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Diversidad microbiana

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Diversidad microbiana

  1. 1. MICROBIOLOGIA CONCEPTO DEMICROORGANISMOS
  2. 2. 1.- INTRODUCCIONLos microorganismos o microbios son un variado grupo de seres vivosque tienen como característica común su reducida dimensión, siendovisibles solamente al microscopio. En los microorganismos estánrepresentados cinco grupos de seres vivos, virus, bacterias, protozoos,hongos y algas,Este pequeño tamaño proporciona a los microorganismos diversasventajas como:- Rápido intercambio de sustancias con el medio externo, dado que ladisminución del tamaño celular supone un aumento en la relaciónsuperficie volumen.
  3. 3. -Metabolismo muy rápido pues los compartimentos celulares están muy próximos a los metabolitos y nutrientes. Por ello pueden alterar rápidamente el medio en que viven, agotando los nutrientes e inundándolo de residuos. Las toxinas son productos metabólicos de algunos microorganismos que utilizan como arma de ataque-defensa ante los competidores.-Rápida multiplicación, basada en sueficaz metabolismo.Esto tiene aspectos positivos que utilizala microbiología industrial en lafabricación de antibióticos,fermentaciones etc, y aspectos negativos,especialmente su capacidad invasora,siendo muchos de ellos seres patógenos.
  4. 4. -Pueden adaptarse a todo tipo de condiciones ambientales, porextremas que sean, formando según L. Margulis, una capacontinua sobre la Tierra conocida como microcosmos. Por estacapacidad de adaptación y rápido metabolismo losmicroorganismos desempeñan papeles básicos de los ciclosbiogeoquímicos
  5. 5. 2.- MÉTODOS DE ESTUDIO DE LOS MICROORGANISMOSPara su estudio , se requiere de una población en crecimiento activo,lo que se llama cultivo, que necesita a su vez de un medio de cultivoque contenga los nutrientes precisos y mantenga una temperatura ypH óptimosEs necesario que el cultivo esté formado porindividuos genéticamente homogéneo( cultivo axénico, puro o clonal) por lo quees imprescindible someter a la muestra amétodos de aislamiento, a fin de separar unaespecie de otra
  6. 6. La identificación de los microorganismos pasa por la manipulación de los mismos en condiciones de asepsia y la esterilización de los materiales empleados para evitar la contaminación2.1 MEDIOS DE CULTIVOAtendiendo a diferentes criterios tenemosd) Según su composición - medios complejos: sin composición definida como el caldo de carne , de soja o de levadura - medio sintéticos: de composición concretaEn cualquier caso debe tener una fuente de carbono, nitrógeno y fósforo y oligoelementos como el hierro, cobalto y manganeso para proporcionar un medio óptimo de proliferación
  7. 7. b) Según su estado físico: Son en general disoluciones de agua ynutrientes a los que se añade sustancias como la gelatina o el agar-agar para convertirlos en medios sólidosc) Según su utilidad:- Medio de enriquecimiento: usados para enriquecer un mediocuando el crecimiento de los microorganismos es muy lento- Medios de aislamiento: son medios con nutrientes que permitenel crecimiento selectivo de una especie microbiana e inhibe el delos demás. Por ejemplo medio con un determinado pH o conantibióticos
  8. 8. -Medios de diferenciación Son los que permiten diferenciar unascolonias de otras. Contiene un sustrato específico y un indicador y lascolonias se distinguen en función de su capacidad para llevar a cabouna determinada reacción que el indicador pone de manifiesto2.2 MÉTODOS DE AISLAMIENTOSe basan en una reducción progresiva del número de microorganismosde la muestra inicial, o bien en la separación de cepas del mismo tipometabólico-Aislamiento por agotamiento de asa en superficie: En esteprocedimiento, el asa de siembra ( un alambre con un aro en la punta)se pasa sobre el medio sólido realizando estrías en zig-zag desde unextremo a otro de la placa petri
