Microbiología

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Microbiología

  1. 1. TEMA 13. Microbiología y BiotecnologíaBonifacio San MillánIES Muriedas 2º Bachillerato - Biología
  2. 2. MICROBIOLOGÍA Concepto de microorganismo:  Clásico: Microscopio (no solo unicelulares)  Actual: Autónomos para funciones vitales Clasificación: (Whittaker 1969):  Reinos:  Monera, Protoctista, Fungi, (microorganismos)  Metafitas y Metazoos ( no microorganismos)
  3. 3. REINOS
  4. 4. MICROBIOLOGÍAAcelulares Virus Heterótrofos respiradores Archaea (Arqueobacterias) Reino Monera aerobios o Procariotas anaerobios Bacterias (Eubacterias) Reino Monera Todo tipo Algas Reino Fotoautótrofos unicelulares Protoctista Protistas Protozoos Reino HeterótrofosCélulares Protoctista aerobios Heterótrofos Levaduras Reino Fungi Eucariotas fermentadores Hongos Mohos Heterótrofos Reino Fungi (pluricelulares) aerobios ¿Hongos Reino Fungi o Heterótrofos mucosos? Protozoos aerobios
  5. 5. MICROBIOLOGÍA
  6. 6. LOS VIRUS CONCEPTO: organismos acelulares ⇒ No nutrición, no relación, si “reproducción” Carácterísticas:  Parásitos obligados  Pequeño tamaño  Simplicidad estructural Clasificación :  Según la célula hospedadora  Según su estructura  Según el material genético  Virus desnudos y con envoltura
  7. 7. Los Virus:Recuerda la definición de ser vivo y decide si son o no seres vivos:- Ser natural : SI ( ya que no son artificiales)- Presenta una composición similar: Si (proteínas y ADN o ARN)hechos del mismo tipo de sustancias-Se organizan en unidades elementales No (ya que no son células)- Cumple las funciones vitales de: No ( no necesitan energía, ni crecen) - Nutrición - Relación No (no responden a estímulos) - Reproducción Si (ya que sus victimas fabrican nuevos virus) ADN o ARN (genes) Caja hecha de proteínas
  8. 8. LOS VIRUS Clasificación :  Según la célula hospedadora:  Virus bacterianos (bacteriofagos)  Virus vegetales  Virus animales  Según el material genético:  ADN (mono o bicatenario; lineal o circular)  ARN (mono o bicatenario ,lineal o circular)  Virusdesnudos y con envoltura (procede del hospedador env. Membranosa)
  9. 9. LOS VIRUS Según su estructura: Capsida (“n” capsómeros proteicos) + ácido nucleico  Helicoidales: capsómeros iguales ej. VMT  Icosaédricos: capsómeros distintos ( → poliedro, 20 caras ej. v. de la hepatítis A)  Virus complejos: cabeza icosaedrica + cola helicoidal (bacteriofagos) ej. T4
  10. 10. LOS VIRUS HELICOIDALES
  11. 11. LOS VIRUS ICOSAEDRICO
  12. 12. LOS VIRUSCOMPLEJOS(bacteriofagos)
  13. 13. LOS VIRUS MÉTODOS DE ESTUDIO  Cultivos celulares apropiados (según el hospedador) → placas petri Tipos (ejemplos)
  14. 14. LOS VIRUS (bacteriofagos) C. LíTICO: (bacteriofagos ej. fago T4)  1º Adsorción: fijación específica (fibras caudales)  2º Penetreación (lisozima y ATP) ⇒ inyección del ADN  3º Eclipse: Expresión de ARNm vírico:  a) endonucleasas víricas ⇒ digestión de ADN bacteriano  b) replicación (con aparato enzimático bacteriano) ⇒ ↑ ADN vírico  c) transcripción y traduccíón de prot. víricas (capsómeros , lisozima y endolisina)  4º Acoplamiento o maduración (autoemsamblaje) ⇒ Nuevos fagos  5º Liberación y Lisis bacteriana (endolisina) ⇒ Liberación de nuevos fagos
  15. 15. LOS VIRUS (bacteriofagos) C. LISOGÉNICO: (“fagos atenuados” ej. fago λ)  1º y 2º Adsorción y Penetración similar a c. lítico  3º Inserción del ADN vírico en genoma bacteriano ⇒ profago (latente, no expresable y heredable)  4º Inducción (agentes físicos o químicos) ⇒ respuesta lítica  Respuesta lítica:  3ºEclipse: Expresión de ARNm vírico:  4º Acoplamiento o maduración (autoemsamblaje) ⇒ Nuevos fagos  5º Liberación y Lisis bacteriana (endolisina) ⇒ Liberación de nuevos fagos
