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INSTITUCION EDUCATIVA
TÉCNICA JUAN V. PADILLA
REINO MONERA
LAS ALGAS VERDE-AZULES Y LAS BACTERIAS
2.011
REINO MONERA 2.011
EL REINO MORERA: Conformado por las bacterias y las cianobacterias o
algas verde-azules.
Los individuos pertenecientes al reino mónera, son organismos procariotas
unicelulares. Están representados a través de las bacterias y de las algas verdes
azuladas. A estos organismos se les encuentra como unicelulares pero conformando
colonias (en grupos miceliales). Se caracterizan por el hecho de no poseer membranas
nucleares, mitocondrias, plástides ni flagelos avanzados. Generalmente, efectúan su
alimentación por medio de la absorción pero algunos especímenes son capaces de
realizar procesos fotosintéticos o quimiosintéticos. Principalmente, su tipo de
reproducción puede ser asexual, por fisión o por yemas. Otra forma de reproducción
se da a través de fenómenos protosexuales. Dentro del reino mónera, se puede
encontrar a los individuos que son inmóviles y a los que tienen la capacidad de
desplazarse. Cuando el organismo puede desplazarse lo hace a través del latido de
flagelos simples (ya hemos mencionado que carecen de flagelos avanzados) o por
deslizamiento Rama Nyxocera (si carecen de flagelos).
Las Bacterias
Filo Schizophyta (Bacterias):
Pertenecen a este grupo del reino mónera los seres vivos de menor tamaño que se
conocen; en un espacio de un milímetro lineal caben en fila 200 a 1.000 individuos, es
decir podemos estimar su tamaño entre cinco milésimas y una milésima de milímetro
(de 5 a 1 micras). Se conocen alrededor de 1.600 especies.
Para el estudio de los seres microscópicos se ha adoptado como unidad de medida la
micra que equivale a una milésima de milímetro.
Bacterias: La mayor parte de los microorganismos incluidos en este phylum se conocen
con el nombre de bacterias; son organismos unicelulares, sin núcleo definido, muy
pequeños, 1 a 5 micras de tamaño. Presentan diferentes formas. Pertenecen al reino
mónera.
a.- De forma redondeada, sin cilias: cocos. Se llaman micrococos si aparecen aislados:
diplococos, en número de dos; estafilococos reunidos en racimos, estreptococos
agrupados en forma de cadena.
b.- De forma alargada como bastoncitos, muchos con cilias: bacilos.
c.- De forma espiral: rígidos como los espirilos; con espirales flexibles, espiroquetas;
cortos, con apenas una espira, vibriones.
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Filo Cyanophyta: En este grupo del reino mónera se ubica a las algas verde azules, las
cuales carecen de núcleos definidos, de cloroplastos u otras estructuras celulares
especializadas. También llamadas cianobacterias.
Estructura clásica de una cianobacteria:
a. Membrana exterior. b. Capa de peptidoglica. c. Membrana plasmática. d. Citoplasma. e. Granulo
de cianoficina. f. Ribosoma. g. Granulo de glicogen. h. Granulo lipídico. i. Carboxisoma.
j. Ficobilisoma. k. Granulo de polifosfato. l. Vacuola gasífer. m. Tilacoide. n. Nucleoplasma
Son capaces de producir la misma clase de clorofila que poseen las plantas superiores,
pero aún así son del tipo de célula más primitivo que existe. Se sobrentiende que, por
no por poseer cloroplastos, la clorofila se encuentra distribuida por toda la célula. Por
otro lado, estos individuos del reino mónera son unicelulares o filamentosos. Otras
denominaciones utilizadas son las de cianofitos, cianobacterias o el de bacterias
verdes azuladas. Las llamadas cianofíceas o algas azules son consideradas la clase más
destacada dentro de este filo.
Las algas verde azuladas, pertenecientes al reino mónera, pueden ser encontradas en
los hábitats más diversos de todo el mundo. En las aguas tropicales poco profundas, las
matas de algas pueden llegar a constituirse en unas formaciones curvadas que suelen
ser llamadas estromatolitos, cuyos fósiles se han encontrado en rocas formadas
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durante el precámbrico, hace más de 3.000 millones de años. Al saber esto, podemos
entender con claridad el papel esencial e importante que llegaron a desempeñar estos
organismos del reino mónera al transformar la atmósfera primitiva, la cual era rica en
dióxido de carbono y por tanto venenosa para otras formas de vida, en la mezcla
oxigenada que existe actualmente.
