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18microorganismos 110413172016-phpapp02

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  • 1. Microbiología Ciencia que estudia los microorganismos Teodor Experimentos Leeuwenhooek Schwann de Pasteur
  • 2. Teodor Schwann indica que las levaduras son responsables de la fermentación alcohólica.Louis PasteurCada proceso de fermentaciónes realizado por unmicroorganismo distintos.Demuestra la falsedad de lateoría de la generaciónespontánea demostrando quelos microbios estaban en el aire.
  • 3. Métodos de estudio de los microorganismos Microorganismos En la naturaleza Para estudiarlos Cualquier ambiente Mezcla de especies Condiciones Cultivos controladas y óptimas Métodos de aislamiento Identificación Asepsia y esterilización Individuos genéticamente homogéneos (cultivo puro)
  • 4. Medios de cultivo de los microorganismos Complejos (no definidos) Composición Sintéticos (comp. definida) LíquidosMedios de Estado físico cultivo Sólidos Medios de enriquecimiento Utilidad Medios de aislamiento Medios de diferenciación
  • 5. 1. Se pasa un asa de siembra por el medio de cultivo2. Por la ultima estría se vuelve a pasar el asa (sin recargar)3. Se pasa nuevamente por la última zonaEn la zona 3 deberían aparecercolonias aisladas
  • 6. 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.
  • 7. Métodos de aislamiento de los microorganismos 2. Siembra en estríasSe esteriliza el asa yluego se toma una Crecimiento de colonias confluentesmuestra del tubo al comienzo de la siembra por estría Colonias aisladas al final de la siembra por estría 1. Dilución y siembra por extensión en superficie Se realiza una siembra por estría en una placa de agar con medio estéril. Después de una estría inicail 3. Dilución y siembra Se hacen estrías en ángulo en profundidad
  • 8. Métodos de estudio de los microorganismos Aislamiento por dilución y siembra en profundidad
  • 9. 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.
  • 10. Colonias de bacterias Serratia marcescens Cultivada en Agar MaConkey Pseudomonas aeruginosa Cultivada en Agar Tripticasa-soja Shigella flexneri Cultivada en Agar MacConkey Colonias de Bacillus subtilis que han crecido en medios con pocos nutrientes
  • 11. 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. Métodos físicos Métodos químicos Calor oxido de etileno Tyndalización Aldehídos Peróxido de Filtración Hidrógeno Radiaciones Ultrasonidos
  • 12. Métodos físicos Es el más utilizado. Se emplea un autoclave (120ºC- Calor 20’) Tyndalización Esterilización por acción discontinua del vapor de agua. Se usan membranas filtrantes con poros de un Filtración tamaño determinado. Se usan si el calor afecta al medio de cultivo. Tienen gran penetrabilidad y se las utiliza para Radiaciones esterilizar materiales termolábiles. Muy usadas a escala industrial. Afectan a los ácidos nucleicos
  • 13. Agentes Temperaturas elevadas eliminan a los microorganismos. físicos Influye la temperatura, el tiempo y la humedad •Esterilización a altas temperaturas. Cientos de grados. Hornos, llama. Se puede hacer si el material lo resiste •Calor seco. Hacen falta más de 100ºC durante periodos Temperatura prolongados para asegurar la esterilización •Calor húmedo. A 100ºC durante varios minutos Algunos microbios y formas de resistencia son resistentes a las altas temperaturas. Por fortuna no suelen ser patógenos ni competidores Radiaciones Rayos X, ultravioletas y gamma ionizantes Destruyen los microorganismos de superficies expuestas Filtración de Se hace pasar el líquido por un tamiz de diámetro inferior al del medios líquidos microorganismoAgentes Desinfectantes y esterilizantes para superficies.químicos Suelen oxidantes enérgicos o pH extremos: Sustancias Lejía, amoniaco... químicas Antisépticos para la piel. inorgánicas Yodo, Mercurocromo, Alcohol, Agua oxigenada en bajas concentraciones Sustancias específicas para tipos concretos o grupos de Antibióticos microorganismos.
  • 14. Utilización de un asa de cultivo como método de transferencia aséptica
  • 15. 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
  • 16. Métodos de identificación Estudios de microscopía • Diferencian por la morfología • Se utilizan tinciones (Gram) Métodos bioquímicos • Según la utilización de diferentes sustratos Técnicas de biología molecular • Cada vez más usadas • Tecnicas de hibridación con sondas marcadas
  • 17. Clasificación de los microorganismosBacterias Protozoos Algas Hongos (levaduras)
  • 18. BacteriasCaracterísticas:• 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
  • 19. eucariotas Dominio Eukarya DominioDominio ArcheaBacteria procariotas PROGENOTE (Antepasado universal)
  • 20. Eubacterias • Grupo amplio, con varias ramas evolutivas. • Gran capacidad adaptativa. Bacterias purpureas y verdes • Son la mayor parte de las bacterias conocidas Cianobacterias Proclórofitas Bacterias nitrificantes Bacterias fijadoras de nitrógeno EspiroquetasBacterias del ácido láctico Micoplasmas
  • 21. Arqueobacterias Halofílicas Termofílicas Metanógenas• Mayoría de anaerobias• Membranas sin ac. grasos• Pared sin peptidoglucanos
  • 22. Morfología bacteriana • Organización procariota • UnicelularesCARACTERÍSTICAS • Ausencia de membrana nuclear GENERALES • Ausencia de orgánulos membranosos • ADN circular y no unido a histonas • Ribosomas 70 S • Capsula • Pared bacteriana • Membrana plasmática ESTRUCTURAS PRESENTES • Citoplasma o Ribosomas EN LAS BACTERIAS o Inclusiones o Vesículas • Material genética • Pili y fimbrias • Flagelos
  • 23. 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 glucídicos que no llegan a formar una estructura definida.