  9. 9. -Aislamiento por dilución y siembra en profundidad: en estecaso , se preparan diluciones decimales de la muestra inicial enuna solución salina estéril, y luego se mezclan cantidadesconocidas de las distintas diluciones con agar líquido en unaplaca petri. Cuando el agar se solidifica , cada célula originaráuna colonia aislada-Aislamiento directo: Los microorganismo de mayor tamaño( algas y protozoos) se pueden aislar directamente con unapipeta pasteur bajo la lupa binocular
  10. 10. 2.3 MÉTODOS DE ESTERILIZACIÓNEsterilizar consiste en eliminar todo microorganismo vivo de unmedio de cultivo, de un alimento o del material de laboratorio-Calor: se emplea el autoclave , un recipiente metálico queesteriliza por calor húmedo, que alcanza una temperatura de 120ºCy que debe mantenerse unos 20 minutosTambién se utiliza el horno Pasteur que esteriliza en seco atemperaturas próximas a 200ºC
  11. 11. -Filtración: Los microorganismos quedan retenidos en los porosdel filtro y la solución que las contiene si los atraviesa. Sirve paramaterial que no se puede calentar-Radiaciones : se utilizan radiaciones ultravioleta, gamma yradiaciones ionizantes que alteran las moléculas de ácido nucleicodel microorganismo
  12. 12. 2.3.1. LA PASTEURIZACIÓNLa pasteurización no elimina todos los microorganismos que puedencontener los productos tratados, sólo permite una conservacióntemporal y en determinadas condiciones.Este método consiste en elevar la temperatura de los alimentos entre60º y 80º C durante un período entre unos pocos segundosy 30 minutos. Así se destruyen los microorganismos más peligrososo los que con mayor frecuencia pueden producir alteraciones. Los alimentos pasteurizados, a veces denominados semiconservas,deben guardarse en una nevera, aunque todavía no se haya abierto elenvase. Este es el caso de la leche que viene en cartón, lamantequilla, la margarina, entre otros.
  13. 13. 2.4 métodos de identificación-Estudios de microscopía que permiten identificar distintosmicroorganismos por la forma de las células o las de suscoloniasPara la observación de los microorganismos en microscopía seemplean técnicas de tinción. Tres principalmentea) Tinción simple: se utiliza un único colorante para aumentar elcontraste ( azul de metileno)b) Tinción específica: Incrementa el contraste y reveladeterminadas estructuras celulares ( tinción negativa connigrosina)c) Tinción diferencial: se usan dos colorantes distintos; la másutilizada es la tinción de Gram
  14. 14. Métodos bioquímicos: utilizan galerías de identificación, que sonplacas rectangulares dotadas de pequeñas cubetas en las que se alojanuna serie de sustratos con sus indicadores , en orden progresivo.Posteriormente se hace reaccionar con todas produciéndose un códigode colores que es exclusivo para cada microorganismoTécnicas de biología molecular: se basan en el conocimiento desecuencias concretas del genoma de los microorganismos que hibridancon sondas de ADN ( fragmentos de ADN complementario de una delas hebras presentes en el microorganismo problema). Si se produce lahibridación la muestra es positiva
  15. 15. 3.- LOS VIRUSSon los seres más simples y pequeños que se conocen.Básicamente son moléculas de ácido nucleico envueltas por unacubierta proteica. Son subcelulares, es decir, no tienenorganización celular.Todos son parásitos intracelulares obligados, modifican mediantesu ácido nucleico el metabolismo de la célula hospedadora,usándola para reproducirse. Fuera de la célula parasitada sonestructuras inertes, ya que carecen de enzimas con las quedesarrollar su propio metabolismo, siendo su única funcióntransportar el ácido nucleico viral de una célula hospedadora aotra.
