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Diversidad de los microorganismos
 

Diversidad de los microorganismos

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Caractiristicas generales de los microorgamismos de los distintos reinos. Formas acelulares, virus, viroides y priones. Ciclo del VIH, clasificación de virus

Caractiristicas generales de los microorgamismos de los distintos reinos. Formas acelulares, virus, viroides y priones. Ciclo del VIH, clasificación de virus

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    Diversidad de los microorganismos Diversidad de los microorganismos Presentation Transcript

    • La diversidad de los microorganismos
      Tema 18
    • Microbiología
      Ciencia que estudia los microorganismos
    • TeodorSchwannindica que las levaduras son responsables de la fermentación alcohólica.
      Louis Pasteur
      Cada proceso de fermentación es realizado por un microorganismo distintos.
      Demuestra la falsedad de la teoría de la generación espontánea demostrando que los microbios estaban en el aire.
    • Métodos de estudio de los microorganismos
      Microorganismos
      En la naturaleza
      Para estudiarlos
      Cualquier ambiente
      Mezcla de especies
      Cultivos
      Condiciones controladas y óptimas
      Métodos de aislamiento
      Identificación
      Asepsia y esterilización
      Individuos genéticamente homogéneos (cultivo puro)
    • Medios de cultivo de los microorganismos
    • Se pasa un asa de siembra por el medio de cultivo
      Por la ultima estría se vuelve a pasar el asa (sin recargar)
      Se pasa nuevamente por la última zona
      En la zona 3 deberían aparecer colonias aisladas
    • Métodos de aislamiento de los microorganismos
      Aislamiento por agotamiento de asa en superficie.
      Con un asa bacteriológica, se pasa una porción de la muestra a la superficie de un medio de cultivo hecho a base de agar y se siembra en el medio por estrías en cuadrantes.
    • 2. Siembra en estrías
      Se esteriliza el asa y luego se toma una muestra del tubo
      Crecimiento de colonias confluentes
      al comienzo de la siembra por estría
      Colonias aisladas al final de la siembra por estría
      Se realiza una siembra
      por estría en una placa de
      agar con medio estéril.
      Después de una estría inicail
      Se hacen estrías en ángulo
      Métodos de aislamiento de los microorganismos
      1. Dilución y siembra por extensión en superficie
      3. Dilución y siembra
      en profundidad
    • Métodos de estudio de los microorganismos
      Aislamiento por dilución y siembra en profundidad
    • Métodos de estudio de los microorganismos
      Aislamiento directo
      Para los microorganismos de mayor tamaño (algas, protozoos) que se pueden aislar utilizando pipetas Pasteur y una lupa binocular.
    • Colonias de bacterias
      Serratia marcescens
      Cultivada en Agar
      MaConkey
      Pseudomonasaeruginosa
      Cultivada en
      AgarTripticasa-soja
      Shigella flexneri
      Cultivada en
      Agar MacConkey
      Colonias de Bacillus subtilis que han crecido en medios con pocos nutrientes
    • Métodos de esterilización
      Comprende todos los procedimientos físicos y químicos, que se emplean para destruir los microorganismos de un medio de cultivo o material de laboratorio.
    • Es el más utilizado. Se emplea un autoclave (120ºC- 20’)
      Esterilización por acción discontinua del vapor de agua.
      Se usan membranas filtrantes con poros de un tamaño determinado. Se usan si el calor afecta al medio de cultivo.
      Tienen gran penetrabilidad y se las utiliza para esterilizar materiales termolábiles. Muy usadas a escala industrial. Afectan a los ácidos nucleicos
    • Utilización de un asa de cultivo como método de transferencia aséptica
    • Pasteurización
      No es un proceso de esterilización
      Es un proceso que reduce la población microbiana de un líquido.
      La leche, nata y ciertas bebidas alcohólicas (cerveza y vino), los zumos, se someten a tratamientos de calor controlado que sólo matan a ciertos tipos de microorganismos pero no a todos.
      La temperatura seleccionada para la pasteurización se basa en el tiempo térmico mortal de microorganismos patógenos. Es el tiempo más corto necesario para matar una suspensión de bacterias a una temperatura determinada.
