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TEMARIO.
Unidad 1. Introducción a la microbiología.
1.1. Antecedentes
1.2. Desarrollo histórico
1.3. Conceptos básicos
1.4. Relación con otras ciencias
1.5. Importancia
1.5.1. La distribución de los microorganismos en la naturaleza
1.5.2. Campos de aplicación de la microbiología.
Unidad 2. Métodos microbiológicos.
2.1. Métodos de cultivo
2.1.1. Tipos
2.1.2. Clasificación de medios por uso
2.2. Preparación de medios
2.3. Técnicas de cultivo
2.3.1. Métodos para aislar cultivos puros.
2.3.2. Siembra en tubo
2.4. Preparaciones para microscopia
2.4.1. Tipos de microscopios
2.5. Características para la identificación
2.5.1. Morfológicas
2.5.2. Bioquímicas
2.5.3. Antigénicas
Unidad 3. Nomenclatura, taxonomía y características de los microorganismos
3.1. Virus
3.1.1. Propiedades generales
3.1.2. Criterios de clasificación
3.1.3. Nomenclatura y taxonomía
3.1.4. Estructura
3.1.5. Reproducción
3.1.6. Importancia
3.2. Bacterias
3.2.1. Propiedades generales
3.2.2. Criterios de clasificación
3.2.3. Nomenclatura y taxonomía
3.2.4. Estructura
3.2.5. Reproducción
3.2.6. Importancia
3.3. Algas
3.3.1. Propiedades generales
3.3.2. Criterios de clasificación
3.3.3. Nomenclatura y taxonomía
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MICROBIOLOGIA
3.3.4. Estructura
3.3.5. Reproducción
3.3.6. Importancia
3.4. Protozoarios
3.4.1. Propiedades generales
3.4.2. Criterios de clasificación
3.4.3. Nomenclatura y taxonomía
3.4.4. Estructura
3.4.5. Reproducción
3.4.6. Importancia
3.5. Hongos
3.5.1. Propiedades generales
3.5.2. Criterios de clasificación
3.5.3. Nomenclatura y taxonomía
3.5.4. Estructura
3.5.5. Reproducción
3.5.6. Importancia
3.6. Nematodos
3.6.1. Propiedades generales
3.6.2. Criterios de clasificación
3.6.3. Estructura
3.6.4. Reproducción
3.6.5. Importancia
Unidad 4. Factores Ambientales que afectan el crecimiento, desarrollo y reproducción
de microorganismos.
4.1. Factores de crecimiento
4.2. Presión Hidrostática
4.3. Temperatura
4.4. Potencial de Hidrógeno (pH)
4.5. Oxígeno
4.6. Nutrientes
Unidad 5. Metabolismo Microbiano.
5.1. Origen de las cepas industriales
5.2. Propiedades de un microorganismo industrial
5.3. Productos industriales
5.3.1. Empleo de microorganismos en la elaboración de alimentos
5.4. Metabolitos microbianos
5.4.1. Primarios
5.4.2. Secundarios
5.5. Control del crecimiento microbiano en alimentos
5.5.1. Control químico
5.5.1.1. Actividad antimicrobiana
5.5.2. Control biológico
5.5.2.1. Antimicrobianos naturales
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MICROBIOLOGIA
Unidad 1. Introducción a la microbiología
1.1. Antecedentes
El conocimiento humano sobre los efectos producidos por los microorganismos ha
estado presente incluso desde antes de tener conciencia de su existencia; debido a
procesos de fermentación provocados por levaduras se puede hacer pan, bebidas
alcohólicas y productos derivados de la leche. En la antigüedad la causa de las
enfermedades era atribuida a castigos divinos, fuerzas sobrenaturales o factores
físicos (La palabra malaria significa “mal aire”, se creía que era el aire viciado de los
pantanos el que provocaba esta enfermedad). Durante este periodo previo al
descubrimiento de los microorganismos, los naturalistas solo podían especular sobre
el origen de las enfermedades.
La microbiología es la ciencia encargada del estudio de los microorganismos, seres
vivos pequeños (de mikros "pequeño", bios, "vida" y logos, "estudio"), también
conocidos como microbios. Es la rama de la biología dedicada a estudiar los
organismos que son solo visibles a través del microscopio (virus, procariontes y
eucariontes simples). Son considerados microbios todos los seres vivos microscópicos
consistentes en una sola célula, es decir unicelulares, así como aquellos que forman
agregados celulares en los cuales todas las células son equivalentes (en los cuales no
existe diferenciación celular). Los microorganismos pueden ser eucariotas (las células
poseen núcleo), tales como los hongos y los protistas, o procariotas (células carentes
de núcleo), como las bacterias y los virus (aunque los virus no son considerados seres
vivos estrictamente hablando).
Aunque los conocimientos microbiológicos de que se dispone en la actualidad son
muy amplios, todavía es mucho lo que queda por conocer y constantemente se
efectúan nuevos descubrimientos en este campo. Tanto es así que, según las
estimaciones más habituales, sólo un 1% de los microbios existentes en la biosfera
han sido estudiados hasta el momento. Por lo tanto, a pesar de que han pasado más
de 300 años desde el descubrimiento de los microorganismos, la ciencia de la
microbiología se halla todavía en su infancia en comparación con otras disciplinas
biológicas tales como la zoología, la botánica o incluso la entomología.
Al ser muchos de estos organismos patógenos, la microbiología se relaciona con
ramas de la medicina como patología, inmunología y epidemiología.
1.2. Desarrollo histórico.
En la historia evolutiva de la microbiología a permitido intervenir a varios
científicos.
La microbiología inicio cuando el hombre empezó a pulir el vidrio y a combinarla
con el objeto de lograr amplificaciones de organismos muy pequeños (inicio con la
aparición del microscopio).
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MICROBIOLOGIA
En el siglo XIII Roger Bacon, postulo que las enfermedades son causadas por seres
invisibles.
En 1658 un monje llamados Kircher, hizo referencia de gusanos invisibles que
intervenían en la descomposición de cuerpos orgánicos, en la carne, en la leche y en
exudados diarreicos. Fue el primero en determinar que las bacterias y otros
miembros producen enfermedades. En 1655 descubrió la célula en un pedazo de
corcho.
De 1632 a1723 el holandés Antonio Van Leeuwenhock fue el primero en hacer
descripciones y dibujos precisos de bacterias y protozoarios que fueron observados
por el microscopio. Su descubrimiento no fue apreciado.
Louis Paster. Descubrió la participación de los microorganismos en la fermentación
para la elaboración de vinos y cervezas. Demostró mediante experimentos que las
bacterias son la causa de algunas enfermedades. Junto con Robert Koch
comprobaron que el carbunco en los animales era producido por una bacteria. En
1880 aisló el germen causante del cólera aviar (gallinas), desarrollando la bacteria en
cultivo puro. Trabajo con la vacuna contra la hidrofobia o rabia, aislando el germen
en cultivo puro.
Robert Koch. Aisló las bacterias que causan el carbunco en bovinos y ovinos,
descubriendo los bacilos en las puntas angulosas en la sangre. Fue la primera vez que
se comprobó que una bacteria causa enfermedad en los animales. Con este
antecedente estableció unos postulados: (postulado de Koch), que indican los
siguientes.
1. El organismo específico debe siempre estar asociado a la enfermedad.
2. El organismo debe ser aislado y obtenido a cultivo puro en laboratorio.
3. El cultivo puro inoculado a un animal susceptible, produce la enfermedad.
4. Debe recuperarse en cultivo puro el organismo en el animal infectado
experimentalmente.
Aisló la bacteria que causa la tuberculosis. Estableció las reglas para indicar que las
bacterias son las causantes de enfermedades. Observo que si se extiende las bacterias
en una lamina de vidrio delgada agregándola colorantes se podrá observar mejor. En
1905 fue acreedor al premio novel por los descubrimientos realizados
Con Louis Pasteur y Robert Koch se abrió una nueva era de conocimiento para la
microbiología, a ellos asistieron varios científicos para ser asociados, para distribuir
esos conocimientos en toda América y Europa.
Joseph Lister en 1878 obtuvo por primera vez cultivos pares de bacterias por
diluciones sereadas en medios lípidos.
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MICROBIOLOGIA
Busco una forma de apartar bacterias de las heridas y por las incisiones causadas por
los cirujanos, utilizando el acido fenico y polvenizaciones de bicloruro de mercurio
estableciendo la antiséptica quirúrgica y los principios de la técnica aséptica (sin
intención) de hoy.
Edwin Klebs y Frederick Leoffler descubrieron el bacilo de la difteria.
Emil y Kitasado crearon la antitoxina para controlar el tétano, a demás de que ellos
fueron seguidores de los descubrimientos de Pasteur y Koch que fueron
aprovechados inmediatamente en el campo agropecuario y en la industria.
A finales del siglo XIX el ruso Sergio winogradski, demostró que las bacterias
adsorban nitrógeno de la atmósfera haciéndose indispensable para el alimento de las
plantas y de los animales.
En 1901 el microbiólogo holandés Beinbjerink descubrió el nitrógeno producida por
las bacterias en el suelo. Indicando que éstas producen fertilidad en el suelo.
El Danés Anes Emil Cristian Hansen, realizó estudios para uso industrial de las
fermentaciones mediante el cultivo de bacterias en la producción de vinagre (acido
acético).