  16. 16. LOS VIRUS (bacteriofagos)5º Liberacióny Lisis bacteriana 1º Adsorción 2º Penetración 3º Inserción del 3º Eclipse ADN vírico ⇒ profago4º Acoplamiento 4º Inducción :(autoemsamblaje) Respuesta lítica
  17. 17. LOS VIRUS (bacteriofagos)
  18. 18. LOS VIRUS VIRUS DEL SIDA de RETROVIRUS ⇒ VIRUS CON ARN Y  Familia TRANSCRIPTASA INVERSA ESTRUCTURA
  19. 19.  ESTRUCTURA:  Envoltura  Espículas víricas: gp120, 41  Matriz: p 17,18  Bicapa: hospedador  Capside ext.:  P 24, 25  Nucleocapside:  ARN +p 6, 7  Enzimas víricas:  Integrasa  Retrotranscriptasa  Proteasa
  20. 20. Ciclo vital del VIH
  21. 21. Ciclo vital del V.I.H. 1º Adsorción:  Interacción especifica gp 120 y gp 41 (receptores de endocitosis) de membrana de Linfocitos T4 2º Penetración: endocitosis  (fusión de membranas) 3º Liberación de ARN vírico y retrotranscriptasa  ⇒ síntesis de hebra hibrida ARN-ADN (retrotranscripción)  replicación de la hebra de ADN ⇒ ADN2c Vírico  ⇒ inserción en ADN celular (integrasa) ⇒ lisogénica (provirus → fase de latencia, individuos portadores, seropositivos) 4º transcripción y traducción  ⇒ copias de ARN y proteínas víricas (cápside, envoltura y enzimas) 5º Autoensamblaje y emigración de gp de membrana en región exocítica 6º Liberación y maduración:  Exocitosis ⇒ envoltura vírica (proteasa, fragmenta cadenas polipeptídicas ⇒ autoensamblaje definitivo)
  22. 22. LOS VIRUS ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LOS VIRUS  Postcelulas:  Adaptación al parasitismo, tb plásmidos y viroides  Precélulas:  Plásmidos, viroides y transposones intercelulares ASPECTOS PERJUDICIALES  Patogeneidad ⇒ enfermedades  Virus oncogénicos ⇒ cáncer (lisogenia) ASPECTOS BENEFICIOSOS  Procariotas: Fuente de variabilidad en Bacterias (transducción en c. Lisogénico)  Eucariotas: Fuente de variabilidad, Biotecnología y Terapia genética: vectores genético
  23. 23. R. MONERA Clasificación  Según nutrición  Según fuente de “C”  Autótrofas  Heterótrofas  Fotoautótrofos facultativos  Según fuente de energía :  Fototrofos  Quimiotrofos  Quimiolitotrofos  Quimiorganotrofos fermentadores  Quimiorganotrofos respiradores: • aerobios • anaeróbios
  24. 24. R. MONERA  Clasificación (algunos ejemplos)Heterótrofos: •Aerobios estrictos: Mycobacterium tuberculosis•Anaerobios estrictos: Clostridium tetani•Anaerobios aereotolerantes: Bacterias lácticas (Lactobacillus bulgáricus)•Anaerobios facultativos: Escherichia coli•Fotoheterótrofos: Bacterias purpureas no sulfúreasAutótrofos: •Fotoautótrofos oxigénicos: cianofíceas (Nostoc)•Fotoautótrofos anooxigénicos: bacterias sulfúreas verdes y purpuras•Quimiolitotróficos: Bacterias nitrificantes (Nitosomonas)
  25. 25. R. MONERA Clasificación (cont.)  Según modo de vida  No dependiente de hospedador:  Autótrofas : Quimio y fotoautótrofas  Heterótrofas: Saprófitas (descomponedoras)  Foto o quimioheterótrofas  Dependiente de hospedador: Heterótrofas :  Simbióticas (Biota normal)  Parásitas (patógenos)
  26. 26. R. MONERA Sistemática  Eubacterias: bacterias verdaderas  Con Pared:  Gram + : quimioorganotróficas Ej. Streptomyces  Gram -: De todo, ej. Escherichia coli y Cianobacterias  Micoplasmas: No pared celular, parásitos obligados.  ej. Micoplasma pneumoniae.  Arqueobacterias (Tronco evolutivo diferente. Condiciones extremas)  Halófitas: medios salinos.  Termoacidófilas: ↓pH, ↑Tª. Ej. Thermus aquaticus  Metanógenas
