Biología. 2º Bachillerato MICROBIOLOGÍA 1664 1675 Mitad - final del s.XIX 1859 1876 1882...
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Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
1664
1675
Mitad - final del s.XIX
1859
1876
1882
MICROBIOLOGÍA .- Estudia a los seres vivos de tamaño inferior al poder resolutivo del ojo humano: desde partículas no celulares como virus, viroides y priones, hasta
organismos como bacterias, protozoos, algas y hongos unicelulares.
Robert Hooke Observa y describe mohos. Acuña el término “cell”.
Anton van Leeuwenhoek Observa microorganimos unicelulares procariotas y eucariotas.
Desarrollo de los cultivos bacterianos y asentamiento de la microbiología como ciencia:
• Se rechaza la generación espontánea de los seres vivos.
• Se descubre el origen bacteriano de las enfermedades infecciosas..
Louise Pasteur Consigue refutar definitivamente la teoría de la generación espontánea.
Robert Koch Enuncia los postulados que recogen la comprobación experimental de la teoría microbiana de las enfermedades infecciosas.
Robert Koch Descubre el bacilo de la tuberculosis y poco después el del cólera.
Periodo especulativo anterior Desde la antigüedad hasta los primeros microscopistas
Principios del siglo XX hasta hoy
Estudio intensivo de los microorganismos: bioquímica, genética, ecología etc
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
L. Pasteur y R. Koch
Louis Pasteur refutó la teoría de la generación espontánea. Realizó trabajos sobre la fermentación, y contribuyó al desarrollo científico de la vacunación. Junto con Koch, enunció la teoría microbiana de las enfermedades infecciosas.
Robert Koch Contribuyó a la teoría microbiana de las enfermedades infecciosas y descubrió el microorganismo causante de varias enfermedades (antrax-Bacillus antracis, tuberculosis -Mycobacterium tuberculosis) y cólera-Vibrio cholerae.
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Experimentos de Redi (1690)
Experimentos de Pasteur
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Postulados de Koch:1.- En todos los casos de la enfermedad se debe poder demostrar la presencia del agente, por aislamiento en cultivo puro.2.- El agente no debe hallarse en casos de otras enfermedades3.- Una vez aislado, el agente ha de ser capaz de reproducir la enfermedad en los animales de experimentación.4.- El agente debe poder recobrarse a partir de la enfermedad producida experimentalmente.
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Clasificación de los seres vivos
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
CELULARESACELULARES
bacterias, algas cianofíceas
VIRUS: ácidos nucléicos y proteínas VIROIDES: moléculas de RNAPRIONES: proteínas infecciosas
MICROORGANISMOS
PROCARIOTAS EUCARIOTAS
protozoos, hongos y algas microscópicas.
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Célula nerviosa de
jirafa
Ameba
Bacteria Linfocito
Yema de huevo de avestruz
Célula intestinal
PODER RESOLUTIVO
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
PODER RESOLUTIVO
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
VIRUS
1. Seres vivos acelulares: sin orgánulos, sin membranas celulares etc
2. Muy pequeño tamaño 30-300 milimicras, debe de recurrirse al m.e. para visualizarlos.
3. Parásitos obligados de células, las cuales necesitan para reproducirse.
4. Carecen de metabolismo propio, capacidad de relación o de nutrición. Sólo capacidad de reproducción.
5. Descubiertos su existencia y su carácter infectivo a finales del XIX (Pasteur, 1884) aunque hasta 1942 no se visualizaron mediante el m.e.
6. Cada clase de virus se caracteriza por el tipo de ácido nucleico ADN o ARN que posee para codificar proteínas, algunas enzimáticas, mientras que otras son estructurales para formar la estructura del virus.
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
ESTRUCTURA DE LOS VIRUS.
ACIDOS NUCLEICOS Cortos, pueden ser ADN o de ARN, lineal o circular, monocatenárico o bicatenárico. -Los que contienen ARN se llaman retrovirus y tienen la capacidad de pasar su ARN a ADN
CÁPSIDA Estructura formada por unidades protéicas llamadas capsómeros que rodean al DNA o RNA. -Pueden ser helicoidales, icosaédricas y complejas (con cabeza, cola y sistema de anclaje como ocurre en los bacteriófagos).
ENVOLTURA (en algunos) Bicapa lipídica a veces con alguna proteína, encargada de la unión del virus a la célula que va a parasitar (infectar) presente sólo en virus animales
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Tipos de virus
Virus bacteriófago
Virus con envoltura membranosa
Virus helicoidal
Virus icosaédrico
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Ciclo biológico de un virus
-Fase de fijación o adsorción.El encuentro entre la célula parasitada y el virus es fortuito, y cuando se produce el virus se fija a la superficie (adsorción) de la célula.
