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24 marzo de 2020

MICROORGANISMOS

El siguiente tema que hemos estudiado ha sido el de los microorganismos. Pero para comenzar a comentarlo es necesario saber primero que es la MICROBIOLOGÍA, esta es la ciencia que realiza el estudio de los microorganismos, entre los que se incluyen todos los seres vivos de reducido tamaño que son visibles pero a microscopio óptico. Debido a las diferencias en el tamaño, la organización celular, las características funcionales y evolutivas o el medio en el que viven, dentro de estos microorganismos encontramos grupos taxonómicos muy diversos. Pero aún todos estos microorganismos presentan características comunes: 

  • Gran diversidad genética.

  • Metabolismo muy rápido.

  • Reproducción rápida.

  • Gran capacidad para alterar el medio en el que viven.

  • Pueden vivir en condiciones extremas.

Teniendo en cuenta todas estas ideas podemos diferenciar los siguientes grupos de microorganismos.

REINO MONERAS

Este reino lo forman las BACTERIAS, un grupo abundante y heterogéneo de microorganismos unicelulares procariotas, los cuales presentan un tamaño de entre 0.1-50 micrómetros. Estos pueden presentar diferentes formas:

  • Cocos: esféricos.

  • Bacilos: alargados en forma de bastoncillo.

  • Vibrios: en forma de coma.

  • Espirilos: alargados y retorcidos.

Por otro lado, cuando se encuentran agrupados se utilizan los siguientes prefijos:

  • Estrepto: si están alineados.

  • Estafilo: si se encuentran en un plano.

  • Sarcinas: si están en un racimo.

Por lo que respecta a su estructura, dentro de las bacterias podemos destacar los siguientes elementos: 

  • Cápsula: Está formada por diversos polisacáridos y no siempre está presente. Las bacterias que la presentan son patógenas, ya que esta cápsula dificulta que los anticuerpos y las células fagocíticas de la célula hospedadora reconozcan las bacterias y las destruyan. Por ello estas cápsulas facilitan la formación de colonias. 

  • Pared bacteriana: La enzima lisozima la destruye y está formada por peptidoglucanos (mureína). Según la composición de la misma se diferencian en Gram + (se tiñen de color azul) y Gram -. (se tiñen de color rojo) Además es permeable a sales y moléculas orgánicos de bajo Pm. Para saber si son Gram + o -, se lleva a cabo un proceso que se llama TINCIÓN DE GRAM. En el que primero se tiñen las bacterias con cristal violeta, de manera que todas quedan tiñadas de azul. Posteriormente se añade lugol, momento en el que la Gram + forma un esmalte impermeable al alcohol. A continuación, se añade alcohol, de manera que las Gram + siguen de color azul y las Gram - se decoloran. Por último se añade el colorante SAFRANINA, que hace que las Gram - se tiñen de color rojo, mientras que las Gram + se quedan teñidas de color azul. 

  • Membrana plasmática: Es igual que la de las células eucariotas peo NO tiene COLESTEROL, tiene 75 A de grosor y presenta MESOSOMAS, que son invaginaciones que están relacionadas con la respiración celular y la división celular. Esta membrana posee enzimas que intervienen en:replicación del ADN bacteriano (ADN-POLIMERASA), respiración bacteriana (ATP sintetasas), fotosíntesis en bacterias fotosintéticas que no son cianobacterias y asimilación de nitrógeno en forma de nitratos y nitritos o el N2 atmosférico (nitrogenasa). 

  • Citoplasma: No presenta la gran cantidad de orgánulos que tiene la eucariota solo tiene RIBOSOMAS 70S (que sintetizan las proteínas). 

  • Nucleoide: Es el cromosoma bacteriano, el cual está compuesto por ADN bicatenario circular, el que no está asociado a histonas.

  • Cromosoma bacteriano: Tiene proteínas y ARN asociado y está muy enrollado sobre sí mismo. 

  • Plásmidos o episomas: Fragmentos de ADN circular que se replican de manera independiente al cromosoma bacteriano y contiene información importante como la resistencia a los antibióticos. 

  • Flagelo: Son prolongaciones las cuales sirven para el movimiento de la bacteria y están formados por FLAGELINA. Según su número y cantidad encontramos bacterias: MONOTRICAS (1 flagelo), IOFOTRICAS (varios flagelos en un solo punto), ANFITRICAS (grupos de flagelos en ambos polos), PERITRICAS (rodean la bacteria) y ATRICAS (no tienen).

