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Microbiología
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LOS ORGANISMOS VIVOS SE
COMPONEN DE CÉLULAS
RAÍCES HISTÓRICAS DE LA
MICROBIOLOGÍA
Microscopio de Robert Hoocke
Micrsocopio de Antoine van Leeuwenhoek
1 mm
100 µm
Mayoría de células
animales y vegetales
10 µm
1 µm
Núcleo
Mayoría de las bacterias
Mitocondria
Bacterias pequeñas
100 nm
10 nm
Virus
Ribosomas
Proteínas
Lípidos
1 nm
0,1 nm
Moléc. pequeñas
Átomos
|
Microscopio electrónico
Huevo de sapo
Microscopio óptico
Visión directa
1 cm
Uno de los temas en cuestión en aquella época era LA
GENERACIÓN ESPONTÁNEA, la idea de que la
materia inerte podía originar seres vivos.
La segunda incógnita se centraba en la NATURALEZA
DE LAS ENFERMEDADES INFECCIOSAS.
Se sabía que se transmitían de un individuo a otro, pero
se desconocían los MECANISMOS DE LA
TRANSMISIÓN.
Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.
Extraído de
“Biología de los
Microorganismos”,
Brock, 10 Ed.
TRESCIENTOS
AÑOS DE
MICROBIOLOGÍA
Extraído de “Biología de los
Microorganismos”, Brock, 10 Ed.
LA MICROBIOLOGÍA GIRA EN TORNO A DOS TEMAS FUNDAMENTALES
MICROBIOLOGÍA
MICROBIOLOGÍA
El campo de la microbiología puede ser dividido en varias subdisciplinas:
Fisiología microbiana: estudio a nivel bioquímico del funcionamiento de las células
microbianas. Incluye el estudio del crecimiento, el metabolismo y la estructura microbianas.
Genética microbiana: estudio de la organización y regulación de los genes microbianos y
como éstos afectan el funcionamiento de las células. Está muy relacionada con la biología
molecular.
Microbiología clínica: estudia la morfología de los microbios.
Microbiología médica: estudio del papel de los microbios en las enfermedades humanas.
Incluye el estudio de la patogénesis microbiana y la epidemiología y está relacionada con el
estudio de l patología de la enfermedad y con la inmunología.
Microbiología veterinaria: estudio del papel de los microbios en la medicina veterinaria.
Microbiología ambiental: estudio de la función y diversidad de los microbios en sus entornos
naturales. Incluye la ecología microbiana, la geomicrobiología, la diversidad microbiana y la
biorremediación.
Microbiología evolutiva: estudio de la evolución de los microbios. Incluye la sistemática y la
taxonomía bacterianas.
Microbiología industrial: estudia la explotación de los microbios para uso en procesos
industriales. Ejemplos son la fermentación industrial y el tratamiento de aguas residuales.
Muy cercana a la industria de la biotecnología.
Aeromicrobiología: estudio de los microorganismos transportados por el aire.
Microbiología de los alimentos: estudio de los microorganismos que estropean los
alimentos.
Microbiología espacial: Estudio de los microorganismos presentes en el espacio
extraterrestre, en las estaciones espaciales, en las naves espaciales.
Subdisciplinas y otras disciplinas relacionadas
Bacteriología:
Estudio
de
los
procariontes
(bacterias, arqueas).
Virología: Estudio de los virus.
Micología: Estudio de los hongos.
Parasitología: Estudio de los parásitos, sobre todo de
tipo animal o protozoario.
Protistología: Estudio de los protistas.
Micropaleontología: Estudio de los microfósiles.
Palinología: Estudio del polen y las esporas.
Ficología: También llamada Algología. Estudio de las
algas y microalgas.
Protozoología: Estudio de los protozoos.
Micobacteriología: Estudio del género Mycobacterium
CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
PROCARIOTA
EUCARIOTA
Extraído de “Biología de los
Microorganismos”, Brock, 10 Ed.
EL ÁRBOL DE LA VIDA: los tres
dominios.