      Hay tres tipos
      Pasteurización tradicional: 63 a 65°C por 30 min.
      Pasteurización Flash: el líquido se calienta a 72ºC por 15 seg y rápidamente se enfría. Puede ser adaptada a flujos continuos.
      Ultrapasteurización: 150ºC por 1-3 seg
    • Métodos de identificación
    • Clasificación de los microorganismos
      Bacterias
      Protozoos
      Algas
      Hongos (levaduras)
    • Bacterias
      Características:
      • Organismos procariotas
      • Tamaño entre 0.1 y 50 µm
      • Autótrofas o heterótrofas. Anaerobias, aerobias o anaerobias facultativas.
      • Se encuentran en cualquier tipo de ambiente sobre la tierra.
      • Pueden estar solas o formar colonias.
      • La forma es un criterio de clasificación (cocos, bacilos, vibrios y espirilos)
      • Hoy en día se clasifican por comparación de secuencias de ARN ribosómico.
      • Se distinguen dos grandes grupos: Eubacterias y arqueobacterias
    • DominioEukarya
      eucariotas
      DominioArchea
      DominioBacteria
      procariotas
      PROGENOTE
      (Antepasado universal)
      • Grupo amplio, con varias ramas evolutivas.
      • Gran capacidad adaptativa.
      • Son la mayor parte de las bacterias conocidas
      • Mayoría de anaerobias
      • Membranas sin ac. grasos
      • Pared sin peptidoglucanos
    • Morfología bacteriana
      • Organización procariota
      • Unicelulares
      • Ausencia de membrana nuclear
      • Ausencia de orgánulos membranosos
      • ADN circular y no unido a histonas
      • Ribosomas 70 S
      CARACTERÍSTICAS GENERALES
      • Capsula
      • Pared bacteriana
      • Membrana plasmática
      • Citoplasma
      • Ribosomas
      • Inclusiones
      • Vesículas
      • Material genética
      • Pili y fimbrias
      • Flagelos
      ESTRUCTURAS PRESENTES EN LAS BACTERIAS
    • Cápsula bacteriana
      • Este componente no aparece en todas las bacterias (en las patógenas si suele estar presente).
      • Mide entre 100 y 400 Å de grosor
      • Está formada por polímeros glucídicosque no llegan a formar una estructura definida.
    • Propiedades de la Cápsula
      • Mejora en las propiedades de difusión de nutrientes hacia la célula.
      • Protección contra la desecación.
      • Protección contra la predación por parte de protozoos.
      • Protección contra agentes antibacterianos:
      • Adhesión a sustratos:
      • Sobre sustratos inertes: Esta propiedad tiene una serie de importantes secuelas económicas:
      • corrosión y obstrucción de cañerías
      • formación de placa dental y caries
      • formación de biopelículas en catéteres y prótesis quirúrgicas
      • Sobre sustratos vivos (tejidos de organismos superiores):
      • Efecto beneficicoso (microflora intestinal)
      • Es uno de los factores de virulencia, de los que depende el inicio de muchas infecciones por parte de bacterias patógenas.
      • Como receptores para ciertos bacteriófagos.
    • Pared celular
      • Cubierta rígida que rodea el protoplasma
      • Poseen todas las bacterias excepto:
      • Micoplasmas
      • Thermoplasma
      • Espesor entre 50 a 100 Å
      • 20% del peso seco de la bacteria
      • Sirve como criterio de clasificación según su respuesta a la tinción de Gram (Gram + /Gram -)
      • Funciones:
      • Protección ante cambios de presión osmótica
      • Regulación del paso de iones
      • Mantenimiento de la forma celular
      • Resistencia a antibióticos
      Bacteria Gram positiva.
      1-membrana citoplasmática,
      2-pared celular,
      3-espacio periplásmico.
      Bacteria Gram negativa
      4-membrana citoplasmática,
      5-pared celular,
      6-membrana externa,
      7-espacio periplásmico.