Anabaena flosaquae (Nostocales),
una cianobacteria filamentosa.
Lyngbya (cianobacteria)
Las cianobacterias son en general organismos fotosintetizadores, pero algunas viven
heterotróficamente, como descomponedoras, o con un metabolismo mixto. Las
cianobacterias comparten con algunas otras bacterias la capacidad de usar N 2
atmosférico como fuente de nitrógeno.
Fotosíntesis oxigénica
Azolla caroliniana, un helecho acuático portador de cianobacterias simbiontes del género Anabaena.
Las cianobacterias fueron las primeras en realizar una variante de la fotosíntesis que
ha llegado a ser la predominante, y que ha determinado la evolución de la biosfera
terrestre. Se trata de la fotosíntesis oxigénica. La fotosíntesis necesita un reductor (una
fuente de electrones), que en este caso es el agua (H2O). Al tomar el H del agua se
libera oxígeno. La explosión evolutiva y ecológica de las cianobacterias, hace miles de
millones de años, dio lugar a la invasión de la atmósfera por este gas, que ahora la
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caracteriza, sentando las bases para la aparición del metabolismo aerobio y la
radiación de los organismos eucariontes.
Fijación de nitrógeno
Las cianobacterias comparten con algunas otras bacterias la habilidad de tomar el N 2
del aire, donde es el gas más abundante, y reducirlo a amonio (NH 4+), una forma de
nitrógeno que todas las células pueden aprovechar. Los autótrofos que no pueden fijar
el N2, tienen que tomar nitrato (NO3-), que es una sustancia escasa; este es el caso de
las plantas. La enzima que realiza la fijación del nitrógeno es la nitrogenasa, que es
inhibida por el oxígeno, con lo cual se hace incompatible con la fotosíntesis y, por
tanto, en muchas cianobacterias los dos procesos se separan en el tiempo,
realizándose la fotosíntesis durante las horas de luz y la fijación de nitrógeno
solamente por la noche. Algunas especies han solucionado el problema mediante los
heterocistes, unas células más grandes y con una pared engrosada con celulosa y que
se encargan de la fijación del nitrógeno; en los heterocistes no hay fotosistema II, de
modo que no hay desprendimiento de oxígeno y la nitrogenasa puede actuar sin
problemas.
Algunas cianobacterias son simbiontes de plantas acuáticas, como los helechos del
género Azolla, a las que suministran nitrógeno. Dada su abundancia en distintos
ambientes, las cianobacterias son importantes para la circulación de nutrientes,
incorporando nitrógeno a la cadena alimentaria, en la que participan como
productores primarios o como descomponedores.
Toxicidad
Algunas cianobacterias producen toxinas y pueden envenenar a los animales que
habitan el mismo ambiente o beben el agua. Se trata de una gran variedad de géneros
y especies; algunas producen toxinas muy específicas y otras producen un espectro
más o menos amplio de tóxicos. El fenómeno se hace importante sólo cuando hay una
floración (una explosión demográfica), lo que ocurre a veces en aguas dulces o
salobres, si las condiciones de temperatura son favorables y abundan los nutrientes,
sobre todo el fósforo (eutrofización de las aguas). Los géneros más frecuentemente
implicados en floraciones son Microcystis, Anabaena y Aphanizomenon. Los
mecanismos fisiológicos de la intoxicación son variados, con venenos tanto citotóxicos
(atacantes de las células), como hepatotóxicos (atacantes del hígado) o neurotóxicos
(atacantes del sistema nervioso).
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Floraciones de cianobacterias (blooms)
Floración de cianobacterias en el norte de Alemania.