  16. 16. 3.1 COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURALa composición de un virus se refiere a su estado extracelular,conocido como partícula viral o virión, ya que en su estadointracelular su ácido nucleico se integra en la célula hospedadora y elvirus desaparece temporalmente.
  17. 17. 3.2 CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUSLos virus se pueden clasificar según varios criterios. Algunos deellos son: Por la célula que parasitan: Virus animales, vegetales obacteriófagos.- Por su forma: Helicoidales, poliédricos o complejos.- Por tener o no envolturas: Virus envueltos o desnudos.- Por su ácido nucleico: ADNmc; ADNbc; ARNmc o ARNbc.mc = monocatenariobc = bicatenario
  18. 18. 2.3. CICLO BIOLÓGICO DE UN VIRUSCICLO LITICO Y LISOGÉNICO2.4 OTRAS FORMAS ACELULARESEstas moléculas, descubiertas recientemente, son, junto con los virus,estructuras inertes fuera de la célula, pero , si logran introducirse enuna célula, interfieren su desarrollo normal, pudiendo causar sumuerte.TrasposonesSon secuencias de ADN bicatenario que se introducen en el ADNcelular. Si el trasposón se inserta dentro de un gen, éste se inactiva (oprovoca alteraciones en la síntesis proteica).Estas secuencias tienen capacidad replicativa, así que cuuantas más serepliquen, más trasposones aparecerán en la célula, pudiendo inactivarun gran número de genes.
  19. 19. ViroidesSon secuencias de ARN circular que interfieren con el ARNcelular. Se han encontrado sólo en núcleos de células vegetales,sobre todo, en cítricos.Pueden actuar como ribozimas y catalizar su propia replicación.Por esto se las considera las secuencias más antiguas, anteriores alas células más primitivas, es decir, antes de la formación delprimer ser vivo.PrionesSon proteínas alteradas que actúan provocando un cambioconformacional en proteínas normales, transformándolas enproteínas alteradas. Este cambio provoca a pérdida de la funciónen la proteína, pudiendo generar graves alteraciones en la célula.Éste es el caso del síndrome de las "vacas locas" o la encefalopatíaespongiforme bovina y su variante en la especie humana.
  20. 20. 4. Bacterias Este concepto engloba a los seres procariotas, recientemente dividido en dos dominios, las arqueobacterias y las eubacterias. Son las formas de vida más simples y abundantes, capaces de resistir medios inhóspitos por sus condiciones extremas.Las bacterias aparecen individualizadas o pueden formar colonias: atendiendo a su forma se diferencian:c) Cocos: redondeadosd) Bacilos: de forma alagada y extremos romose) Vibrios: tienen forma de comaf) Espirilos: en forma de espiralLas agrupaciones de dos cocos o dos bacilos se llaman diplococos o diplobacilos; las hileras de bacterias son estreptococos o estreptobacilos. Solo los cocos pueden formar colonias dispuestas en dos dimensiones estafilococos o en tres sarcinas
  21. 21. 3.1. Morfología y estructura bacterianaCapsula bacterianaPared bacterianaMembrana plasmáticaCitoplasma: ADN, ribosomas e inclusiones y plásmidosPili, fimbrias y flagelos
  22. 22. 3.2 fisiología de las bacteriasb) NutriciónEl éxito evolutivo de las bacterias se debe en parte a su versatilidad metabólica. Todos los mecanismos posibles de obtención de materia y energía los presentan las bacterias, incluso algunas pueden cambiar de metabolismo en función de los nutrientes que encuentran en el medio. Estos microorganismos pueden ser:• Autótrofas fotosintéticas, como las bacterias verdes, purpúreas y las cianobacterias.• Autótrofas quimiosintéticas, oxidando sustratos inorgánicos obtienen la energía que necesitan, como las bacterias del azufre, del hierro, del hidrógeno o del metano, que reciben este nombre en función del dador de electrones que utilizan.•
  23. 23. •Fotorganótrofas, utilizan energía lumínica pero también materiaorgánica, por lo que son heterótrofas, como las bacterias verdescarentes de azufre.Quimioheterótrofas, son el grupo más abundante. Según el tipo demateria orgánica que utilicen hay bacterias saprobias,(materiaorgánica muerta) parásitas (de otro ser vivo causándole un daño),simbióticas (asociadas a otro organismo con beneficio mutuo, como elgénero Rhizobium fijador de nitrógeno, asociado con leguminosas) eincluso hay bacterias depredadoras de otras bacterias (mixobacteriasOtro criterio de clasificación de bacterias hace referencia al consumode oxígeno:Bacterias aerobias: son aquellas que necesitan oxígeno para sumetabolismo. Realizan la oxidación de la materia orgánica enpresencia de oxígeno molecular, es decir, realizan la respiracióncelular.