-Fase de penetración.El ácido nucleico del virus va quedar en citoplasma de la célula.
-Fase de eclipse.Se denomina así porque no se observa al virus dentro de la célula. Durante esta fase el ácido nucleico del virus, se adueña de la maquinaria celular y sintetiza sus propias proteínas, y también produce múltiples copias del material genético vírico.
-Fase de ensamblaje.Una vez sintetizados los capsómeros, se reunen formando la cápside, mientras que el ácido nucleico queda en su interior.
-Fase de liberación.Los virus formados en la fase anterior salen al exterior para infectar otras células.
Estas cinco fases corresponden al ciclo lítico de un virus, en algunas ocasiones el ADN del virus se une al ADN celular, y permanece ahí durante varias generaciones (replicandose con el material genético de la célula) hasta que un estímulo induce la salida del material genético del virus y el inicio de un ciclo lítico, a este proceso se le denomina ciclo lisogénico de un virus.
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Ciclo biológico de un virus
Bacteriófago
Virus con envuelta membranosa
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
TIPOS DE VIRUS
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
VIRUS DE LA GRIPE
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Tipo I
Tipo VI ARN monocatenario ( + )
ADN bicatenario
VIRUS GENOMA REPLICACIÓN Y TRANSCRIPCIÓN EJEMPLOS
RetrovirusARN (+) ADN (±) ARNm
Transcripción inversa Transcripción
ARN monocatenario ( + )Bacteriófago MS2, polivirus
Tipo III
Tipo II
Tipo V ARN monocatenario ( - )
ADN monocatenario
ARN bicatenario
Bacteriófago T4, poxvirus, herpesvirus
Bacteriófago X174 y M13
Reovirus, picornavirus
Virus de la rabia
Transcripción
Síntesis
Transcripción
Uso directo
ADN ARNm
ADN ARNmADN
ARN ARNm
ARN (+) ARNm
ARN (-) ARNm
Transcripción
Transcripción
Tipo IV
CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUS
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
1. Pequeñas partículas infecciosas y patógenas (ej. enfermedad de las "vacas locas”)
2. Compuestos por proteínas PPr. 3. Tienen un gran poder de asociación. 4. Poseen afinidad por las proteínas hidrófilas de
las membranas celulares. 5. Tienen capacidad para producir nuevos
priones, especialmente en células nerviosas. 6. Se transmiten verticalmente , como cualquier
enfermedad hereditaria pero también horizontalmente, mediante el contagio entre individuos de igual o distinta especie.
PRIONES
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
PRIONES beta o lámina plegada
alfa hélice
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
PRIONES
• Son partículas proteínicas infecciosas.
• Las enfermedades que producen suelen ser mortales (TSEs).
• Según la hipótesis de la proteína sola la proteína infecciosa provoca un cambio conformacional en la proteína normal, transformándola en infecciosa.
Estructura normal de la proteína del prión (PrPc)
Forma infecciosa de la proteína del prión (PrPsc)
PRIONES
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
VIROIDES
1. Pequeña molécula de ARN monocatenario (circular o lineal) con capacidad infectiva.
1. El ARN puede presentar fragmentos bicatenarios por pliegues de la misma y única hebra y adopta una peculiar estructura secundaria en algunas zonas por emparejamiento intracatenario de bases homólogas.
1. -Se sabe que el viroide no actúa como ARNm, carece de capacidad codificadora y muestran cierta semejanza con los intrones por lo que podrían representar secuencias intercaladas que escaparon de sus genes en el transcurso evolutivo.
1. Se replica en la célula huésped al igual que los virus. Se desconocen los detalles
1. Asociados a enfermedades y malformaciones patológicas en las plantas aunque en 1986 se descubrió que el agente de la hepatitis delta humana posee un genoma de ARN de tipo viroide, aunque requiere para su transmisión (pero no para su replicación) la colaboración del virus de la hepatitis B, empaquetándose en partículas similares a las de este virus. A diferencia de los viroides vegetales, posee capacidad codificadora de algunas
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
TIPOS MORFOLÓGICOS
CocosBacilos
Espirilos
Vibrios
Flagelos (1 o 2 que permiten la locomoción: axonema+corspúsculo basal+codo o gancho)
Cápsula bacteriana
Membrana plasmática
Mesosomas (plegamientos de la membrana que contienen enzimas para la respiración, división celular, pigmentos fotos.)
Pared celular
Citoplasma (viscoso y desprovisto de orgánulos excepto ribosomas y mesosomas)
Nucleoide (molécula circular de ADN)
Ribosomas
Fimbria (cortos, huecosy numerosos
Pili (largos, huecos y rígidos, paso de plásmidos)
BACTERIAS
Plásmidos
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Envoltura rígida que proporciona protección frente a choques osmóticos.