Conn, Cennicut y Weisman, en Alemania de 1890 a 1891 realizaron cultivos puros
para la fabricación de mantequilla.
En 1889 el austriaco Avamert, creó cultivo puro para la fabricación de queso.
A final del siglo XIX Barril, descubrió la enfermedad del tizón en la pera.
En 1915 Smith y Bunquet descubrieron que los insectos son portadores de
enfermedades virosas de planta infectadas a planta sana.
En el año de 1900 la microbiología causó gran importancia por que se le incluyó
como una rama de la biología
1.3. Conceptos básicos
Desde el punto de vista general la microbiología: es la ciencia que trata sobre el
estudio de microorganismos o microbios, sus característica y su influencia con su
habitad (tiende a modificar su habitad).
En puntos de vista mas amplio la microbiología estudia a los microorganismos y sus
actividades, las formas, estructuras, metabolismo, fisiología, reproducción y
crecimiento, identificación, distribución en la naturaleza. Su relación con otros seres,
sus efectos perjudiciales y benéficos en humanos en plantas y animales, así como las
alteraciones físicas y químicas que provocan en su medio.
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MICROBIOLOGIA
La microbiología estudia a los seres unicelulares. Todos los organismos vivos
unicelulares están compuestos química y biológicamente de una misma forma,
poseen hidratos de carbono, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, están bien
constituidos por el núcleo, membrana o pared celular.
Todos los sistemas biológicos tienen en común las características de:
1. Capacidad de reproducirse.
2. Capacidad de asimilar e ingerir sustancias nutritivas y tienen la facultad de
metabolizarla. Para producir energía y desarrollarse
3. Capacidad de excretar productos de desechos
4. Capacidad de reaccionar a los cambios de medio ambiente (irritabilidad).
5. La susceptibilidad a mutación.
1.4. Relación con otras ciencias
La biología
Es el estudio de los diversos organismos vivientes, en otras palabras es el estudio de
la vida. Para su comprensión y entendimiento se divide en dos grandes partes:
1). Unidad taxonómica: Contempla la botánica, zoología, microbiología.
Botánica. Estudia diversas especies de plantas, se dividen en criptógamas: No poseen
semillas y se reproducen sexualmente. Las fanerógamas: Dan frutos y flores, se
divide en:

Angiosperma. Tiene el ovulo
monocotiledóneas, dicotiledóneas.

Gimnosperma. Tienen el ovulo fuera del fruto y el ovulo fuera del ovario.
dentro
del
fruto
y
se
divide
en
Zoología. Estudia las diversas especies de animales se divide en:

Invertebrados. No tienen huesos, y se dividen en invertebrados inferiores, son
los que tienen mas células como; moluscos, lombrices, los invertebrados
superiores son las que pueden tener algo de dureza, los artrópodos por
ejemplo, chicharras, chapulines.

Vertebrados. Tienen huesos y se encuentran los cordados inferiores que
pueden ser es la mobranquias (tiburón, pez, espora, mantaraya), y los
cordados superiores como; anfibios, reptiles, aves, mamíferos.
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MICROBIOLOGIA
Microbiología. Ciencia que trata sobre el estudio de microbios o microorganismos:
bacterias, hongos, virus, protozoarios, algas, nematodos.
2). Unidad básica: Corresponde al estudio de la interrelación de los diversos
organismos y ciencias que la poseen.
Organismos procarióticos y eucarióticas.
1). Los organismos procarióticos. Los constituyen las células incompletas, porque no
tienen núcleo definido, el jugo nuclear esta en contacto directo con la membrana
celular.
2). Organismos eucarióticos. Los constituyen las células completas. Están
constituidas por organelos y microestructuras.
Organeros. Tienen membrana propia y están en contacto directo con el citoplasma.
Clasificación de los reinos para los seres vivos.
Reino monera. Lo constituyen algunas bacterias y algas cianofitas, poseen células
procarióticas.
Reino protista. La conforman los protozoarios, algunas bacterias y algas
(clorofíceas, rodofíceas, feofíceas). Están constituidas por células eucarióticas.
Reino fungí. Lo integran los hongos, moho y levaduras. Poseen células eucarióticas.
Reino vegetal. Integrado por planta criptógamas, fanerógamas, gimnosperma,
angiosperma, monocotiledóneas, dicotiledóneas. Poseen células eucarióticas.
Reino animal. Integrados por seres invertebrados y vertebrados poseen células
eucarióticas.
1.5. Importancia de la microbiología.
Los microbios son microorganismos ideales para investigación, porque utilizan
menos espacios y tiempo para la observación y experimentación. Los
microorganismos proporcionan conceptos básicos para la comprensión de la fisiología
y genética y las reacciones físicas - químicas que son la base de la vida.
Proporcionan conocimiento sobre la reproducción y desarrollo de organismos, en una
bacteria por ejemplo: en 24 horas.
Se conoce el proceso metabólico de los microorganismos, que es igual a los
organismos superiores.
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MICROBIOLOGIA
Es importante porque se observan los diferentes cambios que se presentan por
alterar el medio que nos rodea. Los microorganismos poseen potencialidades mayores
que otros organismos, en el aspecto fisiológico y bioquímico.
Con la microbiología se conocen y describen nuevos microbios útiles y perjudiciales.
Con el conocimiento de la microbiología, para los microbios benéficos, se utilizan, en
la industria, alimento, agricultura, medicina y en la ciencia en general.
Con los nuevos conocimientos en la química, física, matemáticas (bioestadística o
biometría, ingeniería genética) se podrá aportar mayores características de la
microbiología.
Los microbiólogos han hecho contribuciones fundamentales a la biología y medicina,
especialmente en los campos de la bioquímia, genética y biología celular. Los
microbios tienen muchas características que los hacen organismos modelo ideales:





Son pequeños, por lo que no consumen muchos recursos.
Algunos tienen tiempos de generación muy cortos (el tiempo necesario para la
división de una célula baterial en dos en condiciones óptimas; ~30 minutos
para E. coli, pero de 12 a 24 h para Mycobacterium tuberculosis).
Las células pueden sobrevivir fácilmente separadas de otras células.
Los eucariontes unicelulares se reproducen por división mitótica y los
procariontes mediante fisión binaria. Esto permite la propagación de
poblaciones clónicas genéticamente iguales.
Pueden permanecer congelados por grandes períodos de tiempo. Aún y
cuando el 90% de las células mueran en el proceso de congelación, existen
millones de células en cada mililitro de líquido cultural.
La extensiva caracterización de microbios ha permitido que éstos sean usados en la
industria como herramientas experimentales en diferentes ramas de la biología.
1.5.1. La distribución de los microorganismos en la naturaleza.
Los microorganismos se encuentran en todas partes, son transportados por la
corriente de aire desde la superficie de la tierra hasta el contacto con la atmósfera. Se
localizan desde las partes mas profundas de los océanos hasta las partes más altas de
las montañas. Se encuentran en los suelos fértiles (porque proporcionan nitrógeno
(N) y transforman la materia orgánica).
Son arrastrados por arroyos y ríos para ser depositados en algunos lugares como:
lagos, lagunas, esteros. Se localizan en los desechos humanos, si estas son arrastrados
por aguas se infectan y causan enfermedades. Abundan donde se encuentra mucho
alimento, humedad y una temperatura propicia.
Los microorganismos viven en las mismas condiciones ambientales que las personas
por lo que estamos rodeados de microbios, por ejemplo en el aire, en el alimento, en
la superficie de nuestros cuerpos, en las partes interna y orificios corporales, nariz,
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MICROBIOLOGIA
boca, esófago, oído, etc. Afortunadamente la gran mayoría de los microbios son
inocuos para las partes sanas, a demás de poseer defensas contra ellos.
1.5.2. Campos de aplicación de la microbiología.
Para su aplicación varios microbiólogos se especializan en cierto tipo de
conocimiento específicos de microbios, existiendo: la bacteriología, la protozoología,
la parasitología (estudio de los parásitos micro y macro, existentes), micología (trata
el estudio de hongos, mohos y levaduras), la virologia, ficología (estudio de algas).
Existen también otras disciplinas muchos más específicos como la genética
bacteriana, la fisiología de las algas, la citología de los protozoarios. Hay muchos
campos de aplicación de la microbiología tales como: la microbiología médica,
industrial, de alimentos, de suelo, ambiental, acuática, agua, drenaje, aire, leche, de
los insectos del espacio (exobiología) y los microorganismos y transformaciones
bioquímicas
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MICROBIOLOGIA
Unidad 2. Métodos microbiológicos.
2.1. Medio de cultivo
Material nutritivo en el que se pueden recuperar, multiplicar y aislar los
microorganismos, así como efectuar pruebas de susceptibilidad. Generalmente se
presentan desecados en forma de polvo fino o granular, pero también pueden
presentarse hidratados y preparados.
Por su tamaño de los microbios solo se pueden distinguir a través del microscopio.
Por lo que no se puede estudiar una sola célula en forma aislada. Por esta razón se
estudia en grupos constituyendo los cultivos. En esta forma se estudia millones de
microbios.