Las cianobacterias colonizan numerosos ecosistemas terrestres y acuáticos. Sin
embargo, en ambientes acuáticos es donde especialmente se agregan, dando lugar a
formaciones típicas conocidas como floraciones o blooms. Estas proliferaciones en
masa ocurren en aguas eutróficas ricas en nutrientes (particularmente fosfatos,
nitratos y amoníaco) bajo temperaturas medianamente altas (15 a 30 °C) y donde el pH
oscila entre 6 y 9. Con todo, las floraciones cianobacterianas necesitan aguas poco
removidas y sin vientos para poder desarrollarse. Dichos blooms, resultan muy
antiestéticos e indeseables en aguas de recreo ya que cambian el aspecto del agua y
causan turbidez. Es más, está bien documentado que las cianobacterias, gracias a un
metabolismo secundario muy activo, son capaces de sintetizar un gran número de
compuestos orgánicos como antibióticos, antivirales, antitumorales, y también otros
compuestos nefastos como la geosmina y el 2-metil-isoborneol, que confiere al agua
de grifo un sabor execrable. Hay que añadir a todos estos compuestos toxinas
responsables de varios episodios conocidos de mortandad de vertebrados (peces, así
como ganado y otros animales que beben de las aguas afectadas por el bloom) por
ingestión de cianobacterias concentradas en la orilla por la acción del viento.
Cianobacterias y la historia de la Tierra
Oncolitos; formación Guilmette (Devónico Superior) Nevada.
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Las cianobacterias fueron los principales productores primarios de la biosfera durante
al menos 1.500 millones de años, y lo siguen siendo en los océanos, aunque desde
hace 300 millones de años han cobrado importancia distintos grupos de algas
eucarióticas (las diatomeas, los dinoflagelados y los haptófitos o cocolitofóridos). Lo
más importante (ver el punto correspondiente) es que a través de la fotosíntesis
oxigénica inundaron la atmósfera de O 2 hace unos 2.500 millones de años.2 Siguen
siendo los principales suministradores de nitrógeno para las cadenas tróficas de los
mares.
La capacidad de usar el agua como donador de electrones en la fotosíntesis evolucionó
una sola vez en el antepasado común de todas las cianobacterias. Los datos geológicos
indican que este fundamental evento tuvo lugar en un momento temprano de la
historia de la Tierra, hace al menos 2.450-2.320 millones de años y probablemente
mucho antes. Hay evidencias de que la vida existía hace 3.500 millones de años, pero
la cuestión de cuándo evolucionó la fotosíntesis oxigénica sigue siendo motivo de
debate e investigación. Se tienen claras evidencias que hace unos 2.000 millones
existía ya una biota diversa de cianobacterias, que fueron los principales productores
primarios durante el eón Proterozoico (2.500-543 millones de años atrás), en parte
porque la estructura redox de los océanos favoreció a los fotoautótrofos y la fijación
del nitrógeno. Al final del Proterozoico, se les unieron las algas verdes, pero no fue
hasta el Mesozoico (251-65 millones de años) que la radiación de los dinoflagelados,
cocolitoforales y diatomeas restaron parte del protagonismo a las cianobacterias. En la
actualidad, las cianobacterias son aun claves en los ecosistemas marinos como
productores primarios y como agentes fijadores de nitrógeno.
Rama Nyxomonera
Esta rama del reino mónera agrupa a los individuos sin flagelos, al carecer de estos el
único tipo de movilidad que podría darse es por deslizamiento.
Filo Myxobacteriae
En este filo se encuentran las bacterias unicelulares o filamentosas deslizantes que
forman parte del reino mónera.
Rama Mastigomonera
Los individuos de esta rama también pertenecen al reino mónera y se movilizan por
flagelos simples (y formas de relaciones inmóviles)
Filo Actinomycota
Bacterias ramificadas filamentosa, forman una estructura micelial. Pertenecen al reino
mónera.
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Filo Spirochaetae
Espiroquetas son individuos pertenecientes al reino mónera que se mueven por torsión
del filamento axial único.
¿Que son las bacterias?
Son seres generalmente unicelulares que pertenecen al Reino Monera. Son células de
tamaño variable cuyo límite inferior está en las 0,2ð y el superior en las 50ð; sus
dimensiones medias oscilan entre 0,5 y 1ð. Las bacterias tienen una estructura menos
compleja que la de las células de los organismos superiores: son células procariotas (su
núcleo está formado por un único cromosoma y carecen de membrana nuclear).
Igualmente son muy diferentes a los virus, que no pueden desarrollarse más dentro de
las células y que sólo contienen un ácido nucleico.
Los descomponedores (hongos y bacterias) son los encargados de descomponer en
sustancias más simples, la materia protoplasmática de los productores y consumidores
muertos.
