TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

UNITAT Nº 3: MICROORGANISMES I SALUT

Autora

Jus López i Bugeda

Col·legi Escorial

UNITAT Nº 3: MICROORGANISMES I SALUT1. Els microorganismes. Classificació

2. La cèl.lula procariota. Els bacteris

2.1.Estructura i morfologia de la cèl·lula procariota

2.1.1.Els embolcalls

2.1.2. El citoplasma

2.1.3. Altres estructures: flagels i fímbries

2.2.El metabolisme de la cèl·lula procariota

2.3.La reproducció de la cèl.lula procariota

2.4.La parasexualitat bacteriana

2.5.Classificació

3. Organització acel·lular: els virus

3.1Estructura

3.2.Fisiologia i multiplicació

3.3.Origen

La microbiologia estudia un grup enorme i divers d’organismes microscòpics o microorganismes, alguns de naturalesa cel·lular que de vegades formen associacions, i d’altres de naturalesa acel.lular.

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

1. ELS MICROORGANISMES. CLASSIFICACIÓ

Algues unicel·lulars

Protozous

Fongs

Virus

Prions Bacteris

Acel.lulars Procariotes Eucariotes

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

2. LA CEL·LULA PROCARIOTA. ELS BACTERIS

Els organismes procariotes són els més abundants, els més antics, els més variats i els que han tingut més temps per evolucionar i aprofitat tots els hàbitats terrestres.

Els bacteris o organismes procariotes:

Són organismes unicel·lulars tot i que poden viure agrupats

De dimensions força reduïdes, generalment entre 1-2 μm

Presenten organització cel·lular molt simple.• El citoplasma sense sistemes membranosos interns (orgànuls), • El material genètic no es troba embolcallat per una membrana per tant no tenen nucli diferenciat.• No presenten citoesquelet

L’ADN té forma circular

Tenen ribosomes

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

2.1.Estructura i morfologia de la cèl·lula procariota

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

2.1.Estructura i morfologia de la cèl·lula procariota

2.1.1.Els embolcalls ( de fora cap a dins) :

LA CÀPSULA

No en tenen tots els bacteris

Embolcall gelatinós format per polisacàrids i polipèptids

Té les funcions de retenir aigua, facilitat l’intercanvi d’ions i ajudar a l’adherència ( fixació al substrat o a altres cèl·lules)

És habitual en bacteris patògens ja que facilita l’adherència a teixits específics , dificulta la fagocitosi per part dels glòbuls blancs.

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

LA PARET BACTERIANA

És un recobriment rígid ( la membrana no ho és) degut bàsicament a una capa de peptidoglican o mureïna

Dóna forma a la cèl·lula i proporciona protecció davant el xoc osmòtic. Permet que els bacteris puguin viure en medis hipotònics

És imprescindible per la vida del bacteri ( molts antibiòtics n’inhibeixen la síntesi).

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

La paret és la responsable de la forma cèl.lular dels bacteris. Els bacteris presenten diverses formes:

cocs, bacteris en forma esfèrica; bacils, bacteris en forma de bastó; vibrions, bacteris en forma de coma;espiril·les i espiroquetes, bacteris en forma d'espiral.

Existeixen dos tipus de paret bacteriana diferents. Aquestes es poden diferenciar mitjançant la Tinció de Gram.

La tinció de Gram deu el seu nom al bacteriòleg danès Christian Gram, que va desenvolupar la tècnica en 1844. A partir d’aquesta tinció els bacteris queden tenyits diferent segons com sigui la seva paret.

Bacteri Gram-positiu es visualitzen de color violeta

Bacteri Gram-negatiu es visualitzen de color rosa.

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

PARET GRAM NEGATIU

PARET GRAM POSITIU TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

Els bacteris gram positiu tenen una paret gruixuda constituïda bàsicament per mureïna. Presenten petites quantitats d’àcids teicoics.

Els bacteris gram negatiu tenen una paret constituïda per una capa fina de mureïna i una membrana externa complexa composta de lipopolisacàrids, lipoproteïnes i fosfolípids.

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

LA MEMBRANA CITOPLASMÀTICA

És una membrana de tipus unitari: una bicapa de fosfolípids i proteïnes que envolta tot el bacteri

Les funcions de la membrana són limitar la cèl·lula i permetre el transport selectiu

Presenta uns replegaments anomenats mesosomes que augmenten la superfície de membrana del bacteri compensant la falta d’orgànuls

Els mesosomes tenen diverses funcions: intervenen en la divisió cel·lular i contenen enzims relacionats amb el metabolisme de la cèl·lula ( per a la fotosíntesi, respiració, etc.)

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

2.1.2. El citoplasma

L’interior cel·lular és una dispersió aquosa. No presenta membranes internes per tant no es troba compartimentat.

Vist al microscopi electrònic presenta: Unes granulacions: els ribosomes . Aquests són més petits que els de les cèl·lules eucariotes

El nucleoide o cromosoma bacterià constituít per una molècula de DNA circular i no associada a histones

Els bacteris poden presentar plàsmidis, petits fragments circulars d’ADN que es dupliquen independentment

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

2.1.3. Altres estructures: flagels i fímbries

ELS FLAGELS Els flagels són el mitjà de moviment d’alguns bacteris . Els flagels bacterians són més senzills que els undulipodis dels eucariotes.

Segons la disposició dels flagels reben diferents noms:

A.- Monònic B.- Lofòtic C.- Amfític D.- Perític.

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

LES FIMBRIES

Les fímbries , pèls o pili són uns filaments curt i rígids que no tenen funció de moviment. Tenen una estructura de canya buida i serveixen per intercanviar fragments d’ADN entre bacteris durant la conjugació.