El cultivo de microorganismos. Es el procedimiento que promueve el crecimiento y
desarrollo de microorganismos en el laboratorio, proporcionándoles las condiciones
ambientales favorables como: nutrimentos, temperatura, pH y una a creación. Son
también controlados otros factores como la concentración salina, presión osmática,
la luz para organismos fotosintéticos.
2.1.1. Tipos de medios de cultivo
Los tipos dependen de la cantidad, clase y lugar o medio donde se realicen los
estudios de los microorganismos.
1. Cultivo axenico: Es aquel microorganismo, bacteria, hongo, alga, protozoo, etc.,
se cultiva en un medio libre, de otro tipo de microorganismo.
2. Cultivo Puro: Se realiza en microorganismos, protozoo, bacteria, hongo, que se
cultivan en un medio artificial, y de laboratorio, obteniendo una generación en una
sola célula para conservar sus características genéticas puras.
Diferencias: En el cultivo axenico es un grupo de bacterias en cultivo, pero sin
control, y en el cultivo puro, se lleva un control de reproducción para que conserve
sus características genéticas puras.
3. Cultivos Mixtos: Se realiza cuando dos o mas especies de microorganismos, se
desarrollan en su conjunto en un solo medio. Es común este tipo en la naturaleza.
2.1.2. Medios de cultivo
Es el medio seleccionado para realizar una investigación dependiendo de la especie,
en general, para establecer un medio o método de cultivo, se tienen las siguientes
consideraciones:
1. Se puede levantar una cosecha de células que se tiene a la mano.
2. Determinar el tipo de organismo para investigación o realizar el cultivo.
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MICROBIOLOGIA
3. Aislar un tipo de microorganismo de su fuente natural, para poder obtener lo
anterior se requiere del medio de cultivo, como es el:
a). Laboratorio: Es el espacio donde se realizan las actividades.
b). Materiales de Laboratorio: Tubo de ensayo, matraces, capsula de petri, mechero
de bunsen, etc.
c). Sustancias: Productos químicos a utilizar, agar, agua deshidratada (purificada),
reactivos (medir el PH), etc.
e). Equipo: Estufas, autoclave, microscopios, balanzas, etc.
2.2. Preparación de medios de cultivo
Para la preparación de los medios se debe tener a disposición la sustancia. Por
ejemplo para el caso de bacterias en ocasiones se usa la leche entera semidescremada
o descremada. Los materiales deben ser esterilizados a través de las autoclaves.
Tener a disposición el agar (extracto polisacárido de las algas rojas rodofíceas es
utilizado en microbiología como solidificante) o caldo nutritivo que será como base
del medio para reproducción. Que se le agregará agua mediante se vaya requiriendo.
Para la preparación de los medios de cultivo se debe de seguir los siguientes pasos:
1.
Cada ingrediente, o el medio deshidratado completo se debe disolver en un
volumen adecuado de agua destilada.
2.
Se determinará el PH del medio y si es necesario se ajustara, el PH se determina
por medio de indicadores o potenciómetro.
Alcance del Indicador del PH
Indicadores (Nombre común)
Acido
Neutro
Alcalino
←
→
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Azul de Timol
Azul de Bromotenol
Rojo de Metilo
Azul de Bromatimol
Rojo de Fexiol
Rojo de Cresol
Fenolftaleína
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MICROBIOLOGIA
CAMBIO DE COLOR
Acido
Alcalino
Rojo
Amarillo
Amarrillo
Azul
Rojo
Amarrillo
Amarrillo
Azul
Amarrillo
Rojo
Amarrillo
Rojo
Incoloro
Rojo
3.
El medio se pondrá en recipiente adecuado como tubos de ensayo, matraz,
botellas, cuyas bocaduras se cerraran con tapones de algodón plásticos o
cubiertas de metal.
4.
Los medios se esterilizaran en autoclaves.
2.3. Técnicas de cultivo.
2.3.1. Métodos para aislar cultivos puros.
1). Siembra por estrías en placa y técnica de siembra por difusión en placa.
En un asa bacteriológica, se pone una porción de la muestra a un medio de cultivo a
base de agar, se siembra las bacterias por estrías o difusión.
 Para realizar la siembra por lo general se utiliza una varilla de cristal estéril o el asa
de platino, para dispersar la muestra.
 Con la varilla se hace la dilución (adelgazamiento) de la muestra para que las
bacterias queden separadas una de otras.
 Cuando la muestra bacteriológica se distribuye uniformemente en el asa, es un tipo
de siembra llamado difusión.
 Cuando se ralla con la varita el medio de cultivo o el agar, es un tipo de siembra
llamada por estrías.
 El propósito de rayar el agar de la muestra es para separar los grupos de bacterias, y
no lleguen a mezclarse. Cada grupo obtendrá descendencia exclusiva, el cual será un
cultivo puro.

El cultivo o siembra por difusión las bacterias no quedan sobre puestas, por lo que
su descendencia es única y será un cultivo puro.
Diferencia: en el cultivo por estrías habrá descendencia en grupo; por difusión, se obtiene
descendencia en forma individual o sola.
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MICROBIOLOGIA
 Es la técnica de siembra más común en los laboratorios por su bajo costo y sin
mucho recurso material.
2.3.2. Siembra en tubo
2). Técnica de placa vertida.
Esta técnica consiste en hacer la dilución de la muestra en tubos de ensayo con agar
fundido y enfriado. Para hacer las diluciones se requieren de más de dos tubos, para
obtener colonias aisladas. El medio de cultivo se mantiene en estado líquido a 45 °C
para permitir la mayor reproducción y distribución de la muestra. Una vez hecha la
mezcla se coloca en caja de petri y se incuban. Se procede aislar bacterias, que es el
principal objetivo de esta técnica aislar tipos de bacterias en forma cuantitativa y
cualitativa.
3).Técnica de enriquecimiento de cultivo.
El objetivo de esta técnica es la de crear un tipo de ambiente adecuado para cierta
bacteria u otros microorganismos para su proliferación. Este tipo de ambiente será
adecuado para una determinada bacteria específica, pero no para cualquier otra o en
su caso la bacteria no deseada pueda desarrollarse con certitud en relación a la
bacteria deseada.
Por ejemplo se desea la reproducción y desarrollo de la bacteria azotobacter que es la
generadora de nitrógeno en el suelo. Se toma una muestra del suelo, al observarla se
encontrará en esa muestra varios tipos de bacterias. Para proliferar a la azotobacter
exclusivamente se criará un medio de cultivo exclusivo para la azotobacter con el fin
que pueda ser la única de reproducirse y desarrollarse en ese medio.
4). Técnica de aislamiento de una sola célula
Para obtener un solo microorganismo, para su estudio, se necesita de equipo especial
como el micromanipulador (aparato que permite observar y manejar
microorganismos muy pequeños). Este aparato permite al científico o investigador
controlar los movimientos con una micropipeta o microcánula (agujas finas con
canaletas). Al observando bacterias, si se desea investigar, a una en especial se utiliza
la micropipeta para atrapar a la célula, a través de una cánula para ser depositada a
un medio de cultivo. Esta técnica se utiliza en estudios especializados con operadores
o investigadores especializados
2.4. Preparaciones para microscopia
Un microscopio simple (de un lente o varios lentes), es un instrumento que amplifica
una imagen y permite la observación de mayores detalles de los posibles a simple
vista. El microscopio más simple es una lente de aumento o un par de anteojos.
El poder de resolución del ojo humano es de 0,2 mm es decir que para ver dos objetos
separados estos deben estar como mínimo a esa distancia.
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MICROBIOLOGIA
El poder de resolución del ojo humano es de 0,2 mm es decir que para ver dos objetos
separados estos deben estar como mínimo a esa distancia. El microscopio aumenta la
imagen hasta el nivel de la retina, para captar la información
La resolución depende de la longitud de onda de la fuente luminosa, el espesor del
espécimen, la calidad de la fijación y la intensidad de la coloración.
Teóricamente la máxima resolución que se puede alcanzar es de 0,2 um dada por una
luz con longitud de onda de 540 nm, la cual pasa por un filtro verde (muy sensible
por el ojo humano) y con objetos condensadores adecuados. El ocular aumenta la
imagen producida por el objetivo, pero no puede aumentar la resolución.
Existen distintos microscopios ópticos generales y de investigación que se diferencian
en factores tales como la longitud de onda de la iluminación del espécimen, la
alteración física de la luz que incide en la muestra y procesos analíticos que se
aplican a la imagen final
2.4.1. Tipos de microscopios
Microscopio de campo claro – Es descendiente de los disponibles a partir de 1800
Compuestos por:
Fuente luminosa que ilumina la muestra
Condensador que enfoca los rayos de luz sobre la muestra
Platina sobre la cual se coloca la muestra
Objetivo que recibe la luz que atravesó la muestra
Ocular que recibe directamente la imagen formada por el objetivo
La muestra a observar debe ser fina para que pueda ser atravesada por la luz. Con
este tipo de microscopio se deben utilizar métodos de tinción porque el campo claro
de este no produce un nivel útil de contraste.