COMPOSICIÓN QUÍMICA:
Peptidoglucano o mureína, formado por N-acetilglucosamina, ácido N-acetilmurámico y un tetrapéptido. Exclusivo de Bacteria.
TIPOS DE PARED:
GRAM POSITIVAS (retienen el cristal violeta)
GRAM NEGATIVAS(no retienen el cristal violeta)
Pared celularPared celular
PEPTIDOGLUCANO (90%)
Membrana plasmática
Membrana plasmática
Ácido teicoicoÁcido lipoteicoico
PorinaLPS
Lípido A
FUNCIÓN:
LA PARED CELULAR EN EN PROCARIOTAS
PEPTIDOGLUCANO (10%)
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
PROTEGE A LAS BACTERIAS DE LA PRESIÓN OSMÓTICA
NAM
NAG
PEPTIDOGLICANO DE LA PARED BACTERIANA
(HETEROPOLISACÁRIDO Y HETERÓSIDO)
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Producen materia orgánica a partir de la materia inorgánica ingerida:
Ingieren materia orgánica extrayendo parte de su energía química:
PROCARIOTAS
HETERÓTROFOS
SAPROFÍTICAS
PARÁSITAS
SIMBIÓTICAS
Fotosíntesis anoxigénica
Fotosíntesis oxigénica
Sulfobacterias verdes y púrpuras
Cianobacterias
Bacterias del suelo
FOTOAUTÓTROFAS
QUIMIOLITOAUTÓTROFAS
Bacterias de la flora intestinal
Bacterias patógenas
Bacterias descomponedoras
AUTÓTROFOS
LA NUTRICIÓN EN PROCARIOTAS
QUIMIOHETEROTROFAS
FOTOHETERÓTROFAS (bacterias purpúreas no sulfúreas)
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
BACTERIAS FOTOAUTÓTROFAS (fotosíntesis oxigénica)
6 CO2 +12 H2O -------> C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Nitrito formadoras (nitrosomas)NH4
+ + 3/2 O2 -------> NO21- + 2H+ + H2O + energía
Nitrato formadoras (nitrobacter)2 NO2H + O2 --------------> 2 NO3
1- + 2H+ + energíaDel azufre incoloras2 SH2 + O2 ---------> S2 + 2 H2O + energía1/2 S2 + O2 + H2O ---------> SO3
2- +2H+ + energía2 SO3
2- + O2 -----------> 2 SO42- + energía
Del hierro 2 CO3Fe + O2 + 3 H2O ----> 2 Fe (OH)3 + 2 CO2 + energía
BACTERIAS QUIMIOLITOAUTÓTROFAS
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
FERMENTACIÓN LÁCTICA glicolisis 2NAD+
C6H12O6 (glucosa) ----> ----> ----> ..... 2 CH3-CO-COOH (pirúvico)
+ 2 (NADH + H+)
lactato-deshidrogenasa2 CH3-CO-COOH (pirúvico) -----> 2 CH3-CHOH-COOH (ácido láctico) NADH+H+ NAD+
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA Y ACÉTICA glicolisis 2NAD+
C6H12O6 (glucosa) --> --> .. 2 CH3-CO-COOH (pirúvico) + 2 (NADH + H+)
2 CH3-CO-COOH (pirúvico)-----------> 2 CH3-COH (etanal) + 2 CO2
2 CH3-COH (etanal) + 2 (NADH + H+) --> 2 CH3-CH2OH (etanol) + 2 NAD+
2 CH3-CH2OH (etanol) + 2O2 ------> 2 CH3-COOH (ácido acético o etanoico)
+ 2 H2O + calor
BACTERIAS HETERÓTROFAS
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
REPRODUCCIÓN BACTERIANA: BIPARTICIÓN
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
+
TRANSFORMACIÓN
CONJUGACIÓN
TRANSDUCCIÓN
ADN transformante
Cromosoma bacteriano
La célula receptora capta del medio ADN libre procedente de otra célula.
Pili
Célula donante F+
Célula receptora F-
Replicación del ADN
Célula F+Célula F+
Se realiza contacto físico entre la célula donante y la receptora transfiriéndose un plásmido.
El vector de transferencia genética es un bacteriófago.
