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LOS MICROORGANISMOS
2º BACHILLERATO DE CIENCIAS
IES UNIVERSIDAD LABORAL DE
MÁLAGA
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.
Clasificación de los microorganismos
Reinos
Monera
Protoctistas
Fungi
Bacterias
Algas
Protozoos
Hongos
Procariota
Eucariota
Eucariota
Eucariota
Número de
células
Unicelulares
Uni y
pluricelulares
Unicelulares
Uni y
pluricelulares
Tipo de
nutrición
Autótrofa y
heterótrofa
Autótrofa
Heterótrofa
Heterótrofa
Si
Si
No
No
Bipartición
Mitosis
Mitosis
Mitosis
Sí con
mureína
Sí de
celulosa
No
Sí de
quitina
Tipo de
organización
celular
Existencia de
fotosíntesis
División
celular
Pared
celular
.
Bacterias
Espirilos
Vibrios
Cocos
Bacilos
Esquema de bacteria
Escherichia coli
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
Pared bacteriana
Función:
•Da forma a la bacteria,
•Proporciona rigidez
•Soporta presiones osmóticas elevadas
Gram +
gruesa capa
monoestratificada de
mureína con proteínas y
polisacáridos asociados
Gram Estructura:
biestratificada, capa basal de
mureína y una membrana
externa
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
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
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
Gránulos (o inclusiones)
Estructura:
Sin membrana, dispersos por el citoplasma. Son reservas energéticas: Almidón,
glucógeno o lípidos.
Función:
fuente de reserva de compuestos
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
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
Flagelos
Estructura:
Prolongaciones finas de longitud variable (De 1 a 100/célula)
Función:
Movilidad
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
Características estructurales de las bacterias
Cápsula
bacteriana
Capa más externa, rígida, formada por polisacáridos. Sólo en algunas
bacterias
Pared
bacteriana
Gram +: gruesa capa monoestratificada de mureína con proteínas y
polisacáridos asociados
Gram - :biestratificada, capa basal de mureína y membrana externa
Membrana
plasmática
Estructura y composición idéntica a células eucariotas pero carece de
colesterol. Contiene numerosos sistemas enzimáticos que intervienen
en muchas funciones
Ribosomas
Libres o formando polirribosomas. Algo más pequeños que los de la
célula eucariota
Inclusiones
Sin membrana, dispersos por el citoplasma.
Orgánulos
especiales
Tilacoides: con membrana parecida a la plasmática y pigmentos fotosintéiticos
Delimitadas por membrana rígida de proteína: vacuolas de gas, clorosomas,
carboxisomas
Cromosoma ADN circular situado en la región nuclear o nucleoide del citoplasma.
bacteriano
Plasmidios: pequeñas moléculas de ADN circular
Flagelos
Prolongaciones finas de longitud variable (De 1 a 100/célula)
Pelos
Sólo en Gram –
Dos tipos: de conjugación o pelos sexuales y de unión o fimbrias
Funciones de los componentes
Cápsula
bacteriana
Proteger contra la fagocitosis o frente a la desecación
Permite la fijación a sustratos
Pared
bacteriana
Da forma a la bacteria,
Proporciona rigidez
Soporta presiones osmóticas elevadas
Membrana
plasmática
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
Citoplasma
Alberga el nucleoide, plásmidos, ribosomas, vesículas de gas y gránulos o inclusiones,
Lugar donde se lleva a cabo muchas de las reacciones metabólicas
Ribosomas
Síntesis de proteínas
Inclusiones
Gránulos (o inclusiones): fuente de reserva de compuestos
Orgánulos
especiales
• Vesícula de gas: permitir flotabilidad y desplazamientos verticales
• Clorosomas: fotosíntesis
• Carboxisomas: fijación CO2
Cromosoma
bacteriano
Llevar y transmitir la información genética
Plásmidos
Conferir alguna característica ventajosa para la bacteria
Flagelos
Movilidad
Pelos
• Fimbrias: adhesión a sustrato
• Pelos sexuales: Transmisión de ADN
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
Tipos de bacterias
Fuente de
energía
Fuente de
carbono
Fotoautótrofas
Bacterias verdes y
purpúreas sulfúrea y las
cianobacterias
Energía luminosa
CO2
Fotoheterótrofas
Bacterias verdes y
purpúreas no sulfúreas.