Microscopio de contraste de fase – Permite observar células sin colorear y resulta
especialmente útil para células vivas
Este aprovecha las pequeñas diferencias de los índices de refracción en las distintas
partes de una célula y en distintas partes de una muestra de tejido. La luz que pasa
por regiones de mayor índice de refracción experimenta una deflexión y queda fuera
de fase con respecto al haz principal de ondas de luz que pasaron la muestra. Aparea
otras longitudes de onda fuera de fase por medio de una serie de anillos ópticos del
objetivo y del condensador, anula la amplitud de la porción fuera de fase inicial del
haz de luz y produce un contraste útil sobre la imagen. Las partes oscuras de la
imagen corresponden a las porciones densas del espécimen; las partes claras de la
imagen corresponden a porciones menos densas. Por lo tanto estos microscopios se
utilizan para observar células vivas, tejidos vivos y cortes semifinos no coloreados.
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MICROBIOLOGIA
Dos modificaciones del microscopio de fase son el microscopio de interferencia y el
microscopio de interferencia diferencial.
Microscopio de campo oscuro – El objetivo recibe la luz dispersa o refractada por las
estructuras del espécimen. Para lograrlo, el microscopio de campo oscuro está
equipado con un condensador especial que ilumina la muestra con luz fuerte
indirecta. En consecuencia el campo visual se observa como un fondo oscuro sobre el
cual aparecen pequeñas partículas brillantes de la muestra que reflejan parte de la
luz hacia el objetivo.
El efecto es similar a las partículas de polvo que se ven en el haz de luz emanado de
un proyector de diapositivas en una habitación oscura. La luz reflejada por las
partículas de polvo llega hasta la retina del ojo y las hacen visibles.
La resolución de este microscopio no puede ser mejor que la del microscopio de
campo oscuro porque emplea la misma fuente de longitud de onda, sin embargo
puede detectar partículas individuales más pequeñas en las imágenes de campo
oscuro, debido al contraste creado.
Es útil para observar autorradiografías, cristales en la orina y para detectar
espiroquetas en particular el Treponema pallidum microorganismo causante de la
sífilis.
Microscopio de fluorescencia – Una molécula que fluorece emite luz de longitud de
onda que se encuentra dentro del espectro visible, cuando es expuesta a una fuente
de luz ultravioleta. Se usa para revelar moléculas fluorescentes naturales, como la
vitamina A y algunos neurotransmisores. Al ser escasas las moléculas
autofluorecentes su aplicación más difundida es para revelar una fluorescencia
agregada, como en la detección de antígenos o anticuerpos en procedimientos de
coloración inmunocitoquímica. También se puede inyectar moléculas fluorescentes
específicas en un animal o directamente en células y usarlas como marcadores. Estos
métodos sirvieron para estudiar uniones intercelulares, trayectorias de las fibras
nerviosas en neurobiología y en detección de marcadores del crecimiento
fluorescentes en tejidos mineralizados.
Se insertan distintos filtros entre la fuente de luz ultravioleta y la muestra para
producir luz monocromática o casi monocromática, o entre el espécimen y el objetivo
permitiendo que la estrecha banda de longitudes de onda de fluorescencia llegue
hasta el ojo o incida en una emulación fotográfica u otro procedimiento analítico.
Microscopio de barrido confocal – Se usa para estudiar la estructura de los materiales
biológicos. Emplea un sistema de iluminación con rayo láser que es muy convergente
y, en consecuencia produce un punto de barrido muy poco profundo. La luz que
emerge del punto es dirigida a un tubo fotomultiplicador, donde es analizada. Se
utiliza un sistema de espejos para mover el rayo láser a través del espécimen,
iluminando un solo punto por vez. Se registran los datos de cada punto de la muestra
recorrida con este rayo móvil y se guardan en una computadora. Luego se puede
llevar la imagen a un monitor de alta resolución. Este método tiene la ventaja de que
se pueden tomar imágenes de la muestra en cortes muy finos. Las regiones fuera de
14
MICROBIOLOGIA
foco se restan de la imagen mediante un programa para dar una definición máxima a
la imagen
Microscopio de polarización – Este microscopio es una simple modificación del
microscopio óptico, contiene un filtro polarizante llamado polarizador entre la fuente
de luz y la muestra y se ubica un segundo polarizador, denominado analizador entre
el objetivo y el observador. Se puede rotar el polarizador y el analizador; la
diferencia entre sus ángulos de rotación se usa para determinar el grado en que una
estructura afecta el haz de luz polarizada. La capacidad que tiene un cristal o
estructura cristalina de rotar el plano de la luz polarizada se denomina
birrefringencia.
Exhiben birrefringencia el músculo estriado o esquelético y las inclusiones
cristaloides de las células intersticiales testiculares
Microscopia electrónica.
Dentro de los microscopios electrónicos tenemos el de barrido y el de transmisión.
La ventaja de los microscopios electrónicos frente a los ópticos esta en que la
longitud de onda del haz de luz es aproximadamente 1/200, lo cual aumenta la
resolución.
Microscopio electrónico de transmisión – La óptica es muy similar al óptico pero se
diferencia en que usa un haz de electrones en vez de un haz de luz visible. Este
microscopio se basa en los siguientes principios:
- Una fuente, un filamento de tungsteno calentado que emite electrones (cátodo).
- Un ánodo, hacia el cual son atraídos los electrones.
- Una diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo imparte un voltaje de
aceleración entre 20.000 y 200.000 voltios a los electrones, que crea el haz.
El haz pasa por una serie de electroimanes que tienen las mismas funciones que las
lentes de vidrio de un microscopio óptico
El haz que atraviesa la muestra se coloca en foco y se aumenta por medio de un
objetivo y se aumenta aun más con una o más lentes proyectoras. La imagen final se
visualiza sobre una planilla cubierta por fósforo. Las porciones de la muestra que
han sido atravesadas por los electrones aparecen brillantes, las porciones que
absorbieron o esparcieron los electrones por su densidad inherente o debido al
agregado de metales pesados durante la preparación del espécimen aparecen oscuras.
Se coloca una placa fotográfica o un detector de video por encima o por debajo de la
pantalla del visor, con la finalidad de obtener un registro permanente de la imagen
sobre la pantalla.
Microscopio electrónico de barrido – Se asemeja más que al microscopio electrónico
de transmisión a los tubos de televisión de donde deriva la microscopia electrónica.
Para analizar la mayoría de los tejidos se deja la muestra, se deshidrata por
desecación de punto crítico, se cubre con una película evaporada de oro-carbón, se
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MICROBIOLOGIA
monta en un taco de aluminio y se coloca en la cámara de muestras del microscopio.
En los tejidos mineralizados es posible eliminar todos los tejidos blandos con una
lejía y analizar las características estructurales del mineral. Se logra el barrido con el
mismo tipo de rastreo que explora el haz de electrones a través de la superficie un
tubo de televisión. Los electrones reflejados desde la superficie y los electrones
forzados hacia el exterior de la superficie son captados por uno o más detectores y
reprocesados para formar una imagen tridimensional en una televisión.
Se pueden tomar fotografías para registrar los datos o la imagen en una cinta de
video. Se pueden usar otros detectores para medir los rayos X emitidos desde la
superficie, la catodoluminiscencia de las moléculas del tejido por debajo de la
superficie y los electrones de Auger emitidos en la superficie. Muchos microscopios
combinan las características de un microscopio electrónico de transmisión y de
barrido, el cual permite microanálisis por rayos X con sonda electrónica.
2.5. Características para la identificación
2.5.1. Morfológicas
Consiste en determinar forma, tamaño y color del microorganismo, en sí es la
estructura externa. Para poder identificarlos se utilizan equipos como el microscopio.
Por ser organismos unicelulares y su medida es en micras (µ).
Algunas bacterias particularmente tienen forma de bacilos (bastones), en ocasiones
esos bacilos se unen en cadena, como en el caso del carbunco.
Las bacterias esféricas al unirse en dos forman el gonococo, al agruparse en mas de
dos o tres se llaman estreptococos, la agrupación en forma de racimos de uva se les
llama estafilococos.
Las algas por lo general, particularmente son ovoides o esféricas, al agruparse
forman cenobios que son laminosos, filamentosos o globulosos, son inmóviles.
Los hongos están formados por un soma vegetativo. El soma del hongo se denomina
micelio, y las bifurcaciones individuales y filamentosas del micelio en su conjunto
forman hifas, estas contiene esporas, las hifas tienen forma de bifurcaciones y
filamentos, las esporas comúnmente son esféricas.
Los virus tiene formas y tamaños distintos, son muy pequeños, se miden por
amstrong, por lo común son de forma de varilla rígida o filamentos, ondulados con
dimensiones de 15 a 300 miliamstrong (como el mosaico del tabaco que es e mas
pequeño).
2.5.2. Bioquímicas
En ocasiones no basta identificar a un microbio por su estructura externa, para
asegurar su identificación, se requiere de estudios mas profundos sobre toda su
constitución química y la forma de transformación de alimento.
16
MICROBIOLOGIA
Existen también organismos parecidos unos a otros que a través de las
características metabólicas se llegan a identificar. Por ejemplo, la Escherichia coli,
organismo natural y común en nuestro intestino, es confundido con la Salmonella
Typha causante de la fiebre tifoidea, para poder diferenciarlos e identificarlos se
realiza en cada uno de ellos, medios de cultivos, y así ver sus reacciones metabólicas
de cada uno, que enzimas intervienen, cuales son los productos intermedios y en si la
reacción final de cada célula.