  24. 24. Bacterias anaerobias: son aquellas que no utilizan oxígenomolecular en su actividad biológica. La obtención de energía larealizan mediante catabolismo fermentativo. Se pueden distinguirdos grupos dentro de ellas: Bacterias anaerobias facultativas: Pueden vivir en ambientes con oxígeno o sin él. Bacterias anaerobias estrictas: sólo pueden sobrevivir en ambientes carentes de oxígeno. Como ejemplo, Clostridium, causante del tétanos.
  25. 25. b) REPRODUCCIÓN BACTERIANAEl mecanismo de reproducción habitual en bacterias es labipartición. Mediante este mecanismo se obtienen dos célulashijas, con idéntica información en el ADN circular, entre sí, yrespecto a la célula madre, y de contenido citoplásmico celularsimilar.La gran diversidad de las bacterias se debe a la elevada frecuenciade mutaciones y a procesos parasexuales, mediante los queintercambian material genético con otras bacterias, sean o no dela misma especie. Hay tres tipos de procesos parasexuales:1.- Transformación Fragmentos de ADN que pertenecían acélulas lisadas (rotas) se introducen en células normales. El ADNfragmentado recombina con el ADN de la célula receptora,provocando cambios en la información genética de ésta.
  26. 26. 2.-Transducción. Cuando una célula es atacada por un virusbacteriófago, la bacteria genera nuevas copias del ADN vírico. En lafase de ensamblaje se pueden introducir fragmentos de ADNbacteriano en la cápsida del virus. Los nuevos virus ensambladosinfectarán nuevas células. mediante este mecanismo, una célula podrárecibir ADN de otra bacteria e incorporar nueva información.3.- ConjugaciónEste proceso se lleva a cabo si la célula presenta el plásmido F, quecontiene la información genética para formar pili, puentes que sirvende unión citoplásmica entre dos bacterias. La célula que presenta elplásmido se denomina F+; la célula que no lo contiene se llama F-. Labacteria F+ (donadora de información) se une a una bacteria F-(receptora) mediante uno de sus pili. A través de él introduce unahebra del plásmido F, de forma que la bacteria F- se convierte enbacteria F+.En ocasiones el plásmido se introduce en el anillo delADN bacteriano . Entonces, la bacteria donadora se denomina Hfr
  27. 27. frequency of recombination). De esta forma la bacteria Hfr puededonar a otras células cualquier gen de su ADN.
  28. 28. c) Funciones de relación. Muchas bacterias tienen movilidad, ya seapor flagelos, contracción o reptación, acercándose o alejándose de losestímulos ambientales.Pueden responder también modificando su metabolismo adaptándoloa las condiciones concretas.Si el ambiente es desfavorable originan formas de resistenciaconocidas como endosporas, formas de vida latente protegidas por unagruesa membrana, capaces de resistir condiciones extremas. Cuandoel ambiente es favorable, germinan y originan bacterias funcionales
  29. 29. 4.- PROTOZOOSLos protozoos son microorganismos eucariotas unicelularesheterótrofos sin pared celular. La mayoría son de vida libre en mediosacuáticos o húmedos, aunque algunos se han adaptado al parasitismo,pudiendo producir enfermedades en el hombre.Toman la materia orgánica en disolución por pinocitosis o en estadosólido por fagocitosis. Predominan las formas móviles, mediantecilios, flagelos o seudópodos.Se reproducen asexualmente y sexualmente, normalmente porconjugación. Pueden originar estructuras muy resistentes, llamadasquistes, con las que sobreviven en condiciones adversas.