    • Bacterias gram positivas
      Gram +
      Gram -
    • Ácido teicoico
      Ácido lipoteicoico
      Pared celular
      Bacterias gram positivas
      Pared formada por una capa gruesa de mureína (peptidoglucano) formado por NAG y NAM enlazados por enlaces O-glucosídicos.
      Las moléculas de NAM se enlazan con proteínas, polisacáridos y ácidos teicoicos
      Peptidoglucano
      Membrana plasmática
    • Bacteria Gram-positiva.
      1-membrana citoplasmática
      2-peptidoglicano
      3-fosfolípidos
      4-proteínas
      5-ácido lipoteicoico.
    • Porina
      Pared celular
      Lípido A
      Membrana plasmática
      Bacterias gram negativas
      • Membrana citoplasmática (membrana interna)
      • Pared celular delgada de peptidoglucano
      • Membrana externa
      Entre la membrana citoplasmática interna y la membrana externa se localiza el espacio periplásmico, que contiene enzimas importantes para la nutrición en estas bacterias.
      LPS
      La membrana externa contiene proteínas como las porinas (canales proteícos que permiten el paso de ciertas sustancias) o diversos enzimas.
      También presenta lipopolisacáridos.
      Peptidoglucano
    • Abajo: Bacteria Gram-negativa. 1-membrana citoplasmática (membrana interna), 2-espacio periplasmático, 3-membrana externa, 4-fosfolípidos, 5-peptidoglicano, 6-lipoproteína, 7-proteínas, 8-lipopolisacáridos, 9-porinas.
    • Proteína
      Fosfolípidos
      Fosfolípidos
      Membrana plasmática de las bacterias
      Constituye una fina capa de unos 8 nmde espesor: mantiene la integridad celular y es altamente selectiva.
      ESTRUCTURA
      Diferencias con la de eucariotas
      BICAPA LIPÍDICA
      • No tiene esteroles como el colesterol.
      • El porcentaje de los distintos tipos de fosfolípidos es diferente.
      • Algunas bacterias como las arqueas tienen unidades de isopreno en lugar de ácidos grasos.
      • En algunas arqueas las cadenas hidrofóbicas de cada lado se unen covalentemente entre sí formando una monocapa.
      MONOCAPA LIPÍDICA
      La estructura de monocapa es más estable y resistente en ambientes con temperaturas elevadas.
    • Mesosomas
      Invaginaciones de la membrana plasmática.
      Incrementan la superficie de la membrana.
      Contienen enzimas realcionados con la respiración o fotosíntesis (semejantes a crestas mitocondriales o tilacoides)
      Enzimas de fijación de nitrógeno y asimilación de nitritos y nitratos
      Sujeta el cromosoma bacteriano
      Enzima ADN polimerasa
    • Material genético
      ADN bacteriano
      • Circular
      • Bicatenario
      • Plegado
      • Asociado a proteínas no histónicas
      • Material extra cromosómico
      • Puede haber varias copias
      • ADN bicatenario
      • Pueden intercambiarse
      • Se replican de forma independiente
      Plásmidos
    • Pili y fimbrias
      • Estructuras tubulares de bacterias gram negativas.
      • Sirven de anclaje.
      • Las fimbrias son cortas y numerosas.
      • Los pili atraviesan la membrana (las fimbrias no) y permiten el paso de material genético.
    • Flagelo bacteriano
      Número y posición variable:
      Monótricas
      Partes del flagelo
      • Cuerpo basal
      • Filamento
      Lofótricas
      Anfítrico
      Perítricas
    • Nutrición bacteriana
    • Reproducción bacteriana
    • Bipartición
      • Se obtienen dos células hijas, con idéntica información en el ADN circular, entre sí, y respecto a la célula madre,
      • Las células hijas son clones de la progenitora.
      • Se produce cuando la célula ha aumentado su tamaño y ha duplicado su ADN.
      • El ADN bacteriano  se une a un mesosoma, que separa el citoplasma en dos y reparte cada copia del ADN duplicado a cada lado.
    • Conjugación
      • Una bacteria donadora (F+) pasa plásmidos (ADN) a una bacteria receptora (F-).