  • 24. Propiedades de la Cápsulao Mejora en las propiedades de difusión de nutrientes hacia la célula.o Protección contra la desecación.o Protección contra la predación por parte de protozoos.o Protección contra agentes antibacterianos:o 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.o Como receptores para ciertos bacteriófagos.
  • 25. Pared celular Bacteria Gram • Cubierta rígida que rodea el protoplasma positiva. • Poseen todas las bacterias excepto: • Micoplasmas1-membrana citoplasmática, • Thermoplasma2-pared celular, • Espesor entre 50 a 100 Å3-espacio periplásmico. • 20% del peso seco de la bacteria • Sirve como criterio de clasificación según su respuesta a la tinción de Gram (Gram + Bacteria Gram /Gram -) negativa • Funciones: • Protección ante cambios de presión osmótica4-membrana citoplasmática,5-pared celular, • Regulación del paso de iones6-membrana externa, • Mantenimiento de la forma celular7-espacio periplásmico. • Resistencia a antibióticos
  • 26. Bacterias gram positivas Gram + Gram -
  • 27. Bacterias gram positivasÁcido lipoteicoico Ácido teicoico Pared formada por una capa gruesa de mureína (peptidoglucano) formado por NAG y NAM enlazados por enlaces O-glucosídicos. Peptidoglucano Las moléculas de NAM se enlazan con proteínas, polisacáridos y ácidos teicoicos Membrana plasmática
  • 28. Bacteria Gram-positiva. 1-membrana citoplasmática 2-peptidoglicano 3-fosfolípidos 4-proteínas 5-ácido lipoteicoico.
  • 29. Bacterias gram negativas• Membrana citoplasmática (membrana LPS interna) Porina• Pared celular delgada de peptidoglucano• Membrana externaEntre la membrana citoplasmática interna y Lípido Ala membrana externa se localiza el espacioperiplásmico, que contiene enzimasimportantes para la nutrición en estas Peptidoglucanobacterias. Membrana plasmáticaLa membrana externa contieneproteínas como las porinas (canalesproteícos que permiten el paso deciertas sustancias) o diversos enzimas. También presenta lipopolisacáridos.
  • 30. 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.
  • 31. Membrana plasmática de las bacterias Constituye una fina capa de unos 8 nm de espesor: mantiene la integridad celular y es altamente selectiva. ESTRUCTURA Diferencias con la de eucariotas BICAPA LIPÍDICA Proteína Fosfolípidos• No tiene esteroles como el colesterol.• El porcentaje de los distintos tipos de fosfolípidos es diferente. Fosfolípidos• 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.
  • 32. Mesosomas 1. Invaginaciones de la membrana plasmática. 2. Incrementan la superficie de la membrana. 3. Contienen enzimas realcionados con la respiración o fotosíntesis (semejantes a crestas mitocondriales o tilacoides) 4. Enzimas de fijación de nitrógeno y asimilación de nitritos y nitratos 5. Sujeta el cromosoma bacteriano 6. Enzima ADN polimerasa
  • 33. CitoplasmaAguaProteínasMaterial genético: ADN circular, bicatenario, plásmidosRibosomas: 70s, aparecen libresInclusiones. Pueden ser residuos metabólicos (no en todas las bacterias)Vesículas: Para la flotación de bacterias fotosintéticas
  • 34. Material genético • Circular ADN • Bicatenario bacteriano • Plegado • Asociado a proteínas no histónicas • Material extra cromosómico • Puede haber varias copiasPlásmidos • ADN bicatenario • Pueden intercambiarse • Se replican de forma independiente
  • 35. 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.
  • 36. Flagelo bacteriano Número y posición variable: Monótricas Partes del flagelo Lofótricas • Cuerpo basal • FilamentoAnfítrico Perítricas
  • 37. Nutrición bacteriana Fuente de carbono Fuente de carbono Fuente de carbono inorgánica orgánicaFuente de Luz Fotoautótrofos Fotoorganótrofosenergía Energía Quimioautótrofos Quimioorganótrofos química
  • 38. Reproducción bacteriana Asexual BiparticiónReproducción Conjugación Parasexual Transformación Transducción
  • 39. 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.
  • 40. 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.
