Tema 15 – Microbiología

Tema 15 – Microbiología
15.1 Generalidades
La microbiología es la ciencia que estudia los microorganismos especialmente las procariotas.
Los procariotas son seres unicelulares, generalmente de vida libre aunque a veces se asocian
formando colonias. Miden de 1-10µm. Carecen de orgánulos celulares membranosos, tienen
ribosomas 70s, un ADN cadena que puede ser lineal o circular sin membrana nuclear. Algunos
pueden tener pared celular y flagelos. Los procariotas más importantes son las bacterias y las
cianobacterias.
15.2 Técnicas de estudio con bacterias.
Las técnicas más empleadas en microbiología son:
- Esterilización: Se usa para matar todas las formas de vida y conseguir un medio
aséptico, puede hacerse por medios físicos o químicos. Los físicos (calor con
Temperaturas superiores a 100ºC, radiación electromagnética o con filtros con
microporos) y Químicos (Agentes microvicidas que matan, y los agentes estáticos que
no los mata pero inhibe su crecimiento).
-
Pasteurización: Reducir la población microbiana de los alimentos pero sin matarlos a
todos para evitar que se dañen las propiedades del alimento. Consiste en calentar el
alimento durante 15 segundos a una Temperatura de 71ºC.
-
Técnicas de cultivo: Se empela para obteenr copias de microbios cogidos del medio. Se
emplea la placa de petri con un medio de cultivo inherte (agar) semejante a la gelatina
seca al cual se añade una fuente de carbono, nitrógeno y en el caso de que las
bacterias no sean autótrofas, una fuente de energía química. Las bacterias se siembran
en esta placa de petri mediante un asa de siembra esterilizada.
15.3 Estructura de un procariota
Las cianobacterias también llamadas cianoficas presentan un conjunto de membranas internas
de forma radial llamadas tilacoides cuya función es la fotosíntesis o también la de reserva
alimenticia. Presenta una pared celular muy resistente que a veces está rodeada por una vaina
gelatinosa. No tiene flagelos, y todas ellas son autótrofas fotosintéticas.
Las bacterias son microorganismos de gran éxito biológico. Su membrana plasmática se puede
pelgar hacia el interior formando los mesosomas en los cuales se desarrolla la respiración
celular y también interviene en la replicación del ADN. Tienen pared celular fuerte y rígida.
Algunas presentan externamente cápsulas gelatinosas, en el citoplasma hay Ribosoma 70s y
gránulos de reserva alimenticia. También tienen un ADN generalmente circular que forma un
nucleído y a veces cadenas de ADN más cortas llamadas plásmidos. Pueden tener flagelos. Las
bacterias fotosintéticas presentan el cromatofono que es un conjunto de tilacoides apilados
con bacterioclorofila.
15.4 Clasificación de los procariotas
Se engloban en el reino de las moneras, el cual se divide en 3 diviciones:
- División Arqueobacterias: Son los procariotas más primitivos; su estructura es
semejante a la de las bacterias pero se diferencian de estas en que en su pared celular
no tienen peptidoglucanos y en su lugar tienen glucoproteinas simples. En su
membrana plasmática, los fosfolípidos no tienen ácidos grasos, sino que tienen
hidrocarburos unidos al glicerol.
Todas las arqueobacterias viven en ambientes externos de salinidad, de temperatura,
de pH, de anaerobiosis, etc…
Hay 3 grupos de arqueobacterias que son:
· Halófitas: viven en medios muy salinos
· Metanógenas: Viven en medios anaeribios utilizando el Nitrógeno como fuente de
energía y reduciendo el dióxido de carbono a metano.
·Hipertermófilas: viven en aguas geotérmicas con temperatura superiores a 80ºC.
Pueden soportar hasta los 100ºC. Estas aguas suelen ser ricas en compuestos
azufrados y los emplean para llevar a cabo su metabolismo.
-
División Eubacterias: Son las auténticas bacterias. Su estructura corresponde a la del
punto anterior. Hay 2 tipos de llamadas:
· Gram + : Pared celular muy gruesa formada en un 90% por el peptidoglucano.
· Gram - : Pared celular más fina y compleja. El peptidoglucano representa solamente
el 10%. El resto es una mezcla de ligopolisacáridos, ligoproteinas, y fosfolípidos que
forman una 2ª bicapa lipídica. Muchas de estas bacterias son tóxicas para los animales
por la presencia de una endotoxina llamada lípido A. La mayoría de las subbacterias
son heterótrofas. Las autótrofas pueden ser quimiolitótrofas o fotolitótrofas. En este
caso utilizan energía solarpara fabricar la materia orgánica que capta mediante una
molécula llamada bacterioclorofila.
