Bloque 3 Microbiología

BLOQUE 3. Microbiología
Los microorganismos.
Los microorganismos o microbios son un variado grupo de seres vivos que tienen como característica común su
reducida dimensión, siendo visibles solamente al microscopio.
Estos son los tipos de microorganismos:
Sus formas de vida.
Los microorganismos comprenden formas de vida procariotas (bacterias principalmente),
formas eucariotas (como algas, hongos y protozoos) y hasta otro tipo de organismos, los virus. Cada una de ella
presenta ciertas características únicas.
Su papel como agentes inocuos, beneficiosos o perjudiciales para el ser humano.
La mayoría de los microorganismos son inocuos para los demás seres vivos.
Pueden tener una relación de comensalismo (no beneficia ni perjudica a su huésped), mutualismo (ambos se
benefician) o de parasitismo (cuando el microorganismo es patógeno).
Muchos de ellos incluso se han adaptado a las condiciones especiales que tienen los tejidos de los animales viviendo
en ellos, en su piel, en sus conductos digestivos o respiratorios; son la denominada flora normal. Sin embargo, los
microbios más conocidos son aquellos que producen enfermedades infecciosas en las plantas, en los animales y en la
especie humana. Estos son los microorganismos patógenos. Hay microorganismos que normalmente no son
patógenos pero pueden serlo cuando disminuyen los mecanismos defensivos de un animal: son los microorganismos
oportunistas.
La entrada de microorganismos en el cuerpo del hospedador puede tener lugar a través de distintas vías:
- Heridas o abrasiones en los tegumentos.
- Roturas microscópicas en las mucosas.
- Picaduras de artrópodos (arácnidos e insectos, principalmente).
- Adherencia específica del microorganismo a las células del hospedador y paso a través de células epiteliales.
- En determinadas circunstancias, algunos microorganismos forman colonias muy numerosas en los tegumentos, las
cuales son responsables de una lesión epitelial, produciéndose inflamación y rotura, a través de la cual penetran.
Las enfermedades infecciosas.
Las enfermedades infecciosas pueden ser producidas por los virus, como el de la gripe, las bacterias, como la que
produce la meningitis, los protozoos, como el de la malaria, y por los hongos, como el responsable del pie de atleta.
Las enfermedades pueden ser clasificadas atendiendo al caos producido o al área de distribución en:
 Epidemia, cuando la enfermedad infecciosa afecta a un número elevado de la población en un tiempo corto.
Suelen producir un gran número de muertes. Un ejemplo es la Viruela o la gripe.
 Endemia, si la enfermedad afecta a las personas de una determinada región, en una época dada. No suele
producirse un gran número de casos. La malaria es un ejemplo de endemia.
 Pandemia, son epidemias que afectan a un gran número de individuos en poco tiempo y en una región muy
grande.
Actualmente, y gracias a la quimioterapia, las vacunas, la higiene y la educación preventiva, disminuye o se controla
un gran número de enfermedades infecciosas. Pero en la otra cara de la moneda aparecen nuevos agentes
patógenos que deben ser estudiados para poder tratar las enfermedades que producen.
Organismos eucariotas y procariotas.
 Hay tres tipos de microorganismos eucariotas;
 Los protozoos son microorganismos eucariotas, unicelulares, heterótrofos, sin pared celular. La mayoría
son de vida libre en medios acuáticos o húmedos, aunque algunos se han adaptado al parasitismo en
animales y vegetales produciendo enfermedades, o simbiosis con ellos. Pueden originar estructuras muy
resistentes, llamadas quistes, con las que sobreviven en condiciones adversas.
 Las algas microscópicas: estos individuos se caracterizan por ser autótrofos, fotosintéticos; presentan
clorofila y otros pigmentos como carotenos. Realizan la mayor parte de la fotosíntesis de la Tierra siendo
el primer eslabón de las cadenas tróficas de los ecosistemas acuáticos, liberando grandes cantidades de
oxígeno a la atmósfera. La estructura celular está rodeada por una pared de celulosa. Las algas
unicelulares suelen presentar flagelos para realizar su desplazamiento. La forma de reproducción puede
ser asexual, por bipartición, o sexual. En algunos grupos la reproducción sexual se realiza cuando las
condiciones del medio son desfavorables.
 Los hongos microscópicos (Los cuales se explican en el punto inferior.)
 Microorganismos procariotas:
 Las bacterias son células muy sencillas; carecen de núcleo y tampoco presentan orgánulos en el
citoplasma. Son organismos unicelulares y se encuentran en todos los ecosistemas.
Las bacterias son un numeroso grupo de seres vivos, con características muy diversas.
Las bacterias se reproducen asexualmente mediante la bipartición o parasexualmente mediante
mecanismos los cuales intercambian información genética con otras bacterias.
Presentan todas las formas conocidas de nutrición y metabolismo. Algunas especies pueden incluso
poseer dos tipos de metabolismos diferentes que utilizan facultativamente, dependiendo de la
abundancia nutritiva del medio.
Hongos y levaduras.
Los hongos son organismos unicelulares (levaduras) o pluricelulares (mohos). Tienen nutrición heterótrofa. Los
hongos son saprofitos, por lo que se alimentan de materia en descomposición; de ahí su relevancia dentro del ciclo
de la materia.
Las células de los hongos suelen presentar una pared formada por quitina u otro polisacárido.
La reproducción de los hongos puede ser de forma asexual mediante esporas a las que se denomina conidiospora.