 Clasificación de las bacterias por su forma:
Cocos: forma esférica u ovalada
Estreptococos (en cadena).
Diplococos (dobles).
Estafilococos (en racimos).
Bacilos: en forma de bastón.
Espirilos: en forma de espiral.
Vìbrios: en forma de coma.
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Estructura de las bacterias
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-Cápsula: no es constante, es una capa gelatinosa de tamaño y composición variable
formada de polisacáridos.
-Pared celular: es rígida, dúctil y elástica. Su originalidad reside en la naturaleza
química del compuesto macromolecular que le confiere su rigidez. Formada por
peptiglucal y ácido teitoico.
-Membrana celular: semejante a la membrana celular, es una envoltura que rodea al
citoplasma.
-Citoplasma: masa de materia viva donde se encuentran los ribosomas (que
intervienen en la fabricación de proteínas) y granos de grasa o de glúcidos que le
sirven de almacén. En las bacterias autótrofas se encuentran cromatóforos, donde se
almacena la clorofila.
-Plasmidio: formado por DNA, de forma circular.
-Flagelos: no existen más que en ciertas especies. Filamentosos y de longitud variable,
constituyen los órganos de locomoción. Según las especies, pueden estar implantados
en uno o en los dos polos de la bacteria o en todo su entorno. Constituyen el soporte
de los antígenos "H". En algunos bacilos Gram negativos se encuentran Pili, que son
apéndices más pequeños que los cilios y que tienen un papel fundamental en genética
bacteriana.
-Pili: estructura que sirve de adherencia a la superficie. Sirve de puente citoplasmático
entre la transferencia de información genética.
-Ribosomas: son gránulos y se componen generalmente de RNA.
-Mesosoma: repliegue de la membrana celular, tiene gran importancia en la división
celular y la reparación de la célula.
Las paredes de las células de las bacterias pueden ser:
 Gram positivas: tienen una pared gruesa, es decir mas capas. Se tiñen con
yoduro yodurado. Tiene capa gruesa de peptidoglical y ácido teitoico
 Gram negativas: tienen una pared delgada, una capa. No se tiñen con yoduro
yodurado sino con suframina. Tienen una capa de peptidoglical y por fuera una
membrana externa.
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 Reproducción de la bacteria
Generalmente las bacterias se reproducen por bipartición, como se ve en el siguiente
esquema
Tras la duplicación del ADN, que está dirigida por la ADN-polimerasa que se encuentra
en los mesosomas, la pared bacteriana crece hasta formar un tabique transversal
separador de las dos nuevas bacterias.
Pero además de este tipo de reproducción asexual, las bacterias poseen unos
mecanismos de reproducción sexual o parasexual, mediante los cuales se intercambian
fragmentos de ADN.
La biología de las bacterias
Gran parte de las bacterias son heterótrofas, pero según su modo de alimento pueden
ser:



Saprofitas: Si viven sobre materia orgánica muerta.
Parásitas: Si viven a expensas de otros organismos, produciendo
enfermedades.
Simbióticas: Si establecen relaciones de mutuo beneficio con otros seres vivos.
Las cianobacterias y otros grupos de bacterias son autótrofas, es decir, son capaces de
sintetizar sus compuestos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas.
DIFERENTES TIPOS DE MICROORGANISMOS INDUSTRIALES
Los microorganismos que sintetizan productos útiles para el hombre representan,
como máximo, unos pocos centenares de especies de entre las más de 100000
descritas en la Naturaleza. Los pocos que se han encontrado con utilidad industrial son
apreciados por elaborar alguna sustancia que no se puede obtener de manera fácil o
barata por otros métodos.
1. Levaduras
Las levaduras se vienen utilizando desde hace miles de años para la fabricación de pan
y bebidas alcohólicas. La levadura que sin duda fué la primera y aún hoy en día sigue
siendo la más utilizada por el hombre es Saccharomyces cerevisiae de la que se
emplean diferentes cepas para la fabricación de cerveza, vino, sake, pan y alcoholes
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industriales. Kluyveromyces fragilis es una especie fermentadora de la lactosa que se
explota en pequeña escala para la producción de alcohol a partir del suero de la leche.
Yarrowia lipolytica es una fuente industrial de ácido cítrico. Trichosporum cutaneum
desempeña un importante papel en los sistemas de digestión aeróbica de aguas
residuales debido a su enorme capacidad de oxidación de compuestos orgánicos,
incluídos algunos que son tóxicos para otras levaduras y hongos, como los derivados
fenólicos.