  27. 27. R. MONERA Sistemática  Eubacterias: bacterias verdaderas  Con Pared:  Gram + : quimioorganotróficas Ej. Streptomyces  Gram -: De todo, ej. Escherichia coli y Cianobacterias  Micoplasmas: No pared celular, parásitos obligados.  ej. Micoplasma pneumoniae.  Arqueobacterias (Tronco evolutivo diferente. Condiciones extremas)  Halófitas: medios salinos.  Termoacidófilas: ↓pH, ↑Tª. Ej. Thermus aquaticus  Metanógenas
  28. 28. R. MONERA Reproducción  Bipartición
  29. 29. R. MONERA Fuentes de variabilidad  Mutaciones  Fenómenos parasexuales
  30. 30. R. MONERA Recordatorio
  31. 31. R. PROTOCTISTA R. PROTOCTISTA (Uni y pluricelulares)  Concepto: Eucariotas. Sin tejidos  Clasificación:  Protistas (protoctistas unicelulares)  Algas unicelulares:  FOTOAUTÓTROFAS .  Lugares húmedos. Libres, coloniales o simbióticas Ej. Euglena, diatomeas, dinoflagelados  Protozoos: HETERÓTROFOS  Quimiorganoheterótrofos  Libres o parásitos. Ej. Paramecium sp, Entamoeba histyolítica, Tripanosoma gambiense, Plasmodium sp
  32. 32. R. PROTOCTISTA Algas unicelulares:  FOTOAUTÓTROFAS .  Lugares húmedos. Libres, coloniales o simbióticas Ej. Euglena, diatomeas, dinoflageladosEuglena Diatomeas Dinoflagelados
  33. 33. R. PROTOCTISTAProtozoos: HETERÓTROFOS(quimiorganoheterótrofos). Libres o parásitos. Ej. Paramecium sp, Entamoeba histyolítica, Tripanosoma gambiense, Plasmodium sp. Clasificación:  Ameboideos o Sarcodinos  Ciliados  Flagelados  Esporozoos
  34. 34. PROTOZOOS Ciliados FlageladosEsporozoos Sarcodinos
  35. 35. R. FUNGIConcepto:  Heterótrofos.  Con pared celular DE CELULOSA O QUITINA  Asimilación por absorción . Talo (los pluricelulares)Características  Descomponedores (saprofitos) ⇒ Reciclador Clasificación:  Mohos: Pluricelulares (hifas y cuerpos fructíferos → esporas) ⇒ ej. Penicillium notatum  Levaduras: Unicelulares → gemación ⇒ ej. Saccharomyces cerevisiae.
  36. 36. R. FUNGI Clasificación:  Mohos: Pluricelulares (hifas y cuerpos fructíferos → esporas) ⇒ ej. Penicillium notatum  Levaduras: Unicelulares → gemación ⇒ ej. Saccharomyces cerevisiae. Mohos Levaduras
  37. 37. Bacterias Algas Protozoos HongosEstructura Eubacterias: - C. Eucariota - C. Eucariota -C. Eucariota - C. Procariota - Pared de celulosa - Sin pared - Pared de quitina y/o celular - Pared de peptidoglicanos - Con cloroplastos - Sin cloroplastos celulosa (salvo micoplasmas, sin pared) - Uni y multicelulares - Unicelulares - Sin cloroplastos - Unicelulares - Uni y multicelulares: Arqueobacterias: o Uni: levaduras - C. Procariota o Mul: Mohos) - Pared sin peptidoglicanos - UnicelularesNutrición Todos los posibles: Fotoautótrofos (fotosíntesis Heterótrofos: Heterótrofos:(Metabolismo) Autótrofos: oxigénica) (Quimiorganotrofos) (Quimiorganotrofos) •Fotoautótrofos (fotosíntesis oxigénica y •Respiradores aerobios • Respiradores anoxigénica) aerobios (mohos) •Quimiolitotróficos • Fermentadores Heterótrofos: (levaduras) •Fotoheterótrofos •Quimiorganotroficos: oRespiradores aerobios •Respiradores anaerobios •FermentadoresModo de A) Independiente de un hospedador: A) Independiente de un A) Independiente de un • Vida libre •Autótrofos: hospedador: hospedador: (inmóviles):vida oFoto y quimiosintéticos Fotoautótrofas • Vida libre • Asimilación por •Heterótrofos: (los m.o. ,vida libre) B) Dependientes de un absorción •Fotoheterótrofos y saprofitos B) Dependiente de un hospedador: • Simbióticos: B) Dependientes de un hospedador: hospedador: • Parásitos • Hospedador: •Simbióticos e Simbióticas • Inquilinos (líquenes) •Parásitos (ej. líquenes) • Huésped: (Candida) • Parásitos: Trichophiton sp. (pie de atleta)Papel en la Ocupan Todos los niveles tróficos: Productores: Consumidores Descomponedores • Productores: Autótrofos (fitoplancton) saprófitos:Naturaleza • Consumidores: (recicladores) ej. Parásitos • Descomponedores (recicladores): o Saprófitos o Mineralizadores