  • Fimbrias o pili: Son filamentos abundantes, huecos y delgados, formados por PILINA, que recubren la superficie de la bacteria. Se encargan de fijar la bacteria a otras bacterias para intercambiar información por CONJUGACIÓN. 

  • Inclusiones: Son gránulos de sustancias de reserva que sintetiza la propia bacteria. Se encuentran dispersos por el citoplasma y son carentes de membrana. Puede ser tanto una reserva energético, como el almidón, como un depósito de lípidos, como los triglicéridos. 

  • Orgánulos especiales: TILACOIDES (con pigmentos fotosintéticos, se encuentran en las cianobacterias), ORGÁNULOS DIMINUTOS (rodeados por una membrana rígida, monocapa y formada por proteínas, se encuentran en algunos grupos de bacterias), VACUOLAS DE GAS, CLOROSOMAS (tienen pigmentos fotosintéticos) y CARBOXISOMAS (tienen la RIBUSCO, que se encaraba de la fijación del CO2).  

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FUNCIÓN DE RELACIÓN

Las bacterias son SENSIBLES a las condiciones ambientales, a la composición química y a las condiciones físicas del medio. De esa manera pueden responder de diferentes maneras:

  • MOVIÉNDOSE: utilizando flagelos, por contracción y dilatación o reptación. 

  • Responder a ESTÍMULOS QUÍMICOS (quimiotactismo) y LUMINOSOS (fototactismo). 

  • VARIANDO EL METABOLISMO. 

  • ORIGINANDO FORMAS DE RESISTENCIA, las cuales pueden ser QUISTES o ENDOSPORAS, las bacterias que habitan en el suelo a veces entran en periodo de metabolismo reducido y protegen su ADN formando alrededor de él un cubierta compleja, dando lugar a la que se conoce como ENDOSPORA. Cuando el resto de la bacteria se destruye las endosporas quedan libres por el suelo y forman las EXOSPORAS. Estas se van comportar como células que se mantienen en un estado, lo que se conoce como CRIPTOBIOSIS, y pueden vivir durante mucho tiempo en condiciones desfavorables. Una vez que se germinan vuelven otra vez a bacterias. 

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FUNCIÓN DE NUTRICIÓN

Las bacterias presentan todos los tipos de metabolismo y algunas son capaces de cambiarlo en función del tipo de nutrientes que hay en el medio. Los principales grupos serían: 

  • Bacterias FOTOAUTÓTROFAS: donde se incluyen las CIANOBACTERIAS (tienen clorofila a, fotosistemas I y II, y el dador de electrones es el H2O, por lo que desprenden O2. Y también se incluyen las BACTERIAS PURPÚREAS Y VERDES DEL AZUFRE (tienen bacterioclorofila, fotosistema I y el dador de electrones es el sulfuro de hidrógeno por lo que no desprenden O2. 

  • FOTOHETERÓTROFAS: son las purpúreas carentes de azufre. 

  • QUIMIOAUTÓTROFAS: que serían las bacterias DEL AZUFRE, DEL HIERRO Y DEL NITRÓGENO. 

  • QUIMIOHETERÓTROFAS: las cuales según como obtengan la materia orgánica son: PATÓGENAS (provocan daño, enfermedad), SIMBIÓTICAS de vegetales o animales y SAPRÓFITAS (viven en la materia muerta ayudando a su descomposición). 

FUNCIÓN DE REPRODUCCIÓN

Las bacterias normlamente se reproducen ASEXUALMENTE por BIPARTICIÓN O FISIÓN BINARIA, tras duplicar el ADN cada uno de los cromosomas se va hacia un mesosoma, de manera que cuando la célula se alargan cada uno se va hacia una célula hija. 

Pero también se pueden reproducir por PROCESOS PARASEXUALES, en los que hay intercambio de genes entre microorganismos de la misma o distinta especie. Estos procesos son los siguientes:

TRANSFORMACIÓN: cuando se incorpora el ADN de otra bacteria en el cromosoma bacteriano, en este caso no hay agente transportador. 

TRANSDUCCIÓN: en este caso si que hay transportador, que es un vector (normalmente un virus) o bacteriófago. 

CONJUGACIÓN: es la transferencia de ADN a través de fimbrias o pili de una bacteria dadora a una receptora. La bacteria dadora tiene un plásmido que se llama PLÁSMIDO F, puede ser F+ si está libre o Hfr si está integrado en el cromosoma. Mientras las bacterias F-, no tienen plásmido F. 

reproducción_bacterias.jpg

Fuente: tema

CLASIFICACIÓN DE LAS BACTERIAS

Las bacterias se clasifican en:

  • ARQUEOBACTERIAS: Es el grupo más viejo y de más lenta evolución, pero aún así se adaptan a condiciones extremas. Son extremófilas y anaerobias y tienen membranas diferentes. Entre ellas se encuentran: HALÓFILAS (salinidad extrema), METANÓGENAS (anaerobias estrictas), HIPERTERMÓFILAS (altísimas temperaturas) y ACIDÓFILAS (acidez extrema). 