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

2.2.El metabolisme de la cèl·lula procariota

El metabolisme és el conjunt de reaccions químiques que presenten les cèl·lules amb la finalitat d’extreure i transformar matèria i energia del medi amb la finalitat de realitzar les funcions pròpies de la vida.

A diferència de les cèl·lules eucariotes que difereixen molt poc des del punt de vista metabòlic, els bacteris tenen una gran diversitat de metabolismes diferents . Algunes de les raons que podrien explicar aquest fet són la capacitat per intercanviar gens i l’elevada taxa de mutació que els permet modificar els enzims i el metabolisme més ràpidament.

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

Podem classificar el metabolisme dels bacteris en funció de la font de carboni ( matèria) i la font d’energia que utilitzen

Segons la font de carboni:

Autòtrofs:La font de carboni és una molècula inorgànicaHeteròtrofs:La font de carboni és una molècula orgànica

Segons la font energètica

Fotòtrofs:Utilitzen l’energia lumínicaQuimiòtrofs:Utilitzen l’energia química continguda en le senllaços

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

Font energia

Font de carboni

Energia química Energia lumínica

Carboni orgànic

Quimioheteròtrofs Fotoheteròtrofs

Carboni inorgànic

Quimioautòtrofs Fotoautòtrofs

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

Respecte l’ús d’oxigen els bacteris també presenten diferents metabolismes:

Metabolisme aeròbic l’Oxigen és necessari per dur a terme el seu metabolisme

Metabolisme anaeròbic:

Anaeròbics estrictes: no utilitzen l’oxigen i els és tòxic

Anaeròbic facultatius: només utilitzen anabolisme anaerobi en absència d’oxigen (fermentacions), en presència d’oxigen tenen un metabolisme aeròbic molt mes eficient

2.3.La reproducció de la cèl.lula procariota

escisió binària o biparticióT

EM

A N

º 3: M

ICR

OO

RG

AN

ISM

ES

I SA

LU

T

La cèl·lula procariota només té reproducció asexual. En condicions òptimes poden dividir-se cada 20 minuts

Després de créixer la cèl·lula fa una còpia del seu ADN i s’escindeix en dues cèl·lules filles .

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

Els bacteris poden presentar formes de resistència que alhora serveixen per a la seva reproducció i dispersió.

Quan les condicions són desfavorables els bacteris formen espores que poden persistir anys en condicions adverses

Una espora conté el material genètic, una petita part de citoplasma deshidratat i cobertes externes de protecció

Quan les condicions són favorables, en hidratar-se es trenquen les cobertes externes i es recupera la cèl·lula.

Les espores són molt resistents a les altes temperatures i als agents químics, per això són més difícils d’eliminar quan volem esterilitzar algun material o eliminar bacteris dels aliments.

Formació d’espores

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

Bacillus anthracis Bacteria vegetative stage and spore formation in the vegetative cell. Bacillus anthracis is a Gram-positive, encapsulated, spore-forming, zoonotic, rod-shaped prokaryote. It occurs in wild and domestic vertebrates as well as in humans and it is the pathogen for anthrax.

2.4.La parasexualitat bacterianaT

EM

A N

º 3: M

ICR

OO

RG

AN

ISM

ES

I SA

LU

T

Els bacteris només es reprodueixen asexualment, per tant la reproducció origina descendents genèticament idèntics als progenitors.

Els bacteris, en canvi , presenten una gran variabilitat genètica i una gran plasticitat que els permet adaptar-se ràpidament als canvis ambientals.

Aquesta característica es deguda a que presenten mecanismes de transferència genètica horitzontal o mecanismes de parasexualitat.

La parasexualitat bacteriana consisteix en la transferència de

material genètic entre cèl·lules de la mateixa espècie o fins i tot entre espècies diferents.

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

Els bacteris que adquireixen gens nous presentaran característiques diferents.

Per exemple poden canviar els seus requeriments nutritius, presentar càpsula o fer-se resistents a un determinat antibiòtic.

A diferència de la cel·lula eucariota on l’intercanvi genètic es fa gràcies a la reproducció sexual, per tant en vertical, de pares a fills

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

Es coneixen tres mecanismes de transferència genètica entre bacteris: la transformació, la conjugació i la transducció

La transformació: Un bacteri pot incorporar ADN del medi provinent de bacteris morts. Les cèl.lules que són capaces de patir transformació s’anomenen competents .

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

La conjugació

Aquesta es produeix mitjançant el contacte físic entre bacteris i requereix de bacteris donadors i receptors. Els donadors tenen plàsmids i poden formar ponts citoplasmàtics ( pili) Els plàsmids es copien i es transmeten al bacteri receptor.

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

La transducció :

La transferència de material genètic d’un bacteri a un altre es a través d’un virus bacteriòfag. El virus després d’infectar un bacteri s’emporta part dels gens d’aquest. En infectar un segon bacteri els introdueix al receptor. Si sobreviu a l’infecció serà un bacteri amb noves característiques.

TE

MA

Nº 3

: MIC

RO

OR

GA

NIS

ME

S I S

AL

UT

Segons la classificació dels éssers vius en 5 regnes proposada per Whittaker l’any 1969 tots els organismes procariotes constitueixen el regne MONERA.

L’any 1977 Woese proposen dividir aquest regne en dos: El regne dels ARQUEOBACTERIS i el regne dels EUBACTERIS

La teoria més actual (Woese 1990) classifica tots els éssers vius en tres dominis. El domini ARCHAEA per els arqueobacteris, el domini EUBACTERIA per els eubacteris i el domini EUKARYA per la resta d’essers de cèl·lula eucariota.

2.5. Classificació