  38. 38. 1. Reino 2. Reino 3. Reino MONERA:Las bacterias PROTOCTISTA HONGOS Recuerda Recuerda Pueden ser Pueden ser Recuerda Pueden ser • Son Eucariotas • Son procariotas • Son Eucariotas • No tienen tejidos • Son unicelulares • Son unicelulares Pluricelulares Unicelulares • Si tienen pared • Viven en cualquier ambiente Según Según o pluricelulares s celular • Son microorganismos: su su • No tienen tejidos • Necesitan humedad -Miden de 1 a 10 micras (µ) forma utilidad • mohos Levaduras • setas (X) útiles para fabricar son Las setas Heterótrofos Autótrofos: presentanCocos Pan, vino, fotosíntesis una parte cerveza, etc. HeterótrofosBacilos • Perjudiciales:Vibrios Patógenos (enfermedades)Espirilos • Beneficiosos: Protozoos Algas Micelio con Seta: aparato antibióticos, alimentos (yogur) hifas reproductor Que se agrupan Recuerda para dar Recuerda útiles Tipos Subterráneo Aéreo colonias como como • Son unicelulares Según su • Tienen pared celular • Son microorganismos Fertilizantes movimiento • Son acuáticos: • No tienen pared celular Medicamentos pueden ser Bentónicas (en el fondo) • Pueden ser parásitos P Alimento, etc. (patógenos) o de vida libre L Planctónicas (flotan) Ej. OCLE Ciliados:LP Flagelados: P Esporozoos P Rizopodos:LP Verdes Pardas Rojas Con cilios Con flagelos Inmóviles psedópodos Pueden ser son Pueden ser (X) NO SON MICROORGANISMOS Los microorganismos eucariotas Unicelulares Unicelulares Paramecio L Tripanosoma P Plasmodium P Ameba L Pluricelulares (X) miden de 10 a 100 µ Pluricelulares (X) Pluricelulares (X)
  39. 39. PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS EN LA BIOSFERA   LOS MICROORGANISMOS Y LOS CICLOS DE LA MATERIA
  40. 40. RELACIÓN DE LOS ORGANISMOS CON LOS SERES SUPERIORES Simbióticos, mutualistas o comensales:  Biotanormal (normalmente simbiótica), “Flora microbiana”  Localización:  Piel (Propionibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis )  Boca (Streptococcus nutans)  Vías respiratorias (Streptococcus pneumoniae)  Vías intestinales ( Escherichia coli)  Genitourinarias (Candida albicans).
  41. 41. RELACIÓN DE LOS ORGANISMOS CON LOS SERES SUPERIORES Parásitos y parásitos oportunistas: Patógenos  Fases de la infección  Entrada: piel, mucosas, heridas o vectores (insectos, etc)  Adhesión: (cápsula y fimbrias)  Invasión: (receptores y endocitosis o fusión de membranas)  Desarrollo de la infección: localizada o generalizada (septicémia)  Causas de las lesiones:  Directa de las células ⇒ lisis  Factores de virulencia ⇒ alta proliferación microbiana  Toxinas ( Endo y exotoxinas): ej botulismo
  42. 42. Tipos de agentes infecciosos microbianos, enfermedades y medios de transmisión PicadurasTipo de agente Aire Piel y Heridas Fluidos Agua y alimentos Mordeduras Encefalopatía Priones espongiforme en mamíferos Gripe Resfriado Sida. Polio. Rabia. Virus Paperas. Hepatitis B Viruela Fiebre amarilla Sarampión Herpes genital Hepatitis A Varicela Neumonía Tuberculosis Cólera (Mycobacterium Gangrena (Vibrio colera) tuberculosis) Tétanos Sífilis Salmonelosis Peste Bacterias Meningitis (Clostridium Tosferina Gonorrea Toxiinfección (Yersinia pestis) tetani) Faringitis Catarros clostridium Lepra Difteria Diarreas Brucelosis Malaria (Plasmodium Toxoplasmosi Disentería malariae) Protozoos s amebiana Enfermedad del sueño (Tripanosoma sp) Tiña Candidiasis Aspergilosis Pie de atleta (la levadura Histoplasmosis Hongos (diferentes Candida Coccidiomicosis mohos) albicans)