2.- Hongos filamentosos:
Los hongos tienen una gran importancia económica, no tan sólo por su utilidad, sino
también por el daño que pueden causar. Los hongos son responsables de la
degradación de gran parte de la materia orgánica de la Tierra, una actividad
enormemente beneficiosa ya que permite el reciclaje de la materia viva. Por otro lado,
los hongos causan gran cantidad de enfermedades en plantas y animales y pueden
destruir alimentos y materiales de los que depende el hombre.
Los efectos perjudiciales de los hongos están contrarrestados por su utilización
industrial. Los hongos son la base de muchas fermentaciones como la combinación de
soja, habichuelas, arroz y cebada que dan lugar a los alimentos orientales miso, shoyu
y tempeh. Los hongos son también la fuente de muchos enzimas comerciales
(amilasas, proteasas, pectinasas), ácidos orgánicos (cítrico, láctico), antibióticos
(penicilina), quesos especiales (Camembert, Roquefort) y, evidentemente, de las setas.
3. Bacterias
Entre las especies bacterianas de interés industrial están las bacterias del ácido
acético, Gluconobacter y Acetobacter que pueden convertir el etanol en ácido acético.
El género Bacillus es productor de antibióticos (gramicidina, bacitracina, polimixina),
proteasas e insecticidas. Del género Clostridium cabe destacar Clostridium
acetobutylicum que puede fermentar los azúcares originando acetona y butanol. Las
bacterias del ácido láctico incluyen, entre otras, las especies de los géneros
Streptococcus y Lactobacillus que producen yogur. Corynebacterium glutamicum es
una importante fuente industrial de lisina. El olor característico a tierra mojada se
debe a compuestos volátiles (geosmina) producido por Streptomyces aunque su
principal importancia radica en la producción de antibióticos como anfotericina B,
kanamicina, neomicina, estreptomicina, tetraciclina, etc.
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Botulismo
Se trata de una enfermedad neurológica severa caracterizada por una parálisis fláccida
que afecta a los humanos y a una variedad de animales, causada por la acción de la
neurotoxina botulínica. El concepto aceptado sobre la patogenia ha sido que se trata
de una intoxicación alimentaria provocada por la ingestión de la toxina preformada en
alimentos procesados en forma incorrecta y en forma más rara de la producción in vivo
de la toxina a nivel de una herida.
El nombre de la enfermedad deriva de la palabra del latín botulus, que significa
salchicha, dada la asociación de esta enfermedad con el consumo de salchichas y otros
alimentos cárnicos. La etiología bacteriana y el mecanismo toxigénico fue descubierto
por van Ermengem en 1895 durante la investigación de un gran brote en Bélgica.
En 1976, se empezaron a describir los primeros casos de botulismo en el lactante.
Actualmente esta forma de botulismo es la más común en países como EEUU.
Agente geológico
Las toxinas botulínicas son producidas por C.botulinum aunque se han reportado casos
de otras especies de clostridios que también producen este tipo de toxinas.
Morfología y estructura
C.botulinum es un bacilo gram positivo esporulado y anaerobio. Generalmente es recto
o ligeramente curvado, las esporas son ovales, subterminales y distienden el soma
bacteriano. Es móvil por medio de flagelos peritricos.
ESTERILIZACION
Significa eliminar toda forma de vida microbiana, logrado destruir incluso las
endosporas. Para ello es necesario calentar el material que se va a esterilizar en una
estufa a 160º C, durante por lo menos 2 horas. Si esto no es factible, pues la sustancia
a esterilizar se descompone.
El impacto de la esterilización fue decisivo en la cirugía, ya que debido a su aplicación
se comenzó a emplear material aséptico y se desarrollaron otros muchos cuidados en
el uso de material quirúrgico.
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PASTEURIZACION
Significa disminuir en forma considerada la carga microbiana: la sustancia se calienta a
65º C, durante 30 minutos, y luego se enfría rápidamente. Ese “golpe de temperatura”
logra el propósito buscado.
La aplicación de la pasterización resulto muy importante en la industria alimentaría,
sobre todo en la conservación de líquidos, como la leche o la cerveza, y la elaboración
a productos de mayor durabilidad.