  • EUBACTERIAS: son más comunes y diversas. Y según su función se diferencian en: PATÓGENAS (causan daños y enfermedades, FOTOSINTÉTICAS (forman el fitoplancton), FERMENTADORAS (son saprófitas y anaerobias estrictas), DESCOMPONEDORAS (realizan la mineralización de la materia orgánica), SIMBIÓTICAS O FIJADORES DEL NITRÓGENO, BACTERIAS QUE SINTETIZAN ANTIOBIÓTICOS, QUE BIODEGRADAN (productos de desecho, industriales, petróleo,...) y MICOPLASMAS (son bacterias pleomorfas, parásitos obligados, algunas presentan esteroles en la membrana, lo que las hace más rígidas y carecen de pared celular).

MICROORGANISMOS EUCARIOTAS

EUCARYA (con núcleo y orgánulos)

REINO PROTOCTISTAS

PROTOZOOS

  • Son microorganismos eucariotas unicelulares que no tienen pared celular. Y son células grandes.

  • Generalmente son móviles y heterótrofos.

  • Viven en medios húmedos o acuáticos, y algunos son parásitos. 

  • Se desplazan por cilios, flagelos o pseudópodos. 

  • Generalmente se reproducen asexualmente por división binaria o múltiple, como los esporozoos. Muchos poseen ciclos sexuales con meiosis y fusión de gametos. 

  • Se clasifican en función de su desplazamiento, estructura o ciclo vital.

  • Algunos forman esporas o quistes de resistencia. 

En función de su desplazamiento los tipos que podemos ver son los siguientes: 

  • FLAGELADOS: se mueven por flagelos, como la TRYPANOSOMA causante de la enfermedad del sueño.

  • SARCODINOS: se mueven por pseudópodos, como las AMEBAS libres o causantes de enfermedades.

  • CILIADOS: se mueven por cilios, como el PARAMECIUM que es de vida libre. Estas llevan a cabo la conjugación.

  • ESPOROZOOS: se mueven por contracción, como el PLASMODIUM, causante de la malaria o el TOXOPLASMA, causante de la toxoplasmosis.  

ALGAS

  • Son EUCARIOTAS AUTÓTROFOS con clorofila que realizan la fotosíntesis oxigénica.

  • La mayor parte UNICELULARES, aunque algunos son PLURICELULARES. 

  • Viven en toda clase de medios, pero sobretodo en ACUÁTICOS, siendo algunos resistentes en condiciones extremas.

  • Se pueden reproducir ASEXUALMENTE por bipartición o esporas. 

  • La clasificación se lleva a cabo según el tipo de pigmentos fotosintéticos, el tipo de sustancia de reserva que acumulan o la composición de la pared celular. 

  • Forman el  fitoplancton. 

Algunos tipos de algas son: 

  • EUGLENÓFITOS (EUGLENA): son unicelulares, con un solo flagelo, tienen una mancha de pigmento (ESTIGMA) y no tienen pared celular. Y algunos tienen nutrición heterótrofa y viven en el interior de invertebrados acuáticos. 

  • CRISÓFITOS (DIATOMEAS): tienen pared celular de sílice, y son los productores primarios más importantes del medio marino. 

  • DINOFLAGELADOS (GONYAULAX): tienen dos flagelos, una pared celular rígida de celulosa y tienen almidón como sustancia de reserva. Algunas de estas son por ejemplo las MAREAS ROJAS, las cuales producen neurotoxinas que se acumulan en los animales filtradores, produciendo efectos de envenenamiento graves en las personas que consumen dichos animales. 

Gonyaulax-spinifera-A-Microscopia-optica

REINO HONGOS

  • Son EUCARIOTAS HETERÓTROFOS y con DIGESTIÓN EXTERNA.

  • Pueden ser UNICELULARES o PLURICELULARES. 

  • Viven en cualquier medio donde haya vida, pero la mayoría lo hacen en hábitats terrestres, algunos resistentes en son acuáticos. 

  • Se suelen reproducir por GEMACIÓN, (unicelulares). 