  43. 43. BIOTECNOLOGÍA Concepto MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL  Concepto:Explotación humana del metabolismo microbiano  Métodos:  Optimización del microorganismo: mutación y selección ⇒ cepas muy productoras  Optimización de las condiciones F-Q ⇒ alto rendimiento  Tipos  Industria alimentaria  Industria farmacéutica
  44. 44. BIOTECNOLOGÍA INDUSTRIAS ALIMENTARIAS  Ferment. alcoholica (S. Cerevisae)  ⇒ C6H12O6 → 2 CH3-CH2OH + 2CO2 + 2ATP  1.- Pan :  C H O (Hidrólisis de almidón) → 2 CH -CH OH 6 12 6 3 2 ( evaporación ) + 2CO2 (esponjosidad) + 2ATP  2.- Vino:  C H O ( glucosa de uva) → 2 CH -CH OH (grado) + 2CO 6 12 6 3 2 2 (evaporación) + 2ATP  3.- Cerveza:  C H O ( cebada germinada ) + lúpulo (amargor) → n 2n n
  45. 45. BIOTECNOLOGÍA INDUSTRIAS ALIMENTARIAS  Ferment.láctica (Lactobacillus bulgaricusi, Streptococus thermophilus, etc)  ⇒ C6H12O6 → 2 CH3 - CHOH-COOH + 2ATP  1.- Queso:  Renina + ac. Láctico (bacterias lácticas) ⇒ coagulación y precipitación proteica (cuajo)  Filtración ⇒ suero + cuajada  Maduración : Otros microorganismos (ej. Penicillium )⇒ Variedades También Fermentación heteroláctica: lactosa → 2 Etanol + 2 Lactato + 2CO2 (quesos con agujeros)  2.- Productos lácticos : Bacterias lácticas + aditivos
  46. 46. BIOTECNOLOGÍA INDUSTRIAS ALIMENTARIAS  INDUSTRIA FARMACÉUTICA:  Vacunas:  Atenuación:  Formaldehído  Cultivos límite : Sucesivos pases  Antibióticos  Fermentadores (quimiostato)  Extracción  Directa (insolubles)  Precipitación (solubles)  Purificación
  47. 47. BIOTECNOLOGÍA Antibióticos  Fermentadores (quimiostato) Permite mantener el crecimiento microbiano, permanentemente en fase exponencial.
  48. 48. INGENIERÍA GENÉTICA y BIOTECNOLOGÍA MODERNA Concepto: Técnica de manipulación de un genoma Técnicas fundamentales  Tecnología del ADN recombinante:  Endonucleasas (enz. de restricción) y DNA-ligasas  Concepto de microorganismo transgénico  Ejemplo de Producción de insulina por microorganismos transgénicos  Saccharomyces cerevisiae modificado  PCR (Reacción en cadena de la polimerasa):  Amplificación del ADN
  49. 49. INGENIERÍA GENÉTICA y BIOTECNOLOGÍA MODERNA Tecnología del ADN recombinante  “Herramientas básicas”:  Endonucleasas (enz. de restricción)  DNA-ligasas  Concepto de microorganismo transgénico  Ejemplo de Producción de insulina por microorganismos transgénicos  Saccharomyces cerevisiae modificado
  50. 50. Tecnología del ADN recombinante• Obtención del fragmento de ADN que contiene el gen que se desea clonar. (enzimas de restricción)• Inserción de dicho gen en una molécula de ADN apropiada, que sirve como vector de clonación: (plásmidos, bacteriofagos), etc. Se utilizan enzimas de restricción y DNA-ligasas• Introducción del vector de clonación con el gen de interés en una célula de otro organismo diferente, a la que se denomina célula hospedadora.• Detección del gen clonado para comprobar que se encuentra y se expresa en la célula hospedadora. (inserción de genes acompañantes y detectables: autorradiografía, resistencia a antibióticos)• Multiplicación de la célula hospedadora para obtener un número elevado de copias del gen.