-
División Cianobacteria. Todas ellas son fotosintéticas y utilizan clorofila A para captar la
luz.
15.5 Formas de nutrición.
La nutrición puede ser de dos formas: autótrofa o heterótrofa.
15.5.1 Nutrición Autótrofa.
Utiliza dióxido de carbono como fuente de carbono y la energía puede venir a través de
energía luminosa o energía química.
-
-
Fotolitótrofas: La fuente de energía es luminosa. Las bacterias la captan a través de la
bacterioclorofila y las cianobacterias a través de la clorofila A situada en ambos casos
en los tilacoides. Las bacterias utilizan moléculas orgánicas como dadoras de
electrones tales como el H2S o el H2 y por eso en esta fotosíntesis no se desprende
O2. Las cianobacterias utilizan el H2O como dador de electrones y por ello desprenden
O2.
Quimiolitótrofas: Utilizan energía química para obtener ATP y fabricar moléculas
orgánicas. Este proceso se da en 2 fases:
· Oxidación de moléculas inorgánicas reducidas para generar un gradiente de protones
a ambos lados de la membrana plasmática. Este gradiente se puede emplear para la
síntesis de ATP a través de la enzima ATP sintetasa.
· Utilización del ATP formado en la fase anterior para la síntesis de moléculas
orgánicas a partir de CO2 y H2O mediante el ciclo de Calvin.
Existen diferentes bacterias en función de la molécula que se emplea para la
formación del ATP de la 1ª fase.
Tipos de Bacterias:
-
De nitrógeno: Transforman el amoniaco en nitrito, o bien el nitrito en nitrato.
Del azufre: Convierten el azufre en sulfato.
Del hierro: Convierten el hierro ferroso en férrico. Aparecen en aguas ricas en sales
ferrosas
Del Hidrógeno y del metano: La del hidrógeno se oxida para formar agua y la del
metano se oxida para forma CO2
Las bacterias del metano y las del azufre abundan en los fondos marinos cerca de las
emanaciones volcánicas.
15.5.2 Nutrición Heterótrofa
Consiste en tomar materia orgánica y oxidada para obtener energía que se almacena en forma
de ATP. Según su forma de vida las bacterias heterótrofas pueden ser saprobiontes si se
alimentan de materia orgánica del suelo o comensales si se alimentan a partir de seres vivos
sin perjudicarlos.
Parásitos: Se alimentan de seres vivos perjudicándolos: meningococo.
Simbiontes: Se alimentan de los seres vivos y además benefician a estos: Bacterias del
intestino.
Las bacterias también se pueden dividir en aerobias y anaerobias.
Pueden ser estrictas: que no toleran el oxígeno.
Pueden ser facultativas: que pueden vivir con o sin oxígeno.
15.6 Reproducción Bacteriana.
La reproducción es asexual mediante bipartición. Una célula por mitosis origina 2 células
idénticas. Hay mecanismos parasexuales que permiten el intercambio de segmentos de ADN
entre diferentes bacterias. Estos mecanismos son:
-
Transformación: Cuando una célula se rompe, el ADN se fragmenta y se dispersa por
el medio, éstos pueden ser asimilados por bacterias próximas con lo que pueden
captar parte de la información genética de la célula rota.
-
Transducción: Intercambio de información genética entre 2 bacterias a través de un
virus con ciclo lisogénico. El ADN del virus se integra en el genoma de la 1º bacteria y al
replicarse puede arrastrar parte del genoma bacteriano y al infectar una nueva
bacteria le suministra ese segmento del cromosoma.
-
Conjugación: Una bacteria transfiere un segmento de su ADN a otra. La 1ª es la dadora
y la 2ª la receptora. Esta bacteria tiene un plásmido llamado factor F responsable de la
formación de pelos sexuales. Estos pelos son filamentos citoplasmáticos que pueden
unirse a la otra bacteria y a través de ellos transferirles segmentos de ADN
Las bacterias dadoras se llaman F+ y las receptoras F-. El factor F permite que la célula
dadora F+ forme un pelo sexual con el cual se puede unir a la receptora y a través de
este le puede ceder una copia del factor F con lo cual la bacteria F- se convierte en F+.
A través de este pelo sexual se pueden transferir otros plásmidos con diferentes
funciones como:
*Conferir resistencia ante fármacos
*Dar mayor virulencia
En ocasiones el factor F está integrado en el cromosoma bacteriano, en este caso, la
bacteria se llama HFr. Estas bacterias también pueden transferir el factor F a las
bacterias F- y en ese caso la bacteria receptora puede recibir además del factor F algún
segmento del cromosoma bacteriano de la bacteria dadora.