PROCARIOTAS
EUCARIOTAS
Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.
LOS TRES DOMINIOS
ORGANISMOS PROCARIOTAS
DOMINIO BACTERIA
ORGANISMOS EUCARIOTAS
DOMINIO EUKARYA
DOMINIO ARCHAEA
Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.
TAMAÑO DE VIRUS Y CÉLULAS (procariotas y eucariotas)
Extraído de
“Biología de los
Microorganismos”,
Brock, 10 Ed.
ÁRBOL DE EUKARYA
Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.
MICROBIOLOGÍA…
Reiteremos:
La microbiología se encarga del estudio de las formas
microscópicas, virus, bacterias, hongos y parásitos,
además de la relación que guardan con los humanos,
animales, plantas, ambiente y los propios
microorganismos entre sí.
Componentes
• Genoma (composición genética):
ADN o ARN.
• Enzimas: líticas, retrotranscriptasas
• Cápside: cubierta proteica.
• Envoltura membranosa.
Genoma
Puede ser ADN o ARN.
Los ARN Virus cuentan con una enzima llamada:
retrotranscriptasa o transcriptasa inversa:
ARN
ADN
Retrotranscriptasa
o transcriptasa inversa
Los virus que tienen enzima Trancriptasa inversa
(como el virus VIH, el del SIDA) se llaman
retrovirus.
Cápside
 Cubierta proteica que envuelve al genoma.
 Formada por capsómeros.
Cada uno de los veinte lados de esta estructura es un
triángulo equilátero, compuesto por subunidades
proteicas idénticas.
Característica de virus que infectan a células animales.
Dentro del icosaedro se encuentra el genoma viral.
Fibras
Capsómeros
Genoma
Estructura Helicoidal. En este tipo de estructura, las
cápsides se agrupan y se ensamblan formando una
hélice cerrada, en cuyo espacio medio se encuentra el
genoma.
Estructura compleja: Bacteriófagos “T4”
 Virus que afectan únicamente a bacterias, constituidos
por una cápside, ADN o ARN, y una estructura particular
constituida de proteínas.
Envolturas membranosas
Es un fragmento de la membrana celular de la
célula huésped.
Los virus con envoltura son más patógenos.
Los virus desnudos
membranas.
carecen
de
estas
Virus con envoltura membranosa
•La presentan la mayoría de los virus animales.
•Como los de la gripe, viruela, hepatitis, virus del SIDA.
(a) Envoltura membranosa
(b) Cápside
(c) Genoma
(d) Glicoproteínas
Virus de la Inmunideficiencia
Humana (HIV)
•Codificadas por el genoma viral.
•Dispuestas hacia el exterior.
•Constituyen un sistema de anclaje en los receptores de la membrana del
huésped.
•Median la penetración del virus en la célula huésped.
glicoproteínas
cápside
glucoproteínas
Clasificación de los virus
Los virus se pueden clasificar según varios criterios:
- Por la célula que parasitan:
Virus animales, vegetales o bacteriófagos (parasitan
bacterias).
- Por su forma:
Helicoidales, poliédricos o complejos.
- Por tener o no envolturas:
Virus envueltos o desnudos.
- Por su ácido nucleico:
ADN; ARN
¿Cómo se reproducen?
Deben infectar a una célula.
Una vez que infectan una célula, pueden desarrollar
dos tipos de comportamiento:
1. Como agentes infecciosos produciendo la lisis o
muerte de la célula (ciclo lítico).
2. Como virus atenuados, que añaden material
genético a la célula hospedante promoviendo la
variabilidad (ciclo lisogénico).
Ambos casos han sido estudiados con detalle en los bacteriófagos.
1
2 3
OTRAS FORMAS ACELULARES
VIROIDES
Pequeñas moléculas de ARN circular de cadena sencilla
formadas por unos pocos cientos de nucleótidos.
Carecen de cápside y su tamaño es una milésima parte del
de los virus más pequeños.