  51. 51. APLICACIONES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA Microorganismos transgénicos y su uso industrial  Fermentaciones microbianas con organismos modificados (antibióticos)  Obtención de proteínas de mamíferos:  EJ. INSULINA (Saccharomyces cerevisiae )  Vacunas:  Obtención de vacunas  Antígenos aislados (ej. Hepatitis B)  Obtención de animales y vegetales transgénicos  Producción microbiana de Enzimas:  Proteasas, renina, amilasas, etc.  Biotecnología ambiental: Diagnóstico y terapia genética
  52. 52. ¿CÓMO PODEMOS OBSERVAR LOS MICROORGANISMOS? 1º Esterilización y técnicas asépticas (materiales) 2º Medio de cultivo (genérico o específico): líquido o sólido (agar) 3º Esterilización y conservación del medio: autoclave y nevera 4ºC (sin luz) 4º Toma de muestras (ej. bastoncillo) y siembra (asa de siembra) 5º Incubación (estufa), durante periodos de tiempo determinados 6º Aislamiento (toma de muestra monoclonal, de una colonia únicamente) 7º Resiembra en medio genérico o selectivo (ej. Lactosa, 45 ºC para E. coli) 8º Pruebas bioquímicas diferenciales (ej. catalasa, Indol, …) 9º Tinción (ej. tinción de Gram) 10º. Observación con microscopio (mínimo 1000x)
  53. 53. ¿CÓMO PODEMOS OBSERVAR LOS MICROORGANISMOS? 1º Esterilización y técnicas asépticas  Procesos físicos  Calor  Calor húmedo: Autoclave: Por vapor  Condiciones: 121ºC durante 15-20 min, 2 atm.  Calor seco: Estufa  Condiciones: Entre160 y 180ºC, de1.5 y 3hs  Radiaciones  Ionizantes: rayos X y Gamma  No ionizantes: U.V.  Procesos químicos (oxidantes)  oxido de etileno (C2H4O)  aldehídos (formaldehído)  agua oxigenada
  54. 54. ¿CÓMO PODEMOS OBSERVAR LOS MICROORGANISMOS? 2º Medio de cultivo (genérico o específico): líquido o sólido (agar)  Esterilización y conservación del medio: autoclave y nevera 4ºC (sin luz) Medio líquido Medio sólido
  55. 55. ¿CÓMO PODEMOS OBSERVAR LOS MICROORGANISMOS? 4º Toma de muestras (ej. bastoncillo) y siembra (asa de siembra)
  56. 56. ¿CÓMO PODEMOS OBSERVAR LOS MICROORGANISMOS? 5º Incubación (estufa), durante periodos de tiempo determinados
  57. 57. ¿CÓMO PODEMOS OBSERVAR LOS MICROORGANISMOS? 6º Aislamiento (toma de muestra monoclonal, de una colonia únicamente) 7º Resiembra en medio genérico o selectivo (ej. Lactosa, 45 ºC para E. coli) Clon
  58. 58. ¿CÓMO PODEMOS OBSERVAR LOS MICROORGANISMOS? 8º Pruebas bioquímicas diferenciales: Gram + (ej. catalasa, Indol, …) Ej. Lactobacillus  Ej. E. coli (Indol +)  Enterobacter (Indol -)  Ej. Staphilococcus (catalasa +)  Ej. Streptococcus (catalasa -) Gram – 9º Tinción Ej. E. coli  (ej. tinción de Gram)
  59. 59. ¿CÓMO PODEMOS OBSERVAR LOS MICROORGANISMOS? 10º. Observación con microscopio (mínimo 1000x)
  60. 60. TEMA 13TEST DE REPASO
  61. 61. ¿Qué tienen en común un hongo, una bacteria y un protozoo para que los tresse estudien bajo el epígrafe de microorganismos?. A nivel nutricional ¿quédiferencias o similitudes presentan entre sí?. Cita un ejemplo de parasitismo yotro de simbiosis que conozcas en la naturaleza y en la que intervenganrespectivamente, cada uno de los tres tipos de organismos citados.• “Vida” (funciones vitales) a partir de estructura unicelular o agrupación multicelular simple.b)• Hongo: heterótrofo fermentador (anaerobio: levaduras) o heterótrofo aerobio (mohos)• Protozoo: heterótrofo aerobios (respiradores)• Bacterias: Todos los metabolismos posibles (autótrofos, heterótrofos)c)Parasitismo:• Hongo :Candida albicans ⇒ candidiasis• Protozoo: Plasmodium falciparum ⇒ Malaria• Bacteria: Treponema palidum ⇒ SífilisSimbiosis:• Hongo: líquenes, Cándida.• Protozoo: alga intracelular, flagelados + termitas,+ espiroquetas, etc.• Bactéria: E. coli+ humano, Rhizobium + leguminosa, etc.
