LOS MICROORGANISMOS

1. LOS MICROORGANISMOS 2º BACHILLERATO DE CIENCIAS IES UNIVERSIDAD LABORAL DE MÁLAGA

2. Concepto de microorganismo • Los microbios o microorganismos son seres vivos de tamaño microscópico, por eso para su observación es necesario utilizar el microscopio óptico o el electrónico. • Pueden ser unicelulares o pluricelulares, procariotas o eucariotas, autótrofos o heterótrofos. • En todos la célula realiza por sí misma todas las funciones vitales como el metabolismo, el crecimiento, la relación y la reproducción. • Presentan gran heterogeneidad. Se encuentran en 3 Reinos: Monera, Protoctistas y Fungi y los 3 dominios según clasificación de Woese (1990): Bacteria, Archaea, y Eucarya.

3. Clasificación de los microorganismos

4. Bacterias Espirilos Vibrios Cocos Bacilos . Esquema de bacteria Escherichia coli

5. Cápsula bacteriana Estructura: Capa más externa, rígida, formada por polisacáridos. Sólo en algunas bacterias Función: Proteger contra la fagocitosis o frente a la desecación Permite la fijación a sustratos

6. Pared bacteriana Gram + gruesa capa monoestratificada de mureína con proteínas y polisacáridos asociados • Función: • Da forma a la bacteria, • Proporciona rigidez • Soporta presiones osmóticas elevadas Gram - biestratificada, capa basal de mureína y una membrana externa Estructura:

7. Membrana plasmática Estructura: Estructura y composición idéntica a células eucariotas pero carece de colesterol. Contiene numerosos sistemas enzimáticos que intervienen en muchas funciones Función: Delimitar el citoplasma Permite de forma selectiva el paso de sustancias entre el interior y el exterior Alberga algunos procesos metabólicos como respiración o fotosíntesis

8. Citoplasma Alberga el nucleoide, plásmidos, ribosomas, vesículas de gas y gránulos o inclusiones, Función:Lugar donde se lleva a cabo muchas de las reacciones metabólicas

9. Ribosomas Estructura: Libres o formando polirribosomas. Algo más pequeños que los de la célula eucariota, muy parecidos a los ribosomas de las mitocondrias. Velocidad de sedimentación de 70 S, constituidos por dos subunidades: Subunidad pequeña, que sedimenta a valores de 30 S Subunidad grande que sedimenta a valres de 50 S Función: Síntesis de proteínas

10. Gránulos (o inclusiones) Estructura: Sin membrana, dispersos por el citoplasma. Son reservas energéticas: Almidón, glucógeno o lípidos. Función: fuente de reserva de compuestos

11. Orgánulos especiales Tilacoides Estructura: Con membrana parecida a la plasmática y pigmentos fotosintéticos. En cianobacterias Función: Fotosíntesis Orgánulos diminutos: Estructura: Delimitados por membranas rígidas de proteínas Función: Vesícula de gas: Permitir flotabilidad y desplazamientos verticales Clorosomas: Fotosíntesis Carboxisomas: Fijación CO2

12. Cromosoma bacteriano Estructura: ADN circular situado en la región nuclear o nucleoide del citoplasma. Tiene proteínas y ARN asociado. Está altamente enrollado sobre sí mismo. Plasmidios: pequeñas moléculas de ADN circular (capacidad de replicación autónoma) Función: Llevar y transmitir la información genética

13. Flagelos Estructura: Prolongaciones finas de longitud variable (De 1 a 100/célula) Función: Movilidad

14. Pelos Estructura: alargadas y huecas, compuestas de una proteína llamada pilina Sólo en Gram – Dos tipos: de conjugación o pelos sexuales y de unión o fimbrias Función: Fimbrias o pili: adhesión a sustrato Pelos sexuales: Transmisión de ADN