Energía luminosa
Moléculas
orgánicas
Quimioautótrofa o
quimiolitótrofo
Bacterias nitrificantes
Compuesto químico
que se oxida
CO2
Quimioheterótrofas
Bacterias de laboratorio y
patógenas
Compuesto químico
que se oxida
Moléculas
orgánicas
Forma de obtener la energía
Autótrofo quimiolitótrofo =
quimioautótrofa
Autótrofo fotolitótrofo =
Fotoautótrofa
Bacterias nitrificantes
Bacterias verdes y purpúreas
sulfúrea y las cianobacterias
Heterótrofo quimiorganótrofo =
Quimioheterótrofa
Heterótrofo fotoorganótrofo
= Fotoheterótrofa
Mayoría de bacterias: laboratorio,
patógenas
Bacterias verdes y purpúreas no
sulfúreas.
Fuente de carbono
Energía luminosa
Dióxido de carbono Compuestos orgánicos
Energía química
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
Asexual por
bipartición o fisión
binaria
Mecanismos parasexuales: Conjugación
Mecanismos parasexuales: Transducción
Mecanismos parasexuales: Transformación
Bacterias
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
Euglena
Algas
dinoflageladas
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
Hongos microscópicos
 Características estructurales
 Eucariotas
 Sin cloroplastos
 Con pared celular de quitina
 Unicelulares o pluricelulares
 Características funcionales


Penicilium notatum
Heterótrofos
Secretan enzimas digestivas al exterior, y absorben pequeñas moléculas
originadas tras la digestión
Levadura de
la cerveza
Moho del pan
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.
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
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.
Estructura de los virus
Composición
química
Genoma vírico
Cápsida
Cubierta
membranosa
(sólo en ciertos virus)
Función
Una o varias moléculas de ADN o
ARN /Abierta o circular /
monocaternaria o bicatenaria
•
Cubierta proteica, formada por
capsómeros, que envuelve al
genoma vírico. Según su
composición se distinguen:
cápsidas icosaédricas,
helicoidal, compleja
 Protección
 Reconoce los receptores de
membrana de las célula que parasita
Compuesta por una doble capa
lipídica, procedente de la célula
hospedadora, y de
glucoproteínas incluidas en ella
 Reconocer la futura célula
hospedadora
 Inducir la penetración del virión en
ella
Llevar la información genética
Ciclo de los virus
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.
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.
1. Fase de fijación
o absorción
2. Fase de
penetración
5. Fase de lisis
o liberación
4. Fase de
ensamblaje
3. Fase de eclipse
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.
Retrovirus. Virus del sida
Ciclo de vida del virus VIH
¿Cómo actúa el VIH?
Mecanismo de acción de algunos medicamentos
LOS VIRUS
 El genoma del fago lambda se ha cartografiado y
secuenciado completamente
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
Las enfermedades infecciosas
 Clasificación en función de los microorganismos que las
producen:
Virus
Gripe, fiebre amarilla, herpes, sida, varicela,
viruela, rubeola,…
Bacterias
Tuberculosis, cólera, sífilis, meningitis,…
Levadura
Hongos
Candidiasis,…
Pié de Atleta, tiña,..
Protozoos
Malaria, enfermedad del sueño, enfermedad
de Chagas, disentería amebiana,…
Las enfermedades infecciosas
 Clasificación en función del medio por el que son transmitidas:
Contacto
directo
Rabia (retrovirus), Tétanos (bacteria), Dermatomicosis
(hongos),…
Por el aire
Resfriado (virus), Gripe (virus), Sarampión (virus),
Paperas (virus),…
Vía sexual
(ETS)
Sida (virus), Herpes genital (virus), Hepatitis B (virus),
Gonorrea (Bacteria), Sífilis (Bacteria), Candidiasis
(Hongo), Tricomoniasis (Protozoo)
Por el agua o
los alimentos
Disentería amebiana (Protozoo), Poliomielitis (Virus),
Botulismo (Bacteria), Salmonelosis (Bacteria),
Hepatitis A (Virus),…
Por animales
Fiebre amarilla (Virus), Peste (Bacteria), Enfermedad
del sueño (Protozoo), Malaria o paludismo (Protozoo),..