  • Pueden ser SAPRÓFITOS (descomposición de materia orgánica), PARÁSITOS (causan daños o enfermedades) y SIMBIÓTICOS con insectos, plantas o algas.

Se clasificación en:

  • OOMYCETOS, como los mohos del agua.

  • ZIGOMYCETOS: como el moho del pan, el RHIZOPUS (los mohos son hongos filamentosos pluricelulares que forman micelios de hifas tabicadas, de las cuales algunas yerguen y forman conidios, que son estructuras productoras de esporas.Además los hongos soportan condiciones de acidez, falta de humedad, alta nivel de azúcar,... )

  • ASCOMYCETOS: como las levaduras, que son hongos unicelulares y esféricos que se dividen por GEMACIÓN. Los del género SACHAROMYCES son de gran importancia industrial. 

  • BASIDIOMYCETOS: como las setas.

  • DEUTEROMYCETOS: como el hongo PENICILLIUM o el pie de atleta.  

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VIRUS

  • Los virus no se pueden considerar seres vivos ya que son acelulares, por  tanto no se puede hablar del reino de los virus, son partículas microscópicas, con una estructura muy sencilla y muy pequeñas (un tamaño no superior a 2500 A. Son PARÁSITOS INTRACELULARES OBLIGADOS,  que lo que hacen es alterar los mecanismos biosintéticos de las células hospedadoras con la intención de poder reproducirse. Están formados por ácido nucléico y una envoltura proteica, que es la que permite el transporte del material genético. Por ello a los virus se les puede llamar como los AGENTES TRANSMISORES DE ENFERMEDADES Y COMO AGENTES TRANSMISORES DE HERENCIA. Ni siquiera presentan citoplasma y enzimas para realizar el metabolismo. 

  • Se clasifican según el hospedador al que parasiten, la forma de la cápsida proteica o el tipo de material genético. 

  • Se pueden presentar en 2 fases: 

  • EXTRACELULAR: en la que están fuera de la célula y son totalmente inertes. En esta fase se les llama VIRIONES o PARTÍCULAS VÍRICAS. 

  • INTRACELULAR: se adhieren a la superficie del hospedador e introducen el genoma vírico. De manera que se reproducen utilizando la maquinaria metabólica de la hospedadora.  

ESTADO EXTRACELULAR

En el estado extracelular, la partícula viral es inerte metabolicamente, por tanto la única función que tiene es la de transportar el ácido nucleico desde la hospedadora en la que se reproduce hasta otra en la que se va a reproducir. ​En ese estado el virus está formado por: 

  • ÁCIDO NUCLEICO: los virus se diferencian en el tamaño, cantidad y características de su ácido nucleico. De esa manera puede ser ADN o ARN, nunca podrán ser los dos juntos. Y estos pueden ser a su vez, MONOCATENARIOS o BICATENARIOS. 

  • ENZIMAS VIRALES: aunque fuera de la célula no existe metabolismo, pueden tener enzimas que actúan en los procesos infecciosos, como es la ENZIMA TRANSCRIPTASA INVERSA (para pasar de ARN  a ADN).

  • CUBIERTA PROTEICA O CÁPSIDA: formado por la repetición de proteínas globulares (CAPSÓMEROS, que originan figuras simétricas) y en el interior alberga el ácido nucleico. Su misión es la de proteger al ácido nucleico y reconocer los lugares de unión y penetración de las células que se van a parasitar. 

  • El genoma vírico junto con la cápsida forman la NUCLEOCÁPSIDA.

Debida a su morfología los virus se clasifican en: 

  • Virus de SIMETRÍA HELICOIDAL: los capsómeros se disponen helicoidalmente sobre la hélice de ácido nucléico, forma de bastoncillo.

  • Virus de SIMETRÍA ICOSAÉCRICA: tienen un aspecto esférico.

  • Virus COMPLEJOS: tiene varias partes, la CABEZA ICOSAÉDRICA, donde está el ácido nucléico, la COLA HELICOIDAL, que se contrae para inyectar el contenido de la cabeza, un cuello que separa ambas partes formado por capsómeros distintos, al final de la cola hay una PLACA BASAL, se centra en la fijación a la hospedadora y las FIBRAS CAUDALES , que facilitan la fijación. 

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  • Virus ENVUELTOS: presentan además una ENVUELTA MEMBRANOSA LIPOPROTEICA, la cual procede de la hospedadora. Los virus que no la presentan se llaman DESNUDOS. La función de esta es reconocer a la hospedadora e inducir la penetración en ella.