  • 41. Transformación Las bacterias son capaces de captar del medio trozos de ADN procedentes de otras bacterias o de otros organismos e integrarlos en su cromosoma
  • 42. Transducción• 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.
  • 43. 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.
  • 44. 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)
  • 45. Protoctistas: Protozoos Sarcodinos • Tienen pseudópodos. Se alimentan por fagocitosis. Son de vida libre y forman parte del plancton. • Ejemplos: Foraminiferos, radiolarios, amebas Flagelados • Tienen flagelos. Pueden ser parásitos o formas libres. • Ejemplos: Leishmania, Tripanosoma Ciliados • Cuerpo cubierto de cilios. Muchos disponen de dos núcleos. Realizan procesos de conjugación • Ejemplos: Paramecium, Vorticellas Esporozoos • Inmóviles, parásitos y se reproducen por esporulación • Ejemplos: Plasmodium (malaria)
  • 46. Protoctistas: Hongos•Son Eukarya heterótrofos, 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).
  • 47. Grupos de hongos HONGOS FILAMENTOSOS LEVADURAS Hifas aéreas Conidios • Son hongos filamentosos (esporas) unicelulares de forma ovoide. • Se reproducen asexualmente por gemación. Candida albicans es una Hifas sustrato levadura capaz de formar • Son importantes en procesos industriales de micelio. • Son los típicos mohos de la fruta, el pan o el queso. fermentación. • Forman filamento o hifas que se agrupan para formar el micelio. SETAS HONGOS MUCOSOS• Hongos filamentosos del grupo Basidiomycetes. • Filogenéticamente son muy distantes de los hongos (tienen características entre hongos y protozoos)• Sus cuerpos fructíferos se denominan setas. • Se alimentan de microorganismos sobre materia vegetal en• La fusión de micelios haploides origina hifas dicarióticas descomposición. que formarán las setas. • Se dividen en hongos mucosos celulares y acelulares.
  • 48. 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)
  • 49. Virus Otros microorganismos Tamaño Generalmente < 200 nm Generalmente > 200 nm Ácido nucleico ADN ó ARN ADN y ARN Pared y membrana celularCubierta externa Simple y proteica complejas Reproducción Requiere huésped Generalmente independiente Utiliza maquinaría metabólica Posee su propia maquinaría Metabolismo del huésped metabólica No puede ser cultivado en Usualmente pueden ser Cultivo medios libres de células cultivados en medio sin células
  • 50. Los virus: Clasificación Según el organismo Según el material Por su morfología infectado genético ADN doble Bacteriofagos Helicoidales cadena Virus ADN cadena Icosaédricos animales simple Virus ARN doble Complejos vegetales cadena ARN cadena Con envoltura simple
  • 51. Los virus: Clasificación
  • 52. Los virus: Morfología • Cápsida proteica Nucleocápsida • Ácido nucleico Virión • Envoltura (no siempre) Las proteínas de la cápsida se llaman capsómeros y según se ordenen sirven como sistema de clasificación de los virus El ácido nucleico forma una espiral. Los Cabeza icosaédrica y cuelloHelicoidales Complejos capsómeros tienen helicoidal simetría helicoidal Capsómeros de dos tipos Envoltura membranosaIcosaédricos Con envoltura hexones y pentones con glucoproteínas víricas
  • 53. Los virus: Multiplicación El ciclo replicativo de los bacteriófagos pueden seguir dos caminos: Lisis CICLO LÍTICO Síntesis de proteínas y Replicación del ensamblaje de ADN vírico partículas víricasInyección del ADN vírico CICLO ADN Cromosoma Integración del ADN LISOGÉNICO vírico bacteriano vírico en el cromosoma División celular bacteriano
  • 54. Ciclo lisogénico
  • 55. Fases de la multiplicación vírica1. ADSORPCIÓN La 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 desnudos Pueden 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
  • 56. Virus envueltos Virus desnudos
  • 57. Ciclo de un retrovirus: VIH1. Penetración en la célula y perdida de envoltura2. Paso de ARN a ADN gracias a la transcriptasa inversa3. Formación de ADN de doble cadena4. Integración en el cromosoma celular5. Transcripción6. Traducción de proteínas víricas a. Envuelta b. Capsulas c. Transcriptasa inversa7. Ensamblaje8. Salida de la célula
  • 58. 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.
  • 59. Plantas afectadas por viroides
  • 60. Priones• Son proteínas alteradas que actúan provocando un cambio PrP 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. PrPsc
  • 61. 1. La PrPsc, la forma molecular resistente a proteasa, actúa como ‘plantilla’.2. 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).3. Ahora hay dos moléculas de la forma resistente que pueden actuar como plantilla y así el proceso se acelera.
  • 62. Enfermedades causadas por prionesEn el ser humano• Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob• Insomnio familiar fatal.• Nueva variante de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob.• Enfermedad de Gerstmann-Straüssler-Scheinker..• KuruEn especies animales• "Tembladera" o Scrapie (prurito lumbar) en ovejas.• Encefalopatía espongiforme bovina (llamada enfermedad de las vacas locas).