15. Características estructurales de las bacterias

16. Funciones de los componentes

17. Características funcionales: Nutrición • El éxito evolutivo de las bacterias se debe en parte a su versatilidad metabólica. Todos los mecanismos posibles de obtención de materia y energía • Según la fuente de carbono que utilizan: • Autótrofos (= litótrofo): materia inorgánica - CO2 - • Heterótrofos (= organótrofo): materia orgánica • Según la fuente de energía:, • Fotótrofos: la luz • Quimiótrofos: compuesto químico que se oxida

20. Características funcionales: Reproducción • Asexual por bipartición o fisión binaria • Este mecanismo solo permite a la bacteria la posibilidad de aumentar su variabilidad genética por mutación. • Mecanismos parasexuales • Mecanismos de transferencia genética horizontal, mediante los cuales intercambian información genética, de esta forma una bacteria pasa información a otra de la misma generación

21. Asexual por bipartición o fisión binaria

22. Mecanismos parasexuales: Conjugación

23. Mecanismos parasexuales: Transducción

24. Mecanismos parasexuales: Transformación

25. Bacterias

26. Algas microscópicas Características estructurales Eucariotas Con cloroplastos con clorofilas, xantofilas y carotenoides Pared celular de celulosa Unicelulares o pluricelulares Características funcionales Realizan la fotosíntesis: Autótrofos Mayoría viven en medios acuáticos: fitoplancton(1º eslabón cadena alimenticia) Diatomeas Algas dinoflageladas Euglena

27. Protozoos Características estructurales Eucariotas Sin pared celular Unicelulares. Algunos pueden formar colonias de varios individuos. Características funcionales Heterótrofos Capacidad de desplazamiento Sensibilidad ante diferentes estímulos Viven en ambientes acuáticos o terrestres muy húmedos Para desplazarse utilizan pseudópodos, cilios o flagelos Ameba Paramecio Stentor Mastigóforo

28. Hongos microscópicos Características estructurales Eucariotas Sin cloroplastos Con pared celular de quitina Unicelulares o pluricelulares Características funcionales Heterótrofos Secretan enzimas digestivas al exterior, y absorben pequeñas moléculas originadas tras la digestión Penicilium notatum Levadura de la cerveza Moho del pan

29. Virus / Características / Controversia Un virus es un agente genético que posee un ácido nucleico que puede ser ADN o ARN (sólo un tipo), rodeado de una envuelta de proteína llamada cápsida (formada por varias subunidades proteicas o capsómeros) No tienen estructura celular, ya que carece de citoplasma y de las enzimas necesarias para realizar un metabolismo. No tienen metabolismo propio. Los virus contienen toda la información necesaria para su ciclo reproductor; pero necesitan para conseguirlo a otras células vivas de las que utilizan orgánulos y moléculas.

30. Clasificación de los virus Según el hospedador al que parasiten: Virus bacterianos, bacteriófagos o fagos Virus vegetales Virus animales Según el tipo de material genético Adenovirus Retrovirus Según la forma de la cápsula proteica Con cápsida icosaédrica Con cápsida helicoidal Con cápsida compleja

31. Virus Presenta dos estados: Extracelular: fuera de la célula, metabólicamente inerte. En esta fase el virus se denomina virión o partícula vírica. Intracelular: se adhieren a la superficie de células (hospedador) e introduce en ellas su genoma (ADN o ARN). Utiliza la materia, energía y sistemas enzimáticos de la célula hospedadora para replicarse.

32. Estructura de los virus

33. Ciclo de los virus

34. Ciclo de los virus. Ciclo lítico Ciclo lítico conduce a la destrucción (lisis) de la célula hospedadora y lo realizan los bacteriófagos (ejemplo el bacteriófago T4). Fases: Fase de fijación o absorción:en la superficie de la las bacterias hay receptores específicos a los que se une el fago (Hay gran especificidad). Los virus se fijan a través de las puntas de las fibras caudales, mediante enlaces químicos y clavan las espinas basales en la pared bacteriana.