  30. 30. Los grupos más importantes son Flagelados, Rizópodos,Esporozoos y Ciliados.1.-Flagelados, o Mastigóforos Se caracterizan por presentar flagelos que utilizan para eldesplazamiento. Pueden tener vida libre, en agua dulce o salada,presentándose en forma individual o en colonias. También existengrupos parásitos, entre ellos se pueden destacar los siguientes:Trypanosoma gambiense y Tripanosoma rhodesiense: sonindividuos parásitos que producen la mortal “enfermedad del sueño Gonyaulax catenella: especie de vida libre que forma grandes agrupamientos de individuos. Que reciben el nombre de “marea roja” y son alimento de bivalvos (mejillones). Estos protozoos producen una toxina inofensiva para los mejillones pero en el hombre produce envenenamiento
  31. 31. 2.- Rizópodos, o SarcodinosIncluye protozoos muy sencillos cuya característica general es queforman pseudópodos para el desplazamiento, Su estructura estáformada por un citoplasma con núcleo y orgánulos nopermanentes.Algunos grupos presentan una estructura externa dura llamadaTeca, que puede ser de carbonato cálcico como los Foraminíferos,o de sílice como los Radiolarios.En este grupo aparecen individuos de vida libre y, también,parásitos. Entre los más conocidos se encuentran:Amoeba proteus: especie de vida libre.Entamoeba histolytica: especie parásitaque produce la disentería amebiana.Entamoeba gingivalis: vive en la boca demamíferos, es comensal.
  32. 32. EsporozoosProtozoos parásitos con una estructura muy simple, debido su forma devida. Viven en el interior de células, cavidades corporales o líquidoscorporales.Atacan a todo tipo de animales causando enfermedades muy graves. Soncapaces de formar esporas muy resistentes. Los más representativos son:Toxoplasma. Produce la toxoplasmosis, la gravedad de esta enfermedaddepende del tejido que se vea afectado.Plasmodium malarie y P. Falciparum: estas dos especies provocan lagrave enfermedad de la malaria
  33. 33. CiliadosPresentan cilios distribuidos por toda la membrana celular o enlocalizaciones determinadas (en torno a la boca, periestomáticos).Los cilios sirven para el desplazamiento del individuo o para lacaptura de alimento.La estructura del ciliado es compleja. , en el citoplasma se observa: un macronúcleo que se encarga del control de la célula un micronúcleo que actúa en la reproducción sexual que presentaeste grupo
  34. 34. Los ciliados pueden dividirse mediante reproducción asexual, porprocesos de bipartición o gemación. También pueden reproducirsesexualmente mediante un proceso muy complejo denominadoconjugación Los representantes más conocidos son:Paramecium: ciliado que aparece en aguas dulces que contengan restosvegetales.Vorticella: también aparece en aguas dulces.
  35. 35. 5.- ALGAS MICROSCOPICAS Estos individuos se caracterizan por ser autótrofos fotosintéticos;presentan clorofila a y otros pigmentos como carotenos, fucoxantina oficobilinas. La estructura celular está rodeada por una pared decelulosa además de otros polisacáridos como la pectina, los xilanos ylos mananos. A veces contienen carbonato cálcico (algas calcáreas) osílice como las diatomeasLas algas unicelulares suelen presentar flagelos para realizar sudesplazamiento. También aparecen flagelos en los individuos queforman colonias.La forma de reproducción puede ser asexual, por bipartición, o sexual.En algunos grupos la reproducción sexual se realiza cuando lascondiciones del medio son desfavorables.Estos seres pueden aparecer con formas unicelulares o en coloniasdonde se aprecia reparto de funciones.
