Microbilogía y Biotecnología. Ingeniería Bioquímica I

Transcripción

1 Microbilogía y Biotecnología Ingeniería Bioquímica I

2 Microorganismos con y sin organización celular bacterias Protozooarios algas hongos virus No tienen membranas plasmáticas. Son parásitos sin organización celular

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4 Características importantes: Procariotas - Arqueobacterias Fósiles vivientes por que viven en hábitats semejantes a las condiciones de la Tierra primitiva. Ambientes termales con temperaturas > a 100 ºC, medios halófilos (muy salados) Tiene las mismas estructuras que el resto de las bacterias procariotas pero están constituidas por compuestos químicos diferentes. Las diferencias a nivel molecular entre arqueas y el resto de los procariotas son tan fundamentales que se las clasifica en grupos distintos. Debido a estas diferencias, las arqueas exhiben una ALTA RESISTENCIA contra los antibióticos y los agentes líticos, presión osmótica, etc. Actualmente se las considera más cercanas a los eucariotas Tamaño y forma Diámetros 0,1 μm y más de 15 μm Diversas formas, esferas, barras, espirales, placas, finos filamentos, cuadradas y planas

5 Uso de Archaea en tecnología e industria Por ser extremófilas, en particular las resistentes a las ALTAS TEMPERATURAS o a los EXTREMOS DE ACIDEZ O ALCALINIDAD, son una importante fuente de ENZIMAS capaces de funcionar bajo estas duras condiciones En la industria, las AMILASAS, GALACTOSIDASAS realizan su función a más de 100 C, lo que permite la elaboración de alimentos a altas temperaturas, tales como leche baja en lactosa y suero de leche. Las enzimas de estas arqueas termófilas también son muy estables en solventes orgánicos, por lo que pueden utilizarse en una amplia gama de procesos relacionados a la SÍNTESIS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS. Son una parte vital del tratamiento de aguas residuales, realizando la digestión anaeróbica de los RESIDUOS Prometedores en minería para la extracción de metales tales como ORO, COBALTO Y COBRE

6 Procariotas Eubacterias - Constituyen la mayoría de las bacterias Organismos unicelulares Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta 40 millones de células bacterianas en 1g de tierra 1 millón de células bacterianas en un 1 ml agua dulce En total, aproximadamente bacterias en el mundo Funciones: gran variedad de funciones que ayudan a mantener los ciclos bio-geo-químicos.

7 Procariotas - Eubacterias Organismos unicelulares - mayoría de las bacterias

8 Procariotas Eubacterias - Tamaño: 1 a 10 m Son tan pequeñas que no necesitan citoesqueleto Hábitat: adaptados a vivir en cualquier ambiente terrestre o acuático Nutrición: autótrofas: fotosintéticas, quimiosintéticas heterótrofas: saprófitas, simbióticas, parasitarias

9 La mayor parte de las bacterias adoptan formas características, aunque en ocasiones la configuración puede verse influida por las condiciones del medio de cultivo. Son unicelulares, pero también aparecen agrupadas cuando se mantienen unidas tras la división.

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11 Esquema Célula Procariota

12 Puede no estar presente

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14 TINCIÓN DE GRAM. a) 1 minuto en cristal violeta g) se lava con agua corriente b) se lava con agua destilada h) se seca suavemente y sin frotar con papel de filtro c) 1 minuto en lugol (mordiente) Una vez que la preparación está totalmente seca, poner d) se decolora con alcohol de 951 (decolorante) una gota muy pequeña de aceite de cedro y observar al e) se lava con agua destilada microscopio con el objetivo de inmersión. f) 1 minuto en fucsina (colorante de contraste)

15 MUREÍNA o PEPTIDOGLUCANO Anillos de polisacáridos unidos por péptidos Ácido teicoico VER EN BIBLIOGRAFÍA ANEXA: TABLA A.2. Características comparativas de las bacterias Gram + y Gram-

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17 Uso de las Eubacterias en tecnología e industria BIOMASA, proteínas Pocesos como TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES En la producción de QUESOS, YOGURT, VINAGRE Fabricación de MEDICAMENTOS, antibióticos de bacilos PRODUCTOS QUÍMICOS: ÁCIDOS ORGÁNICOS, SOLVENTES ENZIMAS: amilasas, catalasa lactasa, etc. VER EN LA BIBLIOGRAFÍA ADJUNTA (TABLA A.1: Productos obtenidos de procariotes)

18 MICROORGANISMOS CON ORGANIZACIÓN CELULAR EUCARIOTA Presentan una mayor complejidad en su organización protozoos Algas microscópicas unicelulares

19 HONGOS levaduras Hongos filamentosos

20 Eucariotes -levaduras y hongos filamentososen tecnología e industria BIOMASA, BEBIDAS, PAN Pocesos como TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES En la producción de ENZIMAS: amilasas, catalasa glucosa oxidasa, invertasa, lipasa Fabricación de ANTIBIÓTICOS a partir de hongos, VITAMINAS. PRODUCTOS QUÍMICOS: ÁCIDOS ORGÁNICOS, SOLVENTES, ETHOL (levaduras) VER EN LA BIBLIOGRAFÍA ADJUNTA (TABLA A.4: Productos obtenidos de organismos eucariotes)

21 Lisosomas (enzimas degradadoras) Mitocondrias Citoplasma Células animales Peroxisomas Nucleolo (cuerpo granular, RNA y proteínas) Núcleo (Nucleolo y Cromosomas: DNA y proteínas llamadas cromatina) Ribosomas (gránulos RNA y proteínas) Retículo endoplasmático liso (red de membranas internas) Membrana celular Retículo endoplasmático rugoso (síntesis y secreción) Aparato de Golgi (modifica, empaca y distribuye proteínas a otros organelos Citoesqueleto Microtúbulos VER EN BIBLIOGRAFÍA ANEXA:TABLA A.3.

22 Eucariotes - células animalesen tecnología e industria Se emplean células, tejidos u órganos INTERFERÓN leucocitos humanos VACUNAS VIRALES: Influenza Rubeola Fiebre amarilla VER EN LA BIBLIOGRAFÍA ADJUNTA. (TABLA A.5: Productos obtenidos de células animales)

23 Eucariotas - Células vegetales - OBTENCIÓN DE PRODUCTOS FARMACOLÓGICOS

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25 Streptomycetes Coloración Gram

26 Los Streptomycetes son bacterias con propiedades de hongos. Poseen estructuras ramificadas con apariencia a micelio fúngico Son células procariotas Gram positivas con propiedades fúngicas. Producen numerosos antibióticas, enzimas extracelulares, biorremediacón. hay más de 500 especies. Viven en tierra, y el ambiente Nutrición (variada): azúcares, alcoholes, amino ácidos, ácidos orgánicos, compuestos aromáticos Se conocen más de 50 antibióticos diferentes: Estreptomicina, neomicina cloranfenicol tetraciclinas.

27 MICROORGANISMOS RECOMBINANTES Son los organismos obtenidos ingeniería genética La incorporación de la ingeniería genética permite optimizar la eficiencia del proceso de producción y/o la calidad del producto (modificar el control de vías metabólicas, por ejemplo para la sobreproducción de algún producto) La incorporación de la ingeniería genética permite obtener a partir de un microorganismo, cultivo de células, planta o animal un producto completamente ajeno. Esto se consigue por introducción y expresión del gen de interés en un organismo hospedador fácil de cultivar *producción de insulina en bacterias, *anticuerpos humanos en plantas *vacunas en levaduras.