  62. 62. Teniendo en cuenta los diferentes tipos de bacterias, según su tipo de nutrición yestilo de vida, indicar de donde obtienen en cada caso los siguientes elementos:N,C,P. Razona la respuesta.Según tipos de nutrición: Fuente de materia Autótrofas : N: sales (nitratos) o aire, P: sales (fosfatos) C: CO2) ⇒ moléculas inorgánicas Heterótrofas :N: Proteínas, AC. Nucleícos. P: Fosfolípidos, etc. C: Glúcidos,…) ⇒ moléculas orgánicas incluso fotoautótrofos facultativos de manera que pueden recurrir a metabolismos quimioheterótrofos en ausencia de luz y CO2.Según la fuente de energía: Fototrofos (luz) o quimiotrofos (quimiolitotrofos, quimiorganotrofos respiradores (aerobiocos o anaeróbicos), fermentadores)Formas de vida: La respuesta es larga y debe incluir bacterias de vida libre (foto y quimioautotrofas, saprófitas) parásitas y simbióticas
  63. 63. Cita un ejemplo de mutualismo en el que intervenga, en cada caso, unmicroorganismo y: a) una planta verde, b) un vertebrado. Indicando en amboscasos qué aporta cada organismo participante en la simbiosis, y quebeneficio obtiene cada uno en el proceso.a) Rhizobium sp (fijación de N2 del aire) + leguminosas ( humedad,protección, alimento, en raíces)b) Arqueobacterias metanógenas (digieren celulosa) + rumiantes(alimento), E. coli (vitamina K, digestión y competencia con patógenos +humano (alimento y medio)Indica las principales similitudes y diferencias entre hongos y bacteriashaciendo referencia a su estructura celular, estilo de vida, tipo de nutrición ypapel en la naturaleza.Hongos: Eucariotas, uni o pluricelulares, pared celular (quitina ocelulosa), Por absorción, heterótrofos aeróbios o fermentadores,saprófitos (descomponedores) ⇒ MO → MI (recicladotes)Bacterias: Procariotas, unicelulares, pared celular (mureína), todos losmetabolismos posibles, variedad de modos de vida: parasitos,simbiontes, saprófitos (descomponedores)
  64. 64. Define el concepto de virus. ¿Se pueden considerar seres vivos? En lanaturaleza ¿tienen algún aspecto beneficioso para los seres vivos? Razona larespuesta.Organismos situados entre lo vivo y lo inerte constituidos pormoléculas de ácido nucleico (ADN o ARN) en el interior de una cápsidede naturaleza proteica. No ya que no llegan al nivel celular y no cumplenlas funciones vitales de relación y nutrición, se reproducen utilizando elaparato enzimático de la célula a la que invaden por lo que sonparásitos obligados. Realmente es la célula huésped quien fabricanuevos virus. En la naturaleza actúan como “transposones”intercelulares permitiendo el intercambio de genes de manera quesuponen una importante fuente de variabilidad genética, esto esespecialmente importante en el caso de los bacteriófagos en losprocesos parasexuales de transducción. Por tanto favorecen losprocesos evolutivos tanto en procariotas como en eucariotas. Desde elpunto de vista sanitario la transducción puede generar resistencia aantibióticos en bacterias.
  65. 65. Dibuja la estructura de un fago T4, indicando las partes más importantes y lanaturaleza molecular de cada una de ellas. Describe además, mediante undibujo, su ciclo biológico. Dibuja también el ciclo lisogénico de un fagoatenuado.
  66. 66. Dibuja la estructura de un fago T4, indicando las partes más importantes y la naturaleza molecular de cada una de ellas. Describe además, mediante un dibujo, su ciclo biológico. Dibuja también el ciclo lisogénico de un fago atenuado.5º Liberacióny Lisis bacteriana 1º Adsorción 2º Penetración 3º Inserción del 3º Eclipse ADN vírico ⇒ profago4º Acoplamiento 4º Inducción :(autoemsamblaje) Respuesta lítica
  67. 67. Dibuja la estructura del virus del SIDA señalando las partes más importantesdel mismo, indicando en cada caso qué tipo de biomoléculas (proteínas,lípidos, glicoproteínas, etc) componen cada una de ellas. Envoltura  Espículas víricas: gp120, 41  Matriz: p 17,18  Bicapa: hospedador (prot + lípidos) de membrana Capside ext.:  P 24, 25 Nucleocapside:  ARN + p 6, 7 Enzimas víricas (proteicas):  Integrasa  Retrotranscriptasa  Proteasa
  68. 68. Explica brevemente (no más de 10 líneas) la relación existente entremicroorganismos, ingeniería genética , transgénico y biotecnología.Algunas hormonas ( insulina, hormona del crecimiento),somatrotropina (hormona del crecimiento) y proteínas de la sangre(eritropoyetina, factores de coagulación, interferón o anticuerpos)tienen un interés médico y comercial extraordinario. La obtención deestas proteínas antes de la era biotecnológica se realizaba mediante suextracción directa a partir de tejidos o fluidos corporales. Labiotecnología actual, gracias a la ingeniería genética basada en latecnología del ADN recombinante, se clonan e insertan los genes deciertas proteínas humanas en microorganismos adecuados para sufabricación comercial. Un ejemplo típico es la producción de insulinahumana a partir E. coli y mejor aún a partir de la levaduraSaccharomyces cerevisiae, en la cual se clona el gen de la insulinahumana convirtiéndola en un ejemplo de microorganismo transgénico.
