Aerobias / anaerobias / facultativas Termófilas / Halófilas

6 EUBACTERIAS Tipos morfológicos:

7 Morfología de las bacterias. MICROBIOLOGÍA Unicelulares de organización procariota: Sin orgánulos citoplasmáticos membranosos, sin envoltura nuclear. Principales estructuras: Cápsula bacteriana Å de grosor. Polisacáridos y glucoproteínas. Bacterias patógenas, sin estructura definida Intercambios de agua, nutrientes y sales Reservorio de agua en situaciones de desecación Adhesión y fijación al sustrato, la formación de colonias y a las células del hospedador. Protección frente al sistema inmunitario, patogenicidad.

8 Morfología de las bacterias. MICROBIOLOGÍA Pared bacteriana Å de grosor. Excepto micoplasmas Mureína (peptidoglicano) -NAG-NAM-NAG-NAM- Mantiene la forma de la célula Regula procesos osmóticos e intercambio de iones. Gram positivas.- Gruesa capa de mureína unida a Ácidos teicoicos, polisacáridos y proteínas Gram negativas.- Fina capa de mureína + membrana externa (membrana plasmática con lipopolisacáridos y proteínas enzimas y porinas)

9 Morfología de las bacterias. MICROBIOLOGÍA Membrana plasmática.- Membrana unitaria sin colesterol. Delimita la bacteria. Intercambios de agua, nutrientes y sales Presenta mesosomas. Aumenta la superficie y contiene enzimas encargados de: Procesos energéticos (fotosíntesis y respiración celular -C.T.E y pigmentos-) Metabolismo del nitrógeno (bacterias del nitrógeno). Punto de unión del cromosoma bacteriano (contiene la ADN polimerasa)

10 Morfología de las bacterias. MICROBIOLOGÍA Citoplasma.- Disolución gelatinosa de agua y proteínas Ribosomas.- De menor tamaño que los eucariotas, síntesis de proteínas. Formados por ARN y proteínas Libres o formando polirribosomas Inclusiones.- Depósitos de reserva o residuos metabólicos. Vesículas.- Rodeados de proteínas almacén de gas, flotabilidad bact fotosintéticas. Nucleoide.- Contiene el material genético. ADN circular y bicatenario Plásmidos ADN circular extracromosómico. De replicación autónoma.

11 Morfología de las bacterias. MICROBIOLOGÍA Fimbria.- Estructuras tubulares cortas y numerosas. Se insertan en la pared y la cápsula Adherencia al medio y a otras bacterias Pili.- Estructuras tubulares sólo en algunas gram- atraviesan la pared y la membrana plasmática. Intercambio de material genético. Flagelos.- Estructuras filamentosas de locomoción. Número variable. Salen de las envueltas bacterianas

12 Morfología de las bacterias. MICROBIOLOGÍA Flagelos.- Estructuras de locomoción. Número variable. Constan de: Cuerpo basal. Formado por cuatro discos anclados en la pared bacteriana y membrana plasmática. Es el motor del flagelo Filamento. Estructura tubular larga que se ancla al cuerpo basal a través de un codo. Según el número y posición de los flagelos pueden ser:

13 Fisiología de las bacterias. Nutrición Gran plasticidad metabólica Fotoautótrofas. MICROBIOLOGÍA Fotosíntesis anoxigénica. Bacterias con bacterioclorofila, bacterias púrpuras del azufre y bacterias verdes del azufre Fotosíntesis oxigénica. Cianobacterias. Clorofila Fotoheterótrofas. Bacterias verdes y púrpuras no del azufre, realizan la fotosíntesis anoxigénica, fuente de carbono moléculas orgánicas

14 Fisiología de las bacterias. Nutrición MICROBIOLOGÍA Quimioautótrofas. Energía de oxidación de moléculas inorgánicas. Carbono del CO 2 Muy importantes en los ciclos biogeoquímicos Bacterias nitrosificantes, nitrificantes, del azufre, del hidrógeno, del hierro. Quimioheterótrofas. Fuente de energía y carbono moléculas orgánicas. Aerobias, anaerobias facultativas y anaerobias estrictas. Aerobias. Respiración Anaerobias. Fermentación Descomponedores y patógenos