2.5.3. Antigénicas
El estudio de la composición antigénica de los microorganismos nos revela un
aspecto especial de la composición química. La caracterización antigénica supone la
inyección de microorganismos, o alguna parte del mismo, en un animal, con el fin de
estudiar el suero sanguíneo de ese animal en busca de anticuerpos. Las reacciones
antígeno – anticuerpo son muy específicas. Los microorganismos poseen muy
deficientes clases de antígenos que por lo común se detectan con precisión
extraordinaria.
17
MICROBIOLOGIA
Unidad 3. Nomenclatura,
microorganismos
taxonomía
y
características
de
los
3.1. Virus
3.1.1. Propiedades generales
Son organismos de grupo muy grandes heterogéneo. (diversos, o sea no tienen una
característica igual para todos). Son agentes infecciosos, son parásitos de las células y
viven intracelularmente.
Son muy pequeños, se permiten atravesar todo tipo de poros, hasta los de porcelana.
Se propagan en el interior de la células, producen una gran variedad de enfermedades
en plantas y animales; en animales y hombres producen enfermedades como, gripe,
sida, evoca, poliomielitis, hidrofobias y varios tipos de tumores, en plantas producen
enfermedades como el enanismo, mosaico (la hoja tiende a ser dura con varios
colores, brillo), enrizamiento, manchas anulares foliares (tienen en las hojas formas
de anillo), tristeza.
La cantidad de virus que se conocen en la actualidad sobrepasan el millón y se podría
decir que cada mes se descubren más.
Los virus producen enfermedades en las células alterando su metabolismo
produciendo sustancias anormales, que va a influir en las funciones y vidas de las
células.
3.1.2. Criterios de clasificación
La mayoría de los nombres de los virus derivan de las características clínicas,
patológicas y epidemiológicas asociadas con las infecciones virales. Como
ejemplos podemos citar el virus de la dermatitis postular contagiosa que pertenece
al grupo de los poxvirus, y el virus de la degeneración vascular del frijol grueso.
Algunos virus han sido nombrados de acuerdo con la localidad geográfica donde
fueron aislados por primera vez: el virus de Sendai. Otros virus llevan el nombre
de sus descubridores: virus de Epstein-Barr. Algunos virus son conocidos
solamente en la versión abreviada de su nombre original; así, reovirus
corresponde a respiratory enteric orphan virus, y arbovirus corresponde a
arthropod-borne virus.
El método más extendido y aceptado para clasificar los virus agrupa a estos
agentes de acuerdo con el tipo de hospedero que infectan: bacterias, hongos,
plantas, invertebrados (particularmente insectos), animales, humanos.
Los virus pueden ser subdivididos de acuerdo con un particular nivel de interés
sobre los mismos. En años recientes el uso de un sistema taxonómico racional
basado en principios de estructura y formación molecular ha sido promovido por
18
MICROBIOLOGIA
el Comité Internacional de Taxonomía de los Virus; la figura XV1 es un
esquema simplificado de este tipo de clasificación.
Considerando lo anterior, podemos citar algunas de las múltiples definiciones de
virus producidas a lo largo del tiempo. Por ejemplo, André Lwoff propuso en
1957 que un virus es: "una entidad estrictamente intracelular y potencialmente
patógena que se caracteriza por tener una fase infecciosa, poseer solamente un
tipo de ácido nucleico, multiplicarse en la misma forma que su material genético,
incapaz de crecer o dividirse en forma binaria, carente de un sistema productor
de energía metabólica". De acuerdo con esta definición, el virus es
fundamentalmente de naturaleza no celular y es dependiente por completo del
metabolismo de la célula hospedera, además de que en cierto estadio del ciclo
replicativo el material viral se reduce exclusivamente al ácido nucleico.
Otra definición muy conocida es la propuesta por Salvatore Luna en 1959: "los
virus son elementos de material genético que pueden determinar en las células
donde se reproducen la biosíntesis de un sistema que constituye un aparato
específico para permitir la propia transferencia del virus hacia otras células".
Los virus se han venido clasificando atendiendo al tipo de ácido nucleico que
contienen, a las características de la envoltura del virión, cuando existe, a la posición
taxonómica de sus huéspedes, a la patología que producen, etc. Dada su falta de
autonomía para el desarrollo y su probable carácter polifilético, es muy difícil
aplicarles de forma consistente los criterios de clasificación y nomenclatura que
sirven tan bien para la clasificación de los organismos celulares, o verdaderos
organismos. Combinando caracteres como los enumerados, y por ese orden de
importancia, se han reconocido unos 30 grupos de virus internamente bien definidos.
En este artículo consideraremos tres grupos según el tipo de células que infecten, y en
cada grupo se citarán los ejemplos más destacados y sus otras características
definitorias.
Virus del Nilo oeste: produce enfermedades en aves y mamíferos, incluidos humanos.
Se transmite a través de los mosquitos.
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MICROBIOLOGIA
El primer virus descrito fue el de la fiebre aftosa (Loeffler y Frosch, finales del siglo
XIX). La mayoría de ellos tienen envoltura lipoproteica:
Entre los virus con ARN monocatenario se pueden citar los de la rabia, el sarampión,
la gripe y la rubéola.
Los retrovirus contienen ARN monocatenario y la enzima transcriptasa inversa. Al
infectar la célula, transcriben el ARN en una molécula de ADN bicatenario que se
une al ADN celular. Pertenecen a este grupo el virus del SIDA y algunos virus
oncogénicos.
Entre los virus con ADN bicatenario se puede citar el grupo de los herpesvíridos
como los del herpes, y de la hepatitis.
Hay también virus de células animales icosaédricos sin envoltura lipoproteica:
El virus de la polio humana tiene ARN monocatenario.
La mayor parte de los reovirus (con ARN bicatenario) infectan células animales.
Los virus que contienen ADN bicatenario suelen ser poco virulentos, como los
adenovirus (de los resfriados) y los virus de las verrugas (papovirus).
Virus que infectan bacterias
Fueron descubiertos independientemente en 1915 y 1917 por Frederick Twort,
bacteriólogo británico y Felix D'Herelle en Canadá. La mayoría son virus complejos
y contienen ADN bicatenario; pertenecen al grupo de los myovíridos. Hay también
bacteriófagos que no responden al tipo común, como los corticovíridos, icosaédricos,
o los levivíridos, con ARN monocatenario, o los bacteriófagos con envoltura
lipoproteica.
Virus que infectan células vegetales
Son los primeros que se descubrieron (virus del mosaico del tabaco, Ivanovski, 1892).
La mayor parte de ellos contienen ARN monocatenario y cápsida helicoidal, y
carecen de envoltura lipoproteica. El virus del mosaico del tabaco es un ejemplo.
Algunos reovirus (virus con RNA bicatenario, icosaédricos y sin envoltura
lipoproteica) producen tumores en las heridas de las plantas. En este grupo hay
también virus con ADN y cápsida icosaédrica, como el del estriado del maíz o el del
mosaico de la coliflor.
Clasificaciones alternativas
El esfuerzo por alcanzar una necesaria clasificación natural, ha producido distintos
resultados, de los que consideramos aquí dos, la clasificación de Baltimore y la del
International Committee for Taxonomy of Viruses (ICTV).
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MICROBIOLOGIA
Clasificación de Baltimore
La clasificación de Baltimore distribuye los virus en siete grupos fundamentales
basados en la base química del genoma:
Grupo I: Virus ADN bicatenario (doble cadena).
Los virus de ADN de dos cadenas entran en la célula (independientemente del
mecanismo de infección) y las ARN polimerasas no distinguen el genoma celular del
genoma vírico, forman ARNm, que se traduce en los ribosomas y da lugar a las
proteínas de la cápsida, y a veces a enzimas replicativos. Son los virus más simples.
Ejemplo: los fagos de la serie T par, fueron los primeros que se descubrieron.
Grupo II: Virus ADN monocatenario (de carácter positivo).
Su material genético es ADN de una cadena. Ya que es de polaridad positiva,
necesita una cadena negativa para poder transcribir; así, al entrar a la célula la ADN
polimerasa (enzima de reparación o alargamiento) hace un ADN bicatenario que
sirve para sintetizar (a partir de la hebra negativa) un ARNm que lleva la
información necesaria para fabricar capsómeros y enzimas replicativos.
Grupo III: Virus ARN bicatenario.
Son virus de ARN bicatenario. Llevan como parte del virión una transcriptasa viral
que es una ARN polimerasa ARN dependiente que utiliza para, a partir de la hebra
negativa del ARN bicatenario, fabricar el ARNm. Además de ser una enzima es una
proteína estructural, ya que forma parte de la cápsida, por ello sólo se replica si a la
célula entra la cápsida junto al genoma vírico.
Grupo IV: Virus ARN monocatenario positivo.
Son virus de ARN monocatenario cuyo genoma tiene naturaleza de ARNm. Son
virus simples.
Grupo V: Virus ARN monocatenario negativo.
Son virus de ARN monocatenario con polaridad de antimensajero. Poseen una ARN
polimerasa dependiente de ARN de una cadena. Así, dentro de la célula infectada
forman el ARN complementario a su genoma y que actúa de ARNm.
Grupo VI: Virus ARN monocatenario retrotranscrito.