      • Si el plásmido se integra en el cromosoma bacteriano se llama episoma y puede transportar genes de este cromosoma.
    • Las bacterias son capaces de captar del medio trozos de ADN procedentes de otras bacterias o de otros organismos e integrarlos en su cromosoma
      Transformación
      • Cuando una célula es atacada por un virus bacteriófago, la bacteria genera nuevas copias del ADN vírico.
      • En la fase de ensamblaje se pueden introducir fragmentos de ADN bacteriano en la cápsida del virus.
      • Los nuevos virus ensamblados infectarán nuevas células. mediante este mecanismo, una célula podrá recibir ADN de otra bacteria e incorporar nueva información.
      Transducción
    • Funciones de relación
      • Muchas bacterias tienen movilidad, ya sea por flagelos, contracción o reptación, acercándose o alejándose de los estímulos ambientales (luz, alimentos…)
      • Pueden responder modificando su metabolismo, adaptándolo a las condiciones concretas.
      • Si no pueden moverse y el ambiente es desfavorable originan formas de resistencia, las endosporas, formas de vida latente protegidas por una gruesa membrana, capaces de resistir condiciones extremas.
      • Cuando el ambiente es favorable, germinan y originan bacterias funcionales.
    • Protoctistas: Las algas
      • Son Eukarya autótrofos fotolitótrofos.
      • Algunas son móviles mediante flagelos y otras sésiles.
      • Sus paredes celulares tienen principalmente celulosa.
      • Viven en medios acuáticos o en medio terrestre con abundante humedad.
      • Tienen importancia ecológica como productores de oxígeno y ser la base de las cadenas tróficas en ecosistemas acuáticos (fitoplacton)
    • Protoctistas: Protozoos
    • Protoctistas: Hongos
      • Son Eukaryaheterótrofos, unicelulares o pluricelulares
      • Sus paredes celulares tienen principalmente quitina.
      • Viven en ambientes muy diversos, la mayoría terrestres.
      • Tienen importancia ecológica como descomponedores (saprófitos)
      • Se reproducen por esporas, que se forman en las hifas. El conjunto de hifas es el micelio
      • Dependiendo de la estructura formadora de esporas se dividen en Ascomycetes(ascas) y Basidiomycetes (basidios).
    • Hifas aéreas
      Hifas sustrato
      Grupos de hongos
      HONGOS FILAMENTOSOS
      LEVADURAS
      Conidios(esporas)
      • Son hongos filamentosos unicelulares de forma ovoide.
      • Se reproducen asexualmente por gemación.
      • Son importantes en procesos industriales de fermentación.
      Candida albicans es una levadura capaz de formar micelio.
      • Son los típicos mohos de la fruta, el pan o el queso.
      • Forman filamento o hifas que se agrupan para formar el micelio.
      HONGOS MUCOSOS
      SETAS
      • Hongos filamentosos del grupo Basidiomycetes.
      • Sus cuerpos fructíferos se denominan setas.
      • La fusión de micelios haploides origina hifas dicarióticas que formarán las setas.
      • Filogenéticamente son muy distantes de los hongos (tienen características entre hongos y protozoos)
      • Se alimentan de microorganismos sobre materia vegetal en descomposición.
      • Se dividen en hongos mucosos celulares y acelulares.
    • Los virus
      Características generales
      • Descubiertos por Pasteur (1884)
      • Son parásitos intracelulares obligados que utilizan metabolismo y reproducción del huésped.
      • Poseen ADN ó ARN como material genético y una envoltura proteica que rodea el ácido nucleico.
      • Son metabólicamente inertes y carecen de maquinaría para generar energía o sintetizar moléculas.