Aparecen con mayor abundancia en el núcleo de las células
infectadas.
Sólo han sido detectados en plantas, en las que producen
una gran variedad de enfermedades y pueden ser transmitidos
tanto horizontal como verticalmente.
No existe ninguna evidencia de que los viroides sean
traducidos a proteínas, ni se conoce cómo causan las
enfermedades.
Lo que sí se sabe es que son replicados por las enzimas del
huésped.
PRIONES
Los priones son partículas infecciosas proteicas que provocan las
encefalopatías espongiformes transmisibles (degenerativas del
cerebro).
Poseen la misma secuencia aminoacídica que una proteína normal,
pero presentan una estructura diferente, tienen alterada su
estructura secundaria, y como consecuencia el plegamiento de
su estructura terciaria es incorrecto .
Inducen, por un mecanismo hasta ahora desconocido, la
transformación de proteínas normales en anómalas.
Contradicen el dogma central de la biología molecular, según el cual
el flujo de información es en todos los seres vivos:
ADN a ARNm a Secuencia Aminoácidos a Estructura
Tridimensional Proteínas.
El replegamiento de la PrP normal por acción de la PrP patológica,
implica un flujo de información de una proteína a otra a nivel de
estructura terciaria.
La teoría de los priones propuesta por Prusiner supone la existencia
de dos plegamientos para una única secuencia de amino ácidos.
Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.
Constituyen la mayoría de las bacterias
Organismos unicelulares
Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta
Funciones: gran variedad de funciones que ayudan a mantener
los ciclos bio-geo-químicos.
Procariotas – Eubacterias Tamaño: 1 a 10 m
Hábitat: adaptadas a vivir en
cualquier ambiente
terrestre o acuático.
Nutrición:
autótrofas:
fotosintéticas, quimiosintéticas.
heterótrofas:
saprófitas, simbióticas, parasitarias.
Esquema Célula Procariota
Puede no estar
presente
“Fósiles vivientes” por que viven en hábitats semejantes a las condiciones
de la Tierra primitiva.
Ambientes termales con temperaturas > a 100 ºC, medios halófilos (muy
salados).
Características importantes:
Tiene las mismas estructuras que el resto de las bacterias procariotas pero están
constituidas por compuestos químicos diferentes. Las diferencias a nivel
molecular entre arqueas y el resto de los procariotas son tan fundamentales que se
las clasifica en grupos distintos. Debido a estas diferencias, las arqueas exhiben
una ALTA RESISTENCIA contra los antibióticos y los agentes líticos, presión
osmótica, etc. Actualmente se las considera más cercanas a los eucariotas.
Tamaño y forma
•Diámetros 0,1 μm y más de 15 μm
•Diversas formas, esferas, barras,
espirales, placas, finos filamentos,
cuadradas y planas
uni o multicelulares
CLASIFICACIÓN
Protozoos
Tripanosoma y su vector, la vinchuca
GUSANOS
REDONDOS:
Triquinosis, filariasis,
ascariasis, etc.
FORMA DE HOJA:
Fasciola hepática,
Schistosoma.
FORMA DE
CINTA:
Tenias,
y otros
gusanos
acintados.
ARTRÓPODOS
Sarcoptes scabiei
Pediculus humanus var capitis
Triatoma infestans
Triatoma infestans picando.
REPRODUCCIÓN EN PARÁSITOS
IMPORTANCIA DE LOS
MICROORGANISMOS
Además de su rol ecológico (ciclos biogeoquímicos),
el ser humano ha utilizado desde el inicio de la
civilización a estos organismos para su beneficio pues,
utiliza sus procesos metabólicos para producir
alimentos
y
medicamentos
(fermentación,
antibióticos),
y para revertir la contaminación del suelo y de los
mares (biorremediación).
Por otra parte, muchos de estos organismos son
causantes de enfermedades,
y ésta, es la mayor importancia para el científico de la
salud, ya que a partir de la comprensión de su biología,
pueden ser atacadas las enfermedades producidas por
ellos.