Bacteria infectada por un fago Lisis bacteriana Célula transducida
FORMAS DE REPRODUCCIÓN PARASEXUAL EN BACTERIAS
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
FORMAS DE REPRODUCCIÓN PARASEXUAL: TRANSFORMACIÓN
EXPERIMENTO DE AVERY (1944) (CULTIVO DE BACT. R EN UN MEDIO CON DNA PURIFICADO PROCEDENTE DE BACTERIAS S
S R
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
FORMAS DE REPRODUCCIÓN PARASEXUAL: CONJUGACIÓN
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
FORMAS DE REPRODUCCIÓN PARASEXUAL: TRANSDUCCIÓN
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS DE IMPORTANCIA MÉDICA Y COMERCIAL
BACTERIAS GRAM POSITIVAS DE IMPORTANCIA MÉDICA Y COMERCIAL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS RESTANTES Y ARCHAEA
ACTINOMICETES FILAMENTOSOS Y BACTERIAS RELACIONADAS
COCOS BACILOS CON O SIN ENDOSPORAS MICOBACTERIAS
Legionella Treponema pallidum Shigella
BACILOS Y COCOS AEROBIOS ESPIROQUETAS BACILOS ANAEROBIOS FACULTATIVOS
Staphylococus aureus Clostridium tetani Mycobacterium tuberculosis
Chromatium Streptomyces
CLASIFICACIÓN DE LAS BACTERIAS
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
SPOROZOA SARCODINA
CILIOPHORAMASTIGOPHORA
Generalmente inmóviles en estado de madurez. Todos parásitos estrictos.
Ej. Plasmodium y Toxoplasma
Se mueven pos pseudopodos Ej. Foraminíferos, radiolarios y Entamoeba
Poseen uno o más flagelosEj. Trypanosoma y Leishmania
Llevan a cabo movimientos vibrátiles mediante ciliosEj. Paramecium
MICROORGANISMOS PROTOZOOS
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
ALGAS
HONGOS
• 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.
• Son Eukarya heterótrofos.
• Sus paredes celulares tienen principalmente quitina.
• Viven en ambientes muy diversos, la mayoría terrestres.
• Tienen importancia ecológica como descomponedores.
• Dependiendo de la estructura formadora de esporas se dividen en Ascomycetes (ascas) y Basidiomycetes (basidios).
MICROORGANISMOS: ALGAS Y HONGOS
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
HONGOS FILAMENTOSOS
SETAS
LEVADURAS
HONGOS MUCOSOS
Conidios(esporas)
Hifas sustrato
Hifas aéreas • Son hongos filamentosos unicelulares de forma ovoide.
• Se reproducen asexualmente por gemación.
• Son importantes en procesos industriales de fermentación.
Candida albicans es una levadura capaz de formar micelio.• Son los típicos mohos de la fruta, el pan o el
queso.
• Forman filamento o hifas que se agrupan para formar el micelio.
• Hongos filamentosos del grupo Basidiomycetes.
• Sus cuerpos fructíferos se denominan setas.
• La fusión de micelios haploides origina hifas dicarióticas que formarán las setas.
• Filogenéticamente son muy distantes de los hongos.
• Se alimentan de microorganismos sobre materia vegetal en descomposición.
• Se dividen en hongos mucosos celulares y acelulares.
TIPOS DE HONGOS
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Asca
Ascosporas
Gemación
Estado haploide
Apareamiento(fusión de dos
tipos conjugativos)
Estado diploide
MeiosisGemación
El ciclo biológico es diplohaplonte con alternancia de generaciones
CICLO DIPLOHAPLONTE DE LA LEVADURA SACHAROMICES CEREVISAE
Biología. 2º BachilleratoMICROBIOLOGÍA
Son organismos autótrofos y fotótrofos que dependen del agua. Realizan fotosíntesis oxigénica. Forman parte del fitoplancton y se pueden encontrar sobre cualquier superficie húmeda. También forman asociaciones simbióticas con los hongos (LÍQUENES). Todos poseen pigmentos. Pueden ser unicelulares o pluricelulares.
.
TIPOS DE ALGAS
o CLOROFITOS. Color verde con clorofila a y b. Formas unicelulares microscópicas o macrocelulares (Acetabularia mediterránea). Coloniales (Volvox) o pluricelulares macroscopicas con la lechuga de mar (Ulva lactuca)
CRISOFITOS. Flagelados unicelulares o coloniales con pigmentos dorados.
o BACILIAROFITAS. Unicelulares de color verde pardo que a veces se encuentran en colonias. Presenta unas “valvas” parecidas a un caparazón que encajan a modo de placa “petri”, Forman parte del plancton. (Diatomeas)
o ALGAS CONJUGADAS. Generalmente formas filamentosas, de color verdoso con cloroplastos de forma estrellada (Spirogyra, Zygnema)
DINOFLAGELADOS. Formas marinas unicelulares o coloniales.
EUGLENOFITOS. Unicelulares flagelados típico de aguas estancadas. No tienen pared celulosica así que pueden cambiar de forma. Pueden tener una nutrición autótrofa o heterótrofa.