      • Fuera del huésped no tienen vida (viriones)
    • Los virus: Clasificación
    • Los virus: Clasificación
    • Los virus: Morfología
      Helicoidales
      • Cápsida proteica
      • Ácido nucleico
      • Envoltura (no siempre)
      Nucleocápsida
      Virión
      Icosaédricos
      Las proteínas de la cápsida se llaman capsómeros y según se ordenen sirven como sistema de clasificación de los virus
      Complejos
      El ácido nucleico forma una espiral. Los capsómeros tienen simetría helicoidal
      Cabeza icosaédrica y cuello helicoidal
      Con envoltura
      Capsómeros de dos tipos hexones y pentones
      Envoltura membranosa con glucoproteínas víricas
    • Lisis
      Síntesis de proteínas y ensamblaje de partículas víricas
      Replicación del ADN vírico
      Inyección del ADN vírico
      ADN vírico
      Cromosoma bacteriano
      Integración del ADN vírico en el cromosoma bacteriano
      Los virus: Multiplicación
      Elciclo replicativode los bacteriófagos pueden seguir dos caminos:
      CICLO LÍTICO
      CICLO LISOGÉNICO
      División celular
    • Ciclo lisogénico
    • Fases de la multiplicación vírica
      ADSORPCIÓNLa proteína de adhesión viral reconoce receptores específicos en el exterior de la célula. Las células que carecen de los receptores apropiados no son susceptibles al virus.
      2. PENETRACIÓN
      Los virus penetran las células de maneras diversas dependiendo de la naturaleza misma del virus.
      Virus envueltos
      (A) Entran por fusión con la membrana plasmática.
      (B) Entada vía endosomas en la superficie celular
      Virus no envueltos o desnudosPueden cruzar la membrana plasmática directamente o pueden ser tomados en endosomas. Si son transportados en endosomas, luego cruzan (o destruyen) la membrana de dichas estructuras.
      3. PÉRDIDA DE LA CÁPSULA (fase de ECLIPSE)
      Perdura hasta que nuevos viriones infecciosos sean creados.
      4. SÍNTESIS DE ÁCIDO NUCLEICO Y PROTEINAS VIRALES5. ENSAMBLAJE/MADURACIÓN6. LIBERACIÓN O DESCARGA
    • Virus envueltos
      Virus desnudos
    • Ciclo de un retrovirus: VIH
      Penetración en la célula y perdida de envoltura
      Paso de ARN a ADN gracias a la transcriptasa inversa
      Formación de ADN de doble cadena
      Integración en el cromosoma celular
      Transcripción
      Traducción de proteínas víricas
      Envuelta
      Capsulas
      Transcriptasa inversa
      Ensamblaje
      Salida de la célula
    • Viroides
      • Son los agentes infecciosos más pequeños conocidos.
      • No poseen proteínas ni virus.
      • Son secuencias de ARN circular que interfieren con el ARN celular.
      • Tienen una fases extracelular (metabólicamente inactivos) y otra intracelular
      • Se han encontrado sólo en núcleos de células vegetales, sobre todo, en cítricos.
      • Pueden actuar como ribozimas y catalizar su propia replicación.
      • Se las considera las secuencias más antiguas, anteriores a las células más primitivas, es decir, antes de la formación del primer ser vivo.
    • Plantas afectadas por viroides
    • Priones
      • Son proteínas alteradas que actúan provocando un cambio conformacional en proteínas normales, transformándolas en proteínas alteradas.
      • Este cambio provoca la pérdida de la función en la proteína, pudiendo generar graves alteraciones en la célula.
      • Éste es el caso del síndrome de las "vacas locas" o la encefalopatía espongiforme bovina y su variante en la especie humana.
      PrP
      PrPsc
    • La PrPsc, la forma molecular resistente a proteasa, actúa como ‘plantilla’.
      Se asocia con la forma helicoidal permitiendo a esta última ser convertida a la forma resistente de pliegues beta (presuntamente mediante la disminución de barreras energéticas que normalmente previenen que esto suceda).
      Ahora hay dos moléculas de la forma resistente que pueden actuar como plantilla y así el proceso se acelera.
    • Enfermedades causadas por priones
      En el ser humano
      • Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob
      • Insomnio familiar fatal.
      • Nueva variante de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob.
      • Enfermedad de Gerstmann-Straüssler-Scheinker..
      • Kuru
      En especies animales
      • "Tembladera" o Scrapie (prurito lumbar) en ovejas.
      • Encefalopatía espongiforme bovina (llamada enfermedad de las vacas locas).