35. CICLO LÍTICO • Fase de penetración: El bacteriófago perfora la pared celular de la bacteria mediante lisosimas situadas en su placa basal. Contrae la vaina de la cola e introduce su ADN a través del orificio practicado en el citoplasma bacteriano. • Fase de eclipse:Utilización de la maquinaria biosintética de la bacteria para producir muchas copias del ácido nucleico y de la cápsida, y otros componentes víricos si los tuviera • Fase de ensamblaje:los capsómeros recién formados se reúnen formando cápsidas, las nuevas moléculas de ADN vírico se pliegan y penetran en las cápsidas. • Fase de lisis o liberación:la enzima endolisina (enzima lítico) produce la lisis de la bacteria y los nuevos viriones formados salen al exterior y pueden infectar otras bacterias.

36. 1. Fase de fijación o absorción 2. Fase de penetración 5. Fase de lisis o liberación 4. Fase de ensamblaje 3. Fase de eclipse

37. Ciclo de los virus. Ciclo lisogénico Ciclo lisogénico: El genoma del virus queda integrado en el de la bacteria, no expresa sus genes y se replica junto al genoma de la célula (hospedadora o célula lisogénica).El virus queda en forma de profago. Puede ocurrir que: Pase a ciclo lítico Permanezca en estado latente durante toda la vida de la célula huésped.

38. Retrovirus. Virus del sida

39. Ciclo de vida del virus VIH

40. ¿Cómo actúa el VIH? Mecanismo de acción de algunos medicamentos

41. LOS VIRUS El genoma del fago lambda se ha cartografiado y secuenciado completamente

42. Relaciones entre los microorganismos y la especie humana Inocuas: viven en la piel, conductos respiratorios, digestivo,.. Beneficiosas: flora bacteriana. Perjudiciales: producen enfermedades a plantas y animales. Son los microorganismos patógenos Oportunistas: son patógenos en determinadas condiciones

43. Las enfermedades infecciosas Clasificación en función de los microorganismos que las producen:

44. Las enfermedades infecciosas Clasificación en función del medio por el que son transmitidas:

45. Control de los microorganismos

46. BENEFICIOS DE LOS MICROORGANISMOS • La microflora intestinal nos ayuda a fabricar vitaminas K y B12. • La flora vaginal provoca un pH bajo que impide la proliferación de infecciones. • El metabolismo bacteriano junto con el de los hongos y otros microorganismos, es esencial para el mantenimiento del medio en los ecosistemas. • Las bacterias hacen posibles los ciclos biogeoquímicos (el del carbono, el nitrógeno y el fósforo) y mantienen unas determinadas condiciones en el suelo y las aguas. • Biotecnología: utilización de microorganismos para a obtención de productos.

47. Incluye procesos industriales que utilizan microorganismos como base para obtener productos de utilidad para las personas: Producción de antibióticos Producción de vitaminas, aminoácidos y enzimas Procesos de fermentación: elaboración de vino, cerveza, pan, queso, yogur,.. Control de plagas de insectos: bioinsecticidas El descubrimiento de la estructura del ADN y el desarrollo de los procesos técnicos para estudiarlo, se ha transformado en una tecnología en si misma, con la que obtener también bienes y servicios: Ingeniería genética BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA

48. IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS EN INVESTIGACIÓN E INDUSTRIA 1. Producción de antibióticos Se conocen cerca de 800 antibióticos producidos por microorganismos: hongos del género Penicillium y bacteria de los géneros Bacillus y Streptomyces

49. IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS EN INVESTIGACIÓN E INDUSTRIA 2. Producción de vitaminas, aminoácidos y enzimas Vitaminas: la mayoría son sintetizadas en laboratorio, pero algunas se producen industrialmente mediante procesos de fermentación microbiana. Aminoácidos Muchos microorganismos pueden sintetizar aminoácidos a partir de precursores nitrogenados inorgánicos. Son utilizados en la industria alimentaria como potenciadores del sabor, edulcorantes, aditivos o antioxidantes Enzimas extracelulares Diversos hongos y bacterias producen enzimas que expulsan y actúan en el medio: proteasas, amilasas,..

50. IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS EN INVESTIGACIÓN E INDUSTRIA 3. Procesos de fermentación: transformaciones químicas realizadas por algunos microorganismos en las que las moléculas orgánicas son degradadas incompletamente a un compuesto orgánico.