El calor se ha convertido en una lucha contra los microorganismos causantes de
enfermedades (como se puede observar en ambos casos: Pasteurización y
Esterilización).
ENFERMEDADES BACTERIANAS
Puede realizarse por:
Transformación: Consiste en el intercambio genético producido cuando una bacteria
es capaz de captar fragmentos de ADN, de otra bacteria que se encuentran dispersos
en el medio donde vive.
Transducción: En este caso la transferencia de ADN de una bacteria a otra, se realiza a
través de un virus bacteriófago, que se comporta como un vector intermediario entre
las dos bacterias.
Conjugación: en este proceso, una bacteria donadora F+ transmite a través de un
puente o pili, un fragmento de DNA, a otra bacteria receptora F-. La bacteria que se
llama F+ posee un plasmidio, además del cromosoma bacteriano.
 Bacterias patógenas
Casi 200 especies de bacterias son patógenas para el ser humano, es decir, causantes
de enfermedades. El efecto patógeno varía mucho en función de las especies y
depende tanto de la virulencia de la especie en particular como de las condiciones del
organismo huésped.
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Los efectos patógenos provocados por las bacterias en los tejidos pueden agruparse en
las cuatro clases siguientes:
1.- efectos provocados por la acción directa local de la bacteria sobre los tejidos, como
en la gangrena gaseosa causada por Clostridium perfringens.
2.- efectos mecánicos, como cuando un grupo de bacterias bloquea un vaso sanguíneo
y causa un émbolo infeccioso.
3.- efectos de respuesta del organismo ante ciertas infecciones bacterianas en los
tejidos, como las cavidades formadas en los pulmones en la tuberculosis, o la
destrucción de tejido en el corazón por los propios anticuerpos del organismo en las
fiebres reumáticas.
4.- efectos provocados por toxinas producidas por las bacterias, sustancias químicas
que resultan tóxicas en algunos tejidos. Las toxinas son, en general, específicas de cada
especie; por ejemplo, la toxina responsable de la difteria es diferente de la responsable
del cólera.
 Bacterias resistentes
La aparición de bacterias con resistencia a antibióticos y otras drogas antimicrobianas
fue, es y probablemente seguirá siendo uno de los grandes problemas de la medicina.
Su causa es el mecanismo más básico de la evolución de los seres vivos: la mutación
espontánea y la recombinación de los genes durante la reproducción, que al crear
variabilidad permite que actúe la selección natural. Esto favorece el desarrollo de las
variantes que mejor se adaptan al ambiente. Cuando las bacterias se desarrollan en
medios que contiene una droga antibacteriana, sólo crecerán aquellas que por
mutación adquirieron genes que confieren resistencia; mientras que no lo harán las
que son sensibles a la droga. Este caso de selección natural hace que con el correr del
tiempo todas las bacterias sean resistentes a la droga.
Entre los factores que favorecen la selección y la diseminación de genes que confieren
resistencia, cabe mencionar:
· El uso indiscriminado de las drogas antibacterianas.
· La exposición de las bacterias a otros agentes capaces de seleccionar variedades
resistentes. Un ejemplo es la exposición al mercurio, presente en algunos
desinfectantes.
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· El aumento en la población de pacientes cuyo sistema inmune se encuentra
deprimido (enfermos de SIDA, pacientes que han recibido transplantes de órganos y
pacientes sometidos a tratamientos contra el cáncer). Estas condiciones favorecen la
aparición de infecciones, llamadas oportunistas, que deben ser tratadas mediante el
suministro prolongado y en dosis altas de drogas antibacterianas.
· El uso de antibióticos en la alimentación de animales.
· El desarrollo de los medios de transporte que permite la rápida diseminación de
cepas resistentes.
Uno de los hechos que preocupan es que, a pesar del esfuerzo de los científicos, se
está tornando cada vez más difícil encontrar nuevos antibióticos. Por ejemplo, las
penicilinas ya han llegado a la sexta generación, las cefalosporinas, a la cuarta y las
quinolonas, a la tercera. Mientras tanto están apareciendo cepas de bacterias
causantes de enfermedades infecciosas que se consideraban ya dominadas, las cuales
adquirieron resistencia a las drogas más indicadas para combatirlas.
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BIBLIOGRAFIA
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