Control de los microorganismos
Agentes
antimicro
-bianos
físicos
Agentes
antimicro
-bianos
químicos
Esterilización
Calor húmedo (clásica y UHT), calor seco
Pasteurización
Elevar rápidamente la tª y tras 15´20´enfriarla
Tª bajo punto de congelación
Radiaciones
electromagnéticas
Radiaciones ionizantes y no ionizantes
Filtración de fluido
o gas
Filtros de membrana
Esterilizantes
Formaldehído, glutaraldehido,…
Desinfectantes
Hipocloritos, compuestos fenólicos,
sulfato de cobre,…
Antisépticos
Etanol, Yodo, agua oxigenada, jabón,
detergentes,…
Antibióticos
Composición química variada
Quimioterapéuticos
sintéticos
Sulfamidas, isoniacida, AZT, cloroquina,
pentamidina,…
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.
 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
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
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,..
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.
Producidas por
Sustrato
Producto
Fermentación
alcohólica
Levaduras
Glucosa (Azúcar de la
uva, manzana, cebada,
pan)
Vino, sidra,
cerveza, pan
Fermentación
láctica
Bacterias
Suero de leche
Ácido láctico
(queso, yogurt)
Fermentación
acética
Bacterias
Vino, sidra, disolución
de alcohol etílico
Ácido acético o
vinagre
Elaboración de cerveza
Pasos del proceso:
 Malteado
 Molido
 Adición de lúpulo
 Hervido
 Acción de las levaduras
 Maduración
IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS
EN INVESTIGACIÓN E INDUSTRIA
 4. Control de plagas de insectos: bioinsecticidas
 Utilización de microorganismos para controlar el excesivo
crecimiento de las poblaciones de algunas especies de
insectos perjudiciales para la agricultura: infectan a los
insectos adultos o a sus estados larvarios y los matan.
 No tienen efecto tóxico en otros animales superiores ni en la
especie humana
IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS EN
INVESTIGACIÓN E INDUSTRIA
 5. Microorganismos e industria
alimentaria

Control biológico de los
alimentos: garantizan que los
alimentos puedan ser consumidos
sin peligro par la salud humana

Preservación de los alimentos:
para evitar la proliferación de ciertos
microbios: manipulado aséptico,
tratamiento con calor o bajas
temperaturas, deshidratación,
aditivos químicos, rayos
ultravioletas o radiación ionizante.
IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS EN
INVESTIGACIÓN E INDUSTRIA
 6. Microorganismos e ingeniería genética
 La ingeniería genética es una tecnología que permite
modificar el conjunto de los genes de un organismo,
al introducir en él otros genes que proceden de otro
ser vivo.

La ingeniería genética microbiana consiste, basicamente,
en realizar una transferencia de genes de una célula donante
(por ej. una célula humana) a una célula receptora (por ej. una
bacteria), en la cual se produce la expresión de ese gen, es decir
la síntesis de la proteína correspondiente.
Síntesis de insulina mediante ingeniería genética
7. Microorganismos y depuración
de aguas residuales
 Diferentes microorganismos (bacterias, protozoos)
eliminan sustancias orgánicas indeseables en las plantas
depuradoras de aguas residuales (Tratamiento secundario)
mediante reacciones de fermentación y respiración
Microorganismos y ciclos biogeoquímicos
 Los elementos químicos que
componen los materiales terrestres
están sometidos a unos circuitos
cíclicos, denominados ciclos
biogeoquímicos. El papel de los
microorganismos es fundamental
y realizan dos tipos de procesos:
 Descomposición de la
materia orgánica compleja
muerta en materia orgánica
sencilla.
 Mineralización o
transformación de la materia
orgánica en materia inorgánica,
que puede volver a tomar las
plantas, cerrando de esta
manera el ciclo.