Son virus de ARN cuyo genoma podría actuar como mensajero pero “in vivo” no lo
hace. Poseen una transcriptasa inversa que de un genoma ARN transcribe una
molécula de ADN, primero de una cadena y luego de dos. Posteriormente y usando
los enzimas celulares se elabora un mensajero. Estos virus son capaces de alcanzar el
núcleo de las células, se insertan a los cromosomas de las células que infectan, son los
retrovirus
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MICROBIOLOGIA
Grupo VII: Virus ADN bicatenario retrotranscrito.
Es el grupo más recientemente descubierto y descrito. Tiene un genoma de ADN
bicateario, que se expresa formando un mensajero, que se traduce como el grupo I.
No obstante, en el momento de la encapsidación, es el mensajero el que se encapsida.
Éste, por retrotranscripción a partir de una Transcriptasa inversa, en el interior del
virión, forma de nuevo una molécula de ADN, primero mono y después dicatenaria,
que se convierte en el genoma del virus. Son ejemplos claros de estas rarezas, las
familias Herpesviridae y Caulimoviridae.
Clasificación del ICTV
El ICTV (International Committee on Taxonomy of Viruses) intenta conseguir una
clasificación universal que pueda funcionar como el necesario estándar de
clasificación de los virus, regulando la descripción formal de las nuevas cepas y
ordenando su ubicación dentro del esquema clasificatorio. Intenta que las reglas de
nomenclatura y clasificación se asemejen lo más posible al estándar tradicional de la
clasificación de los organismos utilizando algunas de sus categorías, sufijos que
indican el rango taxonómico y aplicando cursiva a los nombres de los taxones:
Orden (-virales)
Familia (-viridae)
Subfamilia (-virinae)
Género (-virus)
Especie (-virus)
Los nombres de los taxones de categoría superior se escriben en cursiva, como en el
Código Internacional de Nomenclatura Botánica (pero no en el Zoológico). Los
nombres de especie siguen una regla sistemática, nombrándose en la lengua
vernácula con el nombre de la enfermedad y la palabra que significa virus. Por
ejemplo, virus de la inmunodeficiencia humana. El reconocimiento de órdenes se ha
producido tardíamente y se usan con parsimonia, habiéndose designado hasta ahora
sólo tres, de manera que la mayoría de las 80 familias todavía no han sido adscritas a
ninguno. La lista de ICTV contiene unas 4.000 especies.
3.1.3. Nomenclatura y taxonomía
La séptima comunicación del International Committee on Taxonomy of Viruses
(ICTV) describe estos organismos como biosistemas elementales que poseen algunas
de las propiedades de los seres vivos (genoma) y que se adaptan a las condiciones del
ambiente. Los virus pertenecen a la biología porque tienen genes, se replican,
evolucionan y se adaptan a los huéspedes y distintos nichos ecológicos.
Virus es un término general que denota varias propiedades relacionadas (huésped,
vector, capacidad infecciosa). Estas características -propiedades emergentes- son
típicas del biosistema viral en conjunto y no están presentes en los elementos
constitutivos individuales. Cuando un virus inicia el ciclo de vida adopta diversas
formas y estadios, por ejemplo como ácido nucleico en replicación en la célula
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MICROBIOLOGIA
huésped o en el vector. Un estadio en este ciclo es la partícula viral o virión que se
caracteriza por propiedades intrínsecas como tamaño, masa, composición química,
secuencia de nucléotidos en el genoma y secuencia de aminoácidos en las subunidades
proteicas. Los viriones pueden ser completamente descritos según sus propiedades
físicas y químicas intrínsecas, pero la definición no se vincula con las propiedades
que pertenecen al virus.
Nomenclatura binaria propuesta para especies de virus. Abreviaturas de los nombres
de virus
Durante años los grupos que estudian virus de plantas utilizaron un sistema de dos
nombres no oficial para referirse a la especie viral. Según este sistema, la palabra
virus que aparece en cursiva al final del nombre oficial de la especie se reemplaza por
el nombre de género que también finaliza en virus. De esta forma Bluetongue virus se
transforma en Bluetongue orbivirus y Measles virus en Measles morbillivirus. La
ventaja de este modelo de denominación es que la inclusión de un nombre de género
en el nombre de la especie indica la relación existente con otros virus y, por lo tanto,
brinda información adicional acerca de las propiedades de los miembros de las
especies. Debido a que este modelo parece ser preferido por una amplia mayoría de
virólogos, el ICTV decidirá si deben introducirse los nombres binarios de especies de
virus
3.1.4. Estructura
Externa:
Los virus tienen una variedad de forma y tamaño, pero por lo general son en forma
de varilla rígida, filamentos ondulados, esféricas o de bacilos.
En el saso de varilla rígida la tiene el parasito de mosaico de tabaco y llegan a medir
de 15 x 300 nm (nanómetro) hasta los 200 nm.
Las de formas de bacilos, casos del enanismo amarillo de la papas, llegan a medir de
75 x 350 nm.
Los esféricos, caso de necrosis del tabaco, llegan a tener un diámetro de 75 nm,
algunos tumores de heridas, tienen hasta 60 nm de diámetro.
Interna:
Un virus por lo menos debe tener en su constitución química en acido nucleico, que le
da su capacidad infectante y tiene proteína que le da especifidad. El acido nucleico lo
tiene en proporción de 5 a 40 % en su constitución corporal y de proteínas de 95 a
60%. El acido nucleico está cubierta por una membrana CAPSIDA, constituidos por
subunidades de proteínas llamadas CAPSOMEROS.
La partícula viral de un virus se llama virion y las partes completas del virus o
unidades completas se llama viriones, los viriones tienen lípidos y lipoproteínas.
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MICROBIOLOGIA
Los ácidos nucleico y proteínas tienen residuos de carbohidratos, lípidos, metales,
algunos contiene vitaminas. Los virus se diferencian por su contenido de DNA o
RNA. Un virion contiene 4 posibles asidos nucleicos, se ha visto que los virus de las
plantas, contienen solo RNA de una o doble cadena. Los virus en animales contienen
en todos los tipos de acido nucleico excepto DNA de doble cadena. Además de la
estructura de cada nucleico, en la partícula viral es lineal o particular.
Estructura de un virus
3.1.5. Reproducción
Los virus no son células, no constan de ellas, son parásitos de células y producen una
infinidad de enfermedades en seres vivientes.
Los virus no se dividen ni producen una estructura reproductora especializada, pero
si inducen a las células hospederas a producir más virus
Los virus se producen dentro de las células animal y vegetal, así como de otros seres;
no tienen capacidad de metabolismo, tampoco movilidad dependiente.
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MICROBIOLOGIA
Se reproducen por replicación, en donde sus dos partes constitutivas los ácidos
nucleicos y proteínas se incrementan dentro de las células huésped, cuando la célula
se infecta con el acido nucleico, se sintetiza partículas virales completas.
Existen varios tipos de virus en la naturaleza, con estructuras complejas diferentes, y
que utilizan varios lugares para la reproducción, algunos lo realizan en el citoplasma,
otros en el núcleo, por lo tanto hay diferentes lugares para la replicación de virus.
Reproducción de un virus
3.1.6. Importancia
Los virus han representado históricamente un problema muy grave para la salud de
los humanos. Después del reconocimiento de estos agentes como causantes de
enfermedad, la virología ha evolucionado muy rápido, incluso los virus fueron de los
primeros modelos para el estudio del funcionamiento del genoma, conocimiento
indispensable hoy en día para el trabajo de investigación en ciencias biológicas.
En general, la palabra virus inmediatamente refiere a enfermedad, y no es para
menos: en 1918 una pandemia de gripe (influenza) ocasionó la muerte de más de 30
millones de personas alrededor del mundo, posteriormente este virus ha ocasionado
epidemias de menor intensidad pero igualmente temidas. Entre 1957 y 1986 se
estima que, sólo en Estados Unidos, los virus de la influenza ocasionaron más de 10
000 muertes.
La fama de los virus es merecida en el caso del SIDA por ejemplo, actualmente una
de las causas más importantes de mortalidad en el mundo, o bien, en el caso de la
viruela, que en el pasado provocó miles de muertes. Los casos más recientes de
enfermedades altamente contagiosas son los hemorrágicos y letales filovirus
(Marburg y Ébola) y, por supuesto, el síndrome respiratorio agudo severo (SARS,
por sus siglas en inglés).
En el último cuarto del siglo XX, los virus cobraron una importancia médica
inusitada por la aparición de enfermedades hasta entonces desconocidas como las
anteriormente mencionadas, así como el resurgimiento con mayor virulencia de
25
MICROBIOLOGIA
enfermedades ya conocidas, como el sarampión, el dengue o la influenza. En 1999
hubo una gran epidemia en Europa ocasionada por el virus de la influenza que
ocasionó la hospitalización de miles de personas y la muerte de varias decenas de
ellas; dos años antes, en Hong Kong se tuvieron que sacrificar casi diez millones de
pollos por una epidemia de influenza aviar que ya amenazaba con expandirse a
regiones vecinas. Durante esta última también se registraron muertes entre personas
que tuvieron contacto con los animales infectados.