CICLO LÍTICO

Cuando se encuentra en ESTADO INTRACELULAR, el ácido nucleico entra en la célula hospedadora, y es cuando el virus se reproduce, replicando su genoma (inhibiendo la expresión génica de la célula) y dando lugar a los componentes que formarán la cubierta proteica y a la enzimas que se utilizarán para la transcripción y la traducción. El objetivo es salir de esas células e infectar otras. El ciclo se divide en las siguientes fases: 

  • FASE DE FIJACIÓN: En primer lugar, las células hospedadoras tienen en su membrana receptores específicos para los virus que las infectan. De manera que se unen componentes de la cápsida con glucoproteínas o lipoproteínas de la membrana de la célula hospedadora. (en los bacteriófagos la unión es mecánica por las fibras y la placa basal).

  • FASE DE PENETRACIÓN: hay diferentes mecanismos de penetración:

  • En los bacteriófagos forman pequeños agujeros en la pared bacteriana con una lisozima y se introduce el ADN al contraerse la cola. En este caso la cápsida se encuentra en el exterior. Los virus desnudos sin embargo si que introducen toda la nucleocápsida y se trata de una penetración directa o bien una endocitosis. Los virus envueltos fusionan su cubierta con la membrana de la hospedadora. 

  • FASE DE ECLIPSE: en esta no detectamos el virus en el interior de la célula, lo que pasará es que el genoma vírico dirige el metabolismo de la célula para dar lugar  a la síntesis de los componentes víricos, deteniendo de esa manera la actividad de la célula mediante factores de inhibición. En resumen, se forman las copias del genoma, y después se produce la transcripción y la traducción dando lugar a las proteínas que formarán la cubierta y a las enzimas. 

  • FASE DE MADURACIÓN Y ENSAMBLAJE: en esta fase se ensamblan los capsómeros formando la cápsida y el ácido nucleico se pliega en el interior de la misma, junto con las enzimas. 

  • FASE DE LISIS O LIBERACIÓN: es cuando los virus salen de la célula, y puede ser a través de 2 mecanismos: por GEMACIÓN (en los virus envueltos) o por EXOCITOSIS O PROVOCANDO PEQUEÑOS AGUJEROS EN LA MEMBRANA DE LA CÉLULA POR MEDIO DE LÍTICOS (en los virus desnudos).

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CICLO LISOGÉNICO

Cuando el cromosoma viral penetra no siempre se produce su reproducción de manera inmediata, de hecho muchos virus posponen se multiplicación. De esa manera el cromosomas viral puede unirse al cromosoma de la célula haciéndola inmune  a la infección de ese tipo de virus. 

Así la célula se puede multiplicar con el ácido nucléico viral, de modo que las generaciones a las que se da lugar tendrían el genoma vírico. A este estado del virus se le denomina PROFAGO, PROVIRUS, VIRUS ATEMPERADO O ATENUADO, y e la célula hospedadora en este caso se le llama célula LISOGÉNICA. Esta situación puede seguir así por mucho tiempo o que ya se de otra vez el ciclo lítico. El hecho de que continúe así depende de un agente inductor, el cual hace que se separe el genoma viral del célula. 

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RETROVIRUS

Son un grupo especial de virus animales, que son capaces de sintetizar ADN en el proceso de transcripción gracias a que tienen una enzima llamada TRANSCRIPTASA INVERSA y la ADN-ENDONUCLEASA, la cual favorece la entrada de genes. Además hay dos cosas muy interesantes de este tipo de virus: algunos de estos causan cáncer, y el virus del SIDA es un retrovirus. 

CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUS

A continuación adjunto 2 tablas, en las que aparecen los tipos de virus según la célula hospedadora, y según sus características

tabla virus 2.png
Tbla virus.png

Fuente: tema

OTRAS FORMAS ACELULARES

Otras formas acelulares que podemos destacar son: 

  • PRIONES: que son proteínas que tienen la misma o casi la misma secuencia de aminoácidos que una proteína normal, sin embargo tiene una forma espacial distinta. De esa manera lo que hacen los priones es modificar o alterar a las proteínas normales, haciéndoles adoptar la forma espacial, lo cual puede conllevar graves enfermedades. Además son resistentes a tratamientos físicos y químicos, por eso no se pueden combatir. 

  • VIROIDES: son fragmentos cortos de ARN monocatenario, que no tiene cubierta y además tiene capacidad infecciosa. Causan enfermedades en vegetales, interfiriendo en la expresión de algunos genes y no se traducen a proteínas. 

A continuación adjunto las fotos de los esquemas que ha realizado. 

Tabla general:

Tabla de los virus:

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