  69. 69. Describe un método de esterilización químico y otro físico, indicando encada caso qué es lo que provoca la muerte del microorganismo.Físico: calor, utilizando el autoclave (calor húmedo: 121ºC, 15-20´, 2atm ) que se asemeja a una olla a presión o calor seco con estufas(±170ºC, durante ± 2h.) , radiaciones o Químicos: óxido de etileno(C2H4O), agua oxigenada, ozono etc. sustancias letales para losmicroorganismos, por el hecho de ser potentes oxidantes.La bacteria Escherichia coli es un huésped en el intestino humano, por logeneral es fácilmente cultivable en el laboratorio, ya que sus necesidadesnutricionales no son excesivas. ¿Cómo cultivarías en el laboratorio estabacteria? ¿qué tipos de nutrientes básicos le suministrarías? Razona larespuesta.Técnicas asépticas + medio estéril ⇒ métodos de esterilización de recipientes einstrumentalLíquido: Agua + glucosa o lactosa. Y como mínimo nitrógeno, azufre, fósforo ysales inorgánicas, así como condiciones de Tª, presión de oxígeno y pHadecuados. Sólido: + agar-agar (solidificante) en Placa Petri. Para aislarla eidentificarla: medio con lactosa a 45ºC y pruebas bioquímicas específicas comola del Indol.Nota: La mayoría del resto de los coliformes (Enterobacter, Klebsiella,…) no sedesarrollan a estas Tª y sí lo hacen como mesofilos a 37º C y en caldo lactosadoal igual que E. coli.
  70. 70. ¿Cómo harías para demostrar experimentalmente la presencia demicroorganismos en el ambiente? Razona cada uno de los pasos aseguir. ¿Cómo sabrías –apoyándote en los resultados obtenidos en elensayo anterior- si se trata de bacterias, hongos o virus?1º Esterilización y técnicas asépticasa) Toma de muestras, cultivo esteril y genérico., observación de2º Medio de cultivo (genérico y microscópica (tinciones) y pruebasestructuras macro (colonias) o específico): líquido o sólido (agar)3º Esterilización y conservación del medio: autoclave y nevera 4ºC (sin luz)bioquímicas específicas (catalasa, etc.).4º Toma de muestras (ej. bastoncillo) y siembra (asa de siembra)Colonia monoclonalb) Diferentes cultivos selectivos (condiciones específicas):5º Incubación (estufa), durante periodos de tiempo determinados 6ºBacterias: medios genéricos. Para identificar bacterias específicas:Aislamiento (toma de selectivas + pruebas bioquímicas (catalasa,medios y condicionesmuestra monoclonal, de una colonia únicamente)7º Resiembra en medio genérico o selectivo (ej. Lactosa, 45 ºC para E. coli)indol, etc.)8º Pruebas bioquímicas para hongos: líquido o sólido (agar)Hongos: medios cultivo diferenciales (ej. catalasa,indol, …) +9º Tinción orgánicos de Gram)nutrientes (ej. tinción + vitaminas, oligoelementos, etc) + pH ácido +10º. Observación con microscopio ha de ser ligeramente ácido paraantibióticos antibacterianos. El pH (mínimo 1000x)facilitar el crecimiento de los hongos e inhibir al mismo tiempo eldesarrollo de otros microorganismos. Se añadirán antibióticosantibacterianos para inhibir el crecimiento de las bacteriassaprofitas que suelen contaminar las muestras. Los más usadosson el Cloranfenicol y la Gentamicina.Virus: Parásitos obligados, solo crecerán si el medio contienecultivos celulares. Si se observan calvas de crecimiento en losmismos, es indicativo de presencia de virus.

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