También puede ser de forma sexual mediante la formación de gametangios, que formarán esporas sexuales.
Las levaduras se incluyen en el Reino de los Hongos. Son seres unicelulares. Se reproducen asexualmente por
gemación y sexualmente, formando Ascosporas.
Son importantes desde el punto de vista económico por ser las responsables de las fermentaciones, producir un gran
número de antibióticos y provocar un número importante de enfermedades en vegetales.
Utilización de microorganismos en procesos industriales, en agricultura, farmacia, sanidad y alimentación.
Importancia social y económica de la utilización y manipulación de los microorganismos.
La biotecnología es el conjunto de procesos industriales que se sirve de microorganismos o de células procedentes
de animales o vegetales para obtener determinados productos comerciales o para realizar importantes
transformaciones químicas.
En la actualidad, con la expansión de la biotecnología y los métodos de manipulación genética, los microorganismos
han sido modificados para fabricar productos útiles que los microorganismos no producen de manera natural.
Diversas técnicas biotecnológicas permiten resolver, de diferentes y novedosas maneras, el problema de la
contaminación ambiental.
Se pueden utilizar diversos microorganismos para afrontar problemas de tratamiento y control de la contaminación
química de distintos ecosistemas. La ingeniería genética permite combinar las características de estos
microorganismos para aumentar su eficacia o generar microbios recombinantes con nuevas características.
Algunas de las aplicaciones de la biotecnología a la mejora del medio ambiente son las siguientes:
- Eliminación de metales pesados.
- Eliminación de mareas negras.
- Obtención de energía no contaminante.
- Tratamiento de residuos urbanos e industriales.
- Tratamiento de diferentes tipos de contaminación asociados a la industria del petróleo.
- Tratamiento de la contaminación producida por herbicidas, pesticidas e insecticidas.
- Depuración de aguas residuales.
La biotecnología tiene en la salud humana, entre otros, los siguientes campos de aplicación:
- Prevención de enfermedades hereditarias.
- Terapia génica.
- Producción de vacunas.
- Obtención de anticuerpos monoclonales e interferones.
- Producción de hormonas (por ejemplo insulina y hormona del crecimiento).
- Producción de antibióticos y otros productos farmacéuticos.
Fabricación de numerosos alimentos y bebidas. Por ejemplo:
• Pan.
• Yogur.
• Queso.
• Mantequilla.
• Vinagre.
• Vino.
• Cerveza.
Los virus: su estructura básica y funcionamiento.
La palabra virus significa veneno. Antiguamente se utilizaba para designar a todo aquello que producía enfermedad.
Actualmente, se utiliza para referirse a estructuras microscópicas que no son retenidas por filtros para bacterias y
que son patógenos para todo tipo de seres vivos. La observación de los virus sólo puede hacerse mediante el uso del
microscopio electrónico, debido a su pequeño tamaño.
Los virus son estructuras acelulares que no son activos fuera de las células. Si se encuentran en el exterior celular
reciben el nombre de viriones. En el interior celular son capaces de controlar la maquinaria metabólica, utilizándola
para su replicación. Por ello, los virus no se consideran seres vivos.
Un virus, fuera de una célula, presenta las siguientes partes:
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Ácido nucleico enrollado: puede ser ADN o ARN.
Cápsida: cubierta proteica que protege y aísla el ácido nucleico. Recibe también el nombre de cápsula vírica
y presenta distintas formas. Esta estructura está formada por una única proteína que se repite. Cada una de
estas unidades proteicas se denomina capsómero.
Envoltura membranosa: Algunos virus, como el de la gripe, poseen por fuera de la cápside una
membranosa, que es un fragmento de la célula en la que se reprodujo.
Un virus presenta dos ciclos en su funcionamiento:
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Ciclo lítico: Se denomina así porque la célula infectada muere por rotura al liberarse las nuevas copias
virales. Consta de las siguientes fases:
 Fase de adsorción o fijación: El virus se une a la célula.
 Fase de penetración o inyección: el ácido nucleico viral entra en la célula mediante una perforación
que el virus realiza en la pared bacteriana.
 Fase de eclipse: en esta fase no se observan copias del virus en la célula, pero se está produciendo la
síntesis de ARN, necesario para generar las copias de proteínas de la cápsida. También se produce la
continua formación de ácidos nucleicos virales y enzimas destructoras del ADN bacteriano.
 Fase de ensamblaje: en esta fase se forma la cápsida y el empaquetamiento del ácido nucleico viral
dentro de ella.
 Fase de lisis o ruptura: conlleva la muerte celular. Los viriones salen de la célula, mediante la rotura
enzimática de la pared bacteriana. Estos nuevos virus se encuentran en situación de infectar una
nueva célula.
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Ciclo lisogénico: Las dos primeras fases de este ciclo son iguales a las descritas en el ciclo anterior. En la
fase de eclipse el ácido nucleico viral en forma de ADN bicatenario recombina con el ADN bacteriano,
introduciéndose en éste como un gen más. Esta forma viral se denomina profago, la célula infectada se
denomina célula lisogénica.
En este estado el profago puede mantenerse durante un tiempo indeterminado, pudiendo incluso,
reproducirse la célula, generando nuevas células hijas lisogénicas. El profago se mantendrá latente hasta
un cambio celular, por ejemplo, por variaciones bruscas de temperatura, o desecación, o disminución en
la concentración de oxígeno. Este cambio induce a la liberación del profago, transformándose en un
virus activo que continúa el ciclo de infección hasta producir la muerte celular y la liberación de nuevos
virus.