  36. 36. Los grupos más representativos son Euglenofitas, Crisofitas,Dinoflagelados y Clorofitas. Euglenofitas Seres unicelulares de agua dulce. Presentancloroplastos de triple membrana, no doble, con clorofila a y b. Estasalgas presentan movilidad debido a que tienen flagelos. CrisofitasAlgas pardo-amarillentas debido a la presencia de un pigmentodenominado fucoxantina. Estos seres tienen paredes celulares muyrígidas que están formadas por celulosa y compuestos silíceos. A estegrupo pertenecen las algas Diatomeas cuyos caparazones tapizan losfondos marinos. DinoflageladosSon algas con pigmentos rojos aunque algunos individuos de estegrupo carecen de pigmentos y son heterótrofos, parecen protozoos.Los Dinoflagelados junto con algunos Rizópodos (protozoos) son losresponsables de las mareas rojas tóxicas.
  37. 37. ClorofitasSon algas con un intenso color verde. Los individuos de este grupopueden presentar vida libre o formas coloniales. En las formascoloniales puede existir una repartición del trabajo. Tambiénaparecen los sincitios, que son estructuras polinucleadas, formadaspor fusión de varios individuos que comparten el citoplasmacelular sin que exista membrana de separación entre ellos.6.- HONGOS MICROSCÓPICOSLos hongos son organismos unicelulares o pluricelulares. Tienennutrición heterótrofa. Los hongos son saprofitos, por lo que sealimentan de materia en descomposición; de ahí su relevancia dentrodel ciclo de la materia.También aparecen individuos parásitos y otros simbiontes como losque forman los líquenes.
  38. 38. Las células de los hongos suelen presentar una pared formada porquitina u otro polisacárido como los glucanos .La reproducción de los hongos puede ser de forma asexual medianteesporas a las que se denomina conidiospora. También puede ser deforma sexual mediante la formación de gametangios, que formaránesporas sexuales. Las esporas sexuales reciben un nombre distintoatendiendo al grupo al que pertenecen; así encontramos Ascosporas oBasidosporas, por ejemplo.
  39. 39. Dentro de los hongos microscópicos se pueden destacar lossiguientes:Hongos mucososTambién se les conoce como hongos acuáticos. Algunos autores losincluyen dentro del grupo de los Protoctistas ya que son similaresa las amebas y en la fase vegetativa pueden desplazarse conmovimiento ameboide.El hábitat de estos hongos es el bosque húmedo con suelos fríos yricos en materia en descomposición.. Estos mohos no presentanhifas, ni micelio. En condiciones desfavorables realizanreproducción sexualPlasmodiophora brassicae, que es el responsable de la hernia de lacol que ataca a las raíces de crucíferas.
  40. 40. Levaduras Son seres unicelulares; no forman hifas, ni micelio.Forman colonias de células dotadas de un pared gruesaSe reproducen asexualmente por gemación y sexualmente,formando Ascosporas.Son importantes desde el punto de vista económico por ser lasresponsables de las fermentaciones, producir un gran número deantibióticos y provocar un número importante de enfermedadesen vegetales. Tienen una gran importancia económica, pues las fermentacionesdel vino, cerveza y pan las realizan levaduras del géneroSaccharomyces. El género Cándida es una levadura patógena.
  41. 41. Mohos filamentososEstán formados por filamentos pluricelulares llamados hifas, quese reúnen para formar un cuerpo o micelio. Las hifas pueden sertabicadas, y se denominan hifas septadas, o no presentartabiques, y reciben el nombre de hifas sifonadas.Resisten condiciones extremas de acidez, de falta de humedad ode alta concentración de azúcaresPenicillum, productor de antibióticos o el moho del pan(Rhizopus)

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