En los últimos años se detectaron algunos virus nuevos, como el de Hendra y el de
Nipah (ambos en Malasia, 1998), los cuales inicialmente ocasionaron problemas en
ganado equino y porcino respectivamente. Sin embargo, personas que tuvieron
contacto con los animales enfermos también fueron infectados, algunas de ellas
incluso murieron. Estos casos hacen destacar la importancia del estudio de los virus
que infectan animales, no sólo por cuestiones ecológicas o comerciales, sino también
por su influencia sobre la salud humana.
La otra cara de los virus
El surgimiento y resurgimiento de los virus se deben en parte a su relativo bajo nivel
de complejidad, por lo que pequeños cambios en su información genética ocasionan
grandes cambios en su estructura y funcionamiento general, lo cual permite evadir la
respuesta inmunológica de los organismos, variar sus comportamientos dentro de las
células hospederas y perder su sensibilidad a tratamientos comunes para esas
enfermedades. Un caso típico son los virus de la inmunodeficiencia humana
(causantes de SIDA) cuyos tratamientos son generalmente limitados porque los virus
que infectan al paciente son sustancialmente diferentes de los que evolucionan en su
organismo en un determinado intervalo de tiempo.
Esta variabilidad de los virus, sin embargo, aparte de causarnos los problemas
mencionados, se convierte en una herramienta muy útil en el estudio de la evolución
de los organismos en el nivel molecular. El estudio de la variabilidad de los virus ha
producido conocimientos en el ámbito de la evolución, lo cual puede ser aplicado
hasta cierto punto y en diferentes formas a la generalidad de la biología.
Actualmente se considera a los virus no sólo como causantes de enfermedades sino
también como agentes muy importantes que colaboran en el mantenimiento del
equilibrio ecológico.
Los virus, además de producir la disminución de poblaciones animales o vegetales en
un determinado hábitat, sirven como mediadores en el intercambio genético entre
individuos de una misma o de diferentes especies, cooperando en la variabilidad de
los organismos que son susceptibles de ser infectados.
Este fenómeno ha sido bastante estudiado en las bacterias que pueden ser infectadas
por los virus denominados bacteriófagos (o simplemente fagos) y de esta manera
poder intercambiar información entre unas cepas bacterianas y otras, los fagos
pueden contener información útil para que la célula bacteriana realice ciertas
funciones que en otras condiciones no podría realizar.
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MICROBIOLOGIA
En los animales, de modo análogo, los retrovirus y los adenovirus, entre otros,
pueden introducir información nueva a la célula infectada y posteriormente llevarse
información a una célula diferente logrando así una comunicación genética entre
diferentes poblaciones celulares o individuos.
De esta manera, algunas especies de virus revisten hoy una importancia clave en la
medicina porque pueden servir como vehículo para introducir información a células
con algún defecto genético o adquirido que les permita alcanzar un funcionamiento
normal. Esta área de la biomedicina es actualmente una de las más apoyadas ya que
representa una esperanza en la cura de enfermedades genéticas como la fibrosis
quística y el cáncer.
Es imposible dejar de ver a los virus como peligrosos agentes causales de enfermedad,
pero a esto hay que agregar, por una lado, que también contribuyen al
mantenimiento del equilibrio ecológico y, por otro, que en pocos años pueden ser de
gran utilidad en el tratamiento de muchos problemas que aquejan a los humanos,
incluyendo las enfermedades causadas por los virus mismos.
3.2. Bacterias
3.2.1. Propiedades generales
Las bacterias son organismos microscópicos, se conocen aproximadamente 1600
especies. La mayoría son organismos estrictamente saprofitos, no causan daño al
hombre, animales y plantas.
También existen bacterias parásitos nocivas que producen enfermedades, en el
hombre: tétano, cólera, gonorrea, tuberculosis, neumonía, fiebre tifoidea; en los
animales: el carbunco, ántrax y brucelosis; en las plantas se producen enfermedades
en los géneros: agrobacterium, erwinia (producen el tizón del fuego), seudomonas,
xanthomonas y la streptomyces.
Las bacterias de acuerdo a su constitución, algunos organismos son procarióticos y
eucariótico. En ocasiones se juntan para formar colonias. Tiene variadas formas:
* En dos baterías se llaman diptococos
* Cundo son 4 se llaman tetrámeras
* De tres a más se llaman estreptococo
En forma de racimos de uvas estafilococos y cuando se forman en un plano ovoide se
llama sarcinas.
3.2.2. Criterios de clasificación
La identificación de las bacterias es tanto más precisa cuanto mayor es el número de
criterios utilizados. Esta identificación se realiza a base de modelos, agrupados en
familias y especies en la clasificación bacteriológica. Las bacterias se reúnen en 11
órdenes.
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MICROBIOLOGIA
Las eubacteriales, esféricas o bacilares, que comprenden casi todas las bacterias
patógenas y las formas fotótrofas.
Las pseudomonadales, orden dividido en 10 familias entre las que cabe citar las
Pseudomonae y las Spirillacae.
Las espiroquetales (treponemas, leptospiras)
Las actinomicetales (micobacterias, actinomicetes).
Las rickettsiales
Las micoplasmales
Las clamidobacteriales
Las hifomicrobiales
Las beggiatoales
Las cariofanales
Las mixobacteriales
Relaciones entre la bacteria y su huésped
Ciertas bacterias viven independientes e otros seres vivos. Otras son parásitas.
Pueden vivir en simbiosis con su huésped ayudándose mutuamente o como
comensales (sin beneficio). Pueden ser patógenas, es decir, vivir de su huésped.
La virulencia es la aptitud de un microorganismo para multiplicarse en los tejidos de
su huésped (creando en ellos alteraciones). Esta virulencia puede estar atenuada
(base del principio de la vacunación) o exaltada (paso de un sujeto a otro). La
virulencia puede ser fijada por liofilización. Parece ser función del huésped (terreno)
y del entorno (condiciones climáticas). La puerta de entrada de la infección tiene
igualmente un papel considerable en la virulencia del germen.
El poder patógeno es la capacidad de un germen de implantarse en un huésped y de
crear en él trastornos. Está ligada a dos causas:
La producción de lesiones en los tejidos mediante constituyentes de la bacteria, como
pueden ser enzimas que ella excreta y que atacan tejidos vecinos o productos tóxicos
provenientes del metabolismo bacteriano
La producción de toxinas. Se puede tratar de toxinas proteicas (exotoxinas excretadas
por la bacteria, transportadas a través de la sangre y que actúan a distancia sobre
órganos sensibles) o de toxinas glucoproteicas (endotoxinas), estas últimas actuando
únicamente en el momento de la destrucción de la bacteria y pudiendo ser
responsables de choques infecciosos en el curso de septicemias provocadas por
gérmenes gramnegativos en el momento en que la toxina es brutalmente liberada
A estas agresiones microbianas, el organismo opone reacciones defensivas ligadas a
procesos de inmunidad, mientras que el conflicto huésped-bacteria se traduce por
manifestaciones clínicas y biológicas de la enfermedad infecciosa
3.2.3. Nomenclatura y taxonomía
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MICROBIOLOGIA
Los procariotas son las células vivas más sencillas. Las procariotas constituyen el
reino Monera. A los miembros reino Monera se les llama moneras. Las moneras están
divididas en grupos principales: las bacterias azul-verdoso (llamadas antes algas:
verdosas) y las demás bacterias. Las moneras existen como células individuales o
como colonias. La colonia es un grupo de células parecidas que están pegadas unas a
otra.
Las bacterias incluyen muchas formas diferentes, la mayoría de las cuales son
heterótrofas.
Las bacterias son las moneras más numerosas, ellas pertenecen al fílum
Schizomycetes Schizo (significa "partido") porque se refiere al proceso de división
sencilla mediante el cual se multiplican. El sufijo mycete quiere decir "hongo", un
término que viene de cuando las bacterias y los hongos pertenecían al mismo grupo.
Casi siempre, la gente piensa en las bacterias como “gérmenes” que producen
enfermedades. Esta creencia no es totalmente correcta. Las más de 1500 especies de
bacterias, sólo unas 250 causan enfermedades. Las actividades de la mayoría de las
bacterias son útiles y necesarias, la gente ha utilizado muchas bacterias en la
producción de alimentos y medicinas.
3.2.4. Estructura
Las bacterias pueden tener forma de vacilo, filamentosas, esteritas en forma de
camas, elipsoidales, espirales.
Los bacilos en su etapa joven son cilíndricos y pueden llegar a medir. 0.6 a 3.5
milimicra de longitud, y un diámetro de 0.5 a 1.0 milimicra. Las bacterias en
cultivos viejos, los filamentos son más grandes.
Las bacterias están cubiertas por un material viscoso y gomoso llamada capa
mucilaginosa (forma de baba); o puede también estar cubierta por una capa dura
llamada cápsula.
Algunas bacterias poseen un solo flagelo, y otros, dos o hasta un ramillete. El color
de las bacterias pueden ser blanquizcos, blancos amarillentos, (cuando están en
grupos) o translucidos.
Las bacterias al formar colonias, estas presentan características morfológicas
diferentes, varían en forma, tamaño, color, elevación, en bordes.
Forma: Pueden ser circulares, ovoides e irregulares.
Tamaño. Varían desde milímetro hasta centímetros.
Color: Blanquizco, amarillento, negrusco y grisáceo.
Elevación: Varían según su posición
Bordes: Pueden ser rugosos, lisos, angulares, globulares.