15 Fisiología de las bacterias. Nutrición MICROBIOLOGÍA

16 Fisiología de las bacterias. Reproducción Organismos haploides se dividen por bipartición. Replicación del ADN (ADN polimerasa de los mesosomas) Tabicación (mesosomas)

17 Fisiología de las bacterias. MICROBIOLOGÍA Variabilidad genética mecanismos parasexuales de intercambio de material genético Conjugación.- intercambio de plásmidos a través de los pilis sexuales. Transformación.- Incorporan fragmentos de ADN del medio. Transducción.- El medio de intercambio es un bacteriófago. Conjugación.- intercambio de plásmidos a través de los pilis sexuales. La donante tiene un plásmido F (genes pili), se llama F+ la que no F- Episoma si el plásmido se integra en el cromosoma bacteriano. (Intercambio de fragmentos de ADN del cromosoma bacteriano).

18 Fisiología de las bacterias. Variabilidad genética mecanismos parasexuales Transformación.- Incorporan fragmentos de ADN del medio. Transducción.- El medio de intercambio es un bacteriófago. El bacteriófago integra su ADN en el cromosoma bacteriano. Ciclo lisogénico Cuando se separa arrastra genes bacterianos.

19 Fisiología de las bacterias. MICROBIOLOGÍA Relación Perciben estímulos y responden a ellos con desplazamientos. Flagelos / reptación Tactismo. Fototactismo / Quimiotactismo / Magnetotactismo Endosporas. Ante condiciones adversas. Desarrollan estructuras latentes de resistencia. En el interior de la bacteria forman una cubierta que protege su ADN y ribosomas.

20 Dominio Eubacteria MICROBIOLOGÍA Organismos unicelulares procariotas. La clasificación se basa en características bioquímicas y fisiológicas. Bacterias purpúreas y verdes.- Fotosíntesis anoxigénica y anaerobias Bacterioclorofila fotoautótrofas o fotoheterótrofas sulfúreas donador externo de electrones H 2 S no sulfúreas hidrógeno molecular o compuestos orgánicos (fotoheterótrofas) Cianobacterias.- Algas verde-azuladas. Bacterias fotosintéticas aerobias Fotosíntesis oxigénica clorofila Células aisladas o en colonias. Atmósfera oxidante Líquenes

21 Eubacterias Bacterias nitrificantes.- Quimioautótrofas del nitrógeno. Nitrosomonas (oxidan amoniaco) y Nitrobacter (oxidan nitritos). Utilizan la energía liberada al oxidar compuestos nitrogenados inorgánicos del suelo o el agua para que las plantas lo puedan aprovechar. Bacterias fijadoras de nitrógeno.- Son aerobias. Captan nitrógeno atmosférico Azotobacter vive en el suelo y Rhizobium vive en simbiosis en raíces de leguminosas.

22 Eubacterias Bacterias entéricas. Anaerobios facultativos, viven en el intestino de algunos animales en simbiosis. Escherichia coli. Formación de las heces, y proporcionan vitaminas como la K. A este grupo pertenece Espiroquetas.- En medios acuáticos. Parásitas: Treponema pallidum (sífilis humana). Filamentos internos que al contraerse - desplazamiento.

23 Eubacterias Bacterias del ácido láctico.- Anaerobias, producen la fermentación láctica. Micoplamas.- Bacterias sin pared bacteriana, muy pequeñas ( m) pueden formar colonias esféricas o filamentosas (similar a los hongos). Muchas son patógenas Mycoplasma pneumoniae produce la neumonía atípica

24 Arqueobacterias Dominio Archaea La mayoría anaerobias. Son células procarióticas membrana sin ácidos grasos y pared sin peptidoglucanos. Lípidos de membrana - glicerina unida por enlaces éter a dos isoprenoides Algunas forman monocapas sumamente rígidas. Genoma - ADN circular unido a histonas.

25 Arqueobacterias Pueden coloniza medios con condiciones extremas: Halófilas, en aguas muy saladas como las del mar Muerto; Termófilas, en aguas termales y hábitats volcánicos ricos en azufre; Metanógenas, en ambientes anaerobios estrictos, H 2 como fuente de energía y CO 2 como fuente de C y producen metano (CH 4 ), Emisión de gas metano, un potente gas de efecto invernadero, centros de tratamiento de aguas residuales y en el aparato digestivo de rumiantes.

26 Microorganismos eucariotas. Dominio Eucarya, Organismos cuyas células poseen núcleo y orgánulos citoplasmáticos con membrana Reino Protoctistas (Algas unicelulares y protozoos) Reino Hongos (hongos unicelulares).

27 ALGAS Organismos autótrofos MICROBIOLOGÍA Pared celular constituida por celulosa (exc. Euglena) algunas con carbonato cálcico (algas calcáreas), sílice (diatomeas) Cloroplastos - fotosíntesis oxigénica (clorofilas, xantofilas y carotenoides) Pueden ser unicelulares o formar colonias microscópicas. En medios acuáticos constituyen el fitoplancton Productores primarios de los ecosistemas acuáticos Sumidero de CO 2 También viven en aguas dulces, fuentes termales o suelos húmedos Líquenes.

28 ALGAS MICROSCÓPICAS: Euglenoides. Unicelulares sin pared celular y con un flagelo. Estigma (fotorreceptor) junto a la base del flagelo Viven en aguas dulces /suelos húmedos o encharcados. Diatomeas. Pared celular de sílice formadas por dos piezas que encajan entre sí. Dinoflageladas. Pared celular recubierta de carbonato de calcio teca Con dos flagelos dispuestos perpendicularmente. En condiciones de abundancia de nutrientes crecen de forma rápida originando las mareas rojas, y producen toxinas, se acumulan en organismos filtradores (bivalvos y crustáceos) sin producir toxicidad. Bioacumulación. Para los seres humanos son neurotoxinas.

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30 PROTOZOOS MICROBIOLOGÍA Organismos unicelulares eucariotas heterótrofos. Sin pared celular y móviles. Acuáticos o terrestres muy húmedos, de vida libre, comensales o parásitos. Reproducción sexual o asexual Asexual: Bipartición - mitosis Pluripartición o esporulación 1º división del núcleo y posterior del citoplasma

31 PROTOZOOS Según su modo de desplazamiento: Sarcodinos: por pseudópodos desplazamiento y capturar nutrientes (plancton) Foraminíferos con caparazón calcáreo Radiolarios con caparazón silíceo Amebas sin caparazón Entamoeba histolytica - disentería amebiana Flagelados: por flagelos (formas de vida libre y parásitos) Trypanosoma (enfermedad del sueño) Ciliados: por cilios. De vida libre Paramecium de vida libre. Vorticella de vida sésil. Esporozoos: inmóviles parásitos, reproducción por esporulación. Plasmodium (malaria)

32 PROTOZOOS MICROBIOLOGÍA

33 HONGOS UNICELULARES Organismos heterótrofos, pared celular de quitina. Descomponedores (saprófitos), degradan la materia orgánica. Parásitos plantas y animales Simbiosis con algas (líquenes). Reproducción asexual por esporulación o gemación

34 HONGOS UNICELULARES Podemos encontrar. Hongos unicelulares. MICROBIOLOGÍA Levaduras reproducción por gemación. Ciclo diplohaplonte. Fermentación en medios muy azucarados, frutas Saccharomyces cerevisiae. Fermentación etílica (uva, malta ) Hongos pluricelulares. Mohos. Hongos filamentosos constituidos por hifas que se agrupan en micelios. Algunas hifas se yerguen y forman Conidios - esporas (asexual) Rhizopus, el moho del pan, Penicillium, sobe frutas o cereal productor de anticuerpos Hongos mucosos: Unicelulares que pueden adquirir una estructura pluricelular con capacidad de desplazamiento (ameboide). Esporulación Descomponedores sobre restos vegetales De otros microorganismos por fagocitosis

35 HONGOS MICROBIOLOGÍA

36 VIRUS Estructura acelular. Tamaño nm Nucleocápsida: Ácido nucleico rodeado de una cápsula proteica. Solo se reproducen Parásitos intracelulares obligados. Sin metabolismo. Patógenos. Especificidad de huésped. Virus animales, vegetales y bacteriófagos. 2 fases: Fase extracelular inerte virión Fase intracelular replicación célula huésped.

37 VIRUS Morfología vírica. Genoma vírico. ADN ó ARN bicatenario o monocatenario, circulares o lineales. Los de ARN pueden presentar genoma fragmentado. Los monocatenarios (+ o -) Cápsida. Formadas por múltiples copias de una o más proteínas denominadas capsómeros Envoltura, en virus envueltos, procede de la membrana de la célula a la que infectan. Puede contener glucoproteínas de reconocimiento y adherencia celular. SIDA

38 VIRUS Pueden ser: MICROBIOLOGÍA Icosaédricos: Forman un icosaedro, poliedro regular de 20 caras (triángulos equiláteros). Virus de la gripe. Hexones. Hexámeros que se sitúan en caras y aristas. Pentones. Pentámeros que se localizan en los vértices. Helicoidales: El ácido nucleico forma una espiral sobre la que se unen los capsómeros. TMV Complejos (bacteriófagos) Cabeza icosaédrica, que contiene el ácido nucleico. Cola helicoidal y contráctil, Placa basal de anclaje. (espinas y fibras)

39 MULTIPLICACIÓN VÍRICA El ciclo de multiplicación puede ser: MICROBIOLOGÍA Ciclo Lítico La célula puede sobrevivir un tiempo, mientras libera virus. Lisis. El ADN vírico utiliza la maquinaria enzimática de la célula a la que infecta sin integrarse en su genoma. Ciclo Lisogénico Se integra el ADN vírico en el genoma de la célula huésped, las célula se divide y duplica el genoma vírico. La célula se vuelve inmune.

40 MULTIPLICACIÓN VÍRICA Ciclo Lítico Adsorción. Proteínas de la cápsida o la envoltura reconocen receptores de la membrana celular. Especificidad. Penetración: Inyección (bactriófagos), fusión de membranas o endocitosis Eclipse. Replicación, transcripción y traducción. Síntesis de enzimas y capsómeros Ensamblaje. Unión del genoma vírico y los capsómeros para formar nuevos viriones Liberación. Los viriones abandonan la célula huésped mediante lisis o exocitosis.

41 MULTIPLICACIÓN VÍRICA Ciclo Lisogénico MICROBIOLOGÍA Se integra el ácido nucleico vírico en el genoma de la célula huésped Se multiplica con la célula huésped La célula infectada es inmune a nuevas infecciones. Llegado un momento el genoma vírico se separa del ácido nucleico del huésped y se inicia un nuevo ciclo lítico. profago (bacteriófagos) provirus (virus animales).infección latente

42 MULTIPLICACIÓN VÍRICA Ciclo Lisogénico - Retrovirus - VIH MICROBIOLOGÍA Dos moléculas de ARN monocatenario y polaridad positiva, con cap 5' y la poly-a 3 Transcriptasa inversa. Con ella, fabrican hebras de ADN a partir de su ARN en el citoplasma que luego migran al núcleo, momento en que el ADN retroviral se denomina provirus.

43 VIROIDES Agentes infecciosos formados por ARN monocatenario.. No codifica proteínas Se localiza en el núcleo Interfieren la expresión génica de la célula vegetal ( hormonas?). ARN polimerasa del hospedador la replica Infectan exclusivamente a plantas Malformaciones, necrosis, clorosis o moteados de hojas. Deformaciones en tallos y frutos, y enanismo en general. Los viroides son transmitidos por insectos o por material agrícola infectado

44 PRIONES partículas infecciosas de naturaleza proteica, glucoproteínas de la membrana de las neuronas, enfermedades neurodegenerativas. Virus de la encefalitis espongiforme bovina (Síndrome de las vacas locas) Es una variante de una proteína normal, modifica su estructura y se vuelve infectiva Prp (proteína del prión). Cuando entran en contacto con proteínas normales las vuelven infectivas Produce una degeneración de las neuronas. Transmisión mutación o infección