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MICROBIOLOGIA
La célula bacteriana puede estar constituida por un capa mucilaginosas capsula,
flagelos, pared o membrana celular citoplasma. Posen también encimas digestivas
para nutrición y secreción o excreción.
Las bacterias parasitas de plantas posen cloroplasto
Todas las bacterias poseen o están constituidas por productos orgánicos;
carbohidratos lípidos, proteínas, encimas, vitaminas, ácidos nucleicos. Contienen
también sales minerales y sobre todo mucha agua
Estructura de una bacteria
3.2.5. Reproducción
Las bacterias, realizan la reproducción asexual conocida como fusión binaria. Esta se
realiza, por la invasión de la membrana citoplásmica hacia el centro de las células,
formando un tabique membranoso transversal que divide a la bacteria en dos partes.
Durante este proceso, se sintetizan o secretan dos capas de material de la pared
celular, entre las dos capas de la membrana.
Cuando se concluye la formación de las paredes celulares, las dos capas se separan
dando como resultado a dos células hijas.
Mientras la pared celular y el citoplasma están sufriendo fisión el material se
organiza formando cromosomas, las cuales se autoduplican distribuyéndose en partes
iguales en las dos células formadas.
Las bacterias se reproducen a una velocidad muy rápida en condiciones favorables,
las bacterias pueden dividirse cada 20 minutos, de aquí se duplica en 4, 8, 16 etc.
A esta velocidad, una sola bacteria puede reproducir un millón de bacterias en 10
horas. Pero debido a la reducción de alimentos, espacio, a las condiciones
desfavorables, la reproducción tiende a disminuir o hasta cesar.
30
MICROBIOLOGIA
Pero en si, las bacterias alcanzan cantidades numerosas en corto tiempo, y efectúan
cambios químicos en el medio que lo rodea. Estos cambios permiten alterar a la
naturaleza, produciendo enfermedades, realizando descomposiciones de alimentos, en
las industrias, realizan la fermentación y pudrición de desperdicios orgánicos.
Reproducción de una bacteria
3.2.6. Importancia
Existen bacterias en todos los sitios. Hemos visto el interés de su estudio para la
comprensión de la fisiológica celular, de la síntesis de proteínas y de la genética.
Aunque las bacterias patógenas parecen ser las más preocupantes, su importancia en
la naturaleza es ciertamente menor. El papel de las bacterias no patógenas es
fundamental. Intervienen en el ciclo del nitrógeno y del carbono, así como en los
metabolismos del azufre, del fósforo y del hierro. Las bacterias de los suelos y del las
aguas son indispensables para el equilibrio biológico
Por último, las bacterias pueden ser utilizadas en las industrias alimenticias y
químicas: intervienen en la síntesis de vitaminas y de antibióticos
Las bacterias tienen, por lo tanto, un papel fundamental en los fenómenos de la vida,
y todas las áreas de la biología han podido ser mejor comprendidas gracias a su
estudio
3.3. Algas
3.3.1. Propiedades generales
En la naturaleza se localizan miles de tipos de algas. Abundan en lugares húmedos,
aguas de océanos, lagunas, lagos, ríos. También se localizan en troncos paredes,
rocas, piedras, cortezas de árboles. Las algas sobre viven en un medio donde haya
suficiente luz, humedad y suficientes alimentos simples.
31
MICROBIOLOGIA
Las algas de vida acuática, viven en las partes de aguas profundas formando el
plancton, que sirve de alimentos a algunos organismos (peces) incluyendo a las
ballenas.
Algunas especies se desarrollan en lugares elevados, sobre hielo, sobre el pico de
montañas.
Se desarrollan en aguas termales muy calidas que alcanzan hasta los 90 ºC, aunque
su temperatura adecuada para estos lugares son de 50 a 54 ºC
Las algas están adecuadas para la concentración de sales de mares, se ajustan a la
desecación por periodos prolongados en tiempos críticos.
En el hemisferio norte, se localizan algas en aguas a una profundidad no mayor de 50
a 60 metros, pero en lugares tropicales o calidos, con aguas cristalinas, se localizan a
una profundidad de hasta 150 metros.
Las algas que crecen sobre troncos, rocas y cortezas de árboles, al degradarse se
descomponen químicamente y forma suelo fértil, es decir las algas son formadores de
suelo orgánico.
En algunos lugares como los balnearios, las algas crecen con exceso, que producen
olores y sabores indeseables, no permiten la disolución del oxigeno y también
obstaculizan la fotosíntesis de otras plantas que se localizan en las partes profundas
del agua.
Algunas algas son endofiticas, porque viven sobre protozoarios, sobre las hiedras,
corales, esponjas.
3.3.2. Criterios de clasificación
Las algas se pueden dividir en 8 subdivisiones que son las siguientes:
1. Cianófitos - Se trata de organismos unicelulares carentes de un núcleo verdadero y
de plastidios, que se multiplican por división transversal. La mayoría de estas
especies vive en el agua aunque algunas de estas tienen la habilidad de vivir en la
tierra porque pueden fijar el nitrógeno atmosférico a ellas.
2. Euglenófitos - Son algas de estructura muy sencilla cuya característica mas
distintiva es la presencia de una mancha de pigmento fotosensible. Estas disponen de
uno o de dos flagelos lo cual les permite cambiar su forma y estas se multiplican por
división longitudinal.
3. Pirrófitos - Son algas en su mayoría unicelulares que tienen dos flagelos de
longitud distinta. La célula se encuentra desnuda o va provista de una cubierta más
o menos dura. Al igual que los Euglenófitos tienen un ocelo que junto con su forma
de vida parasitaria o depredativa (en algunos casos) posibilita que en el pasado se les
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MICROBIOLOGIA
tomara como organismos animales. Esta especie también es marina excepto por
algunas que son terrestres. a- Un ejemplo es: Noctuluca miliaris.
4. Crisófitos - Conocidos como algas amarillas, son organismos unicelulares o
pluricelulares que se reúnen en colonias. Su principal característica es la presencia de
cromatoforos con pigmentos de color amarillo que les confiere un aspecto dorado.
Son de morfologías variable con flagelos y sin ellos y en algunos casos se mueven por
rizópodos. Siempre se reproducen por reproducción vegetativa.
5. Clorófitas - Las clorófitas o algas verdes son en su mayoría de colores verdes,
unicelulares o pluricelulares y de formas muy variables. La mayoría de las especies
microscópicas son propias de agua dulce, aunque hay numerosos grupos marinos que
alcanzan cierto tamaño, como la conocida lechuga de mar. Se multiplican por
división celular, o sexualmente, o por la fusión de dos gametos de tamaños
diferentes. Este grupo de algas se halla muy extendido en la naturaleza, ya que
algunas de estas le dan color a los estanques o cubren la cubierta de los árboles. Esta
especie se mantiene en grupos como muchas de las especies de la costa marina.
6. Carófitos - Son algas muy complejas cuya estructura se parece a veces a la de las
fanerógamas. De color verde en su mayoría, son frecuentes en las orillas de los ríos y
lagos y muy pocas especies están en la vida marina. Estas se reproducen sexualmente
o por vía vegetativa.
7. Feófitos - Son algas que alcanzan mayor tamaño (hasta 100m). Aunque poseen
clorofila los pigmentos marrones las esconden, por lo que presentan coloración
marrón o parda. Estas algas son típicas del agua salada pero muy pocas de ellas
viven en agua dulce.
8. Rodófitas - A estas algas se le conoce como alga roja, comprenden especies típicas
de aguas marinas de grandes profundidades en zonas donde otras especies no pueden
sobrevivir por la falta de la luz. Son de color rojo aunque poseen así mismo clorofila.
Se reproducen sexualmente y asexualmente y poseen complicados ciclos de
alternancia de generaciones.
3.3.3. Nomenclatura y taxonomía
La diversidad de seres vivos estudiados por la Botánica abarca desde las formas más
simples unicelulares hasta los vegetales con flores con estructuras morfológicas más
elaboradas, conectados por formas intermedias, que evidencian la evolución de la
vida vegetal desde el medio acuático hasta la colonización del medio terrestre, no
implicando este proceso la desaparición de las formas ya establecidas, sino una
mayor adaptación a ocupar nuevos medios.
La tendencia en esta evolución ha sido el paso:
Poiquilohidria: Ausencia de regulación del contenido hídrico, dependencia directa del
agua y desecación del vegetal en ausencia de ésta.
33
MICROBIOLOGIA
Homeohidria: Regulación del contenido hídrico y minimización los efectos de la
desecación.
El mundo vegetal se separa en tres niveles morfológicos de organización según el
grado de complejidad:
PROTÓFITOS
TALÓFITOS
Unicelulares o agregados, Pluricelulares,
poliquilohidros, sin
poiquilohidros, con
especialización entre las
especialización entre las
células
células (talo)
CORMÓFITOS
Pluricelulares, homeohidros,
con especialización entre las
células y aparición de tejidos
(cormo)
Protófitos:
Incluyen los procariotas, muchas algas, y algunos hongos. Se puede alcanzar un
elevado grado de especialización en los orgánulos citoplasmáticos. Básicamente son
unicelulares pero también aparecen agregados simples de células. Tendencias
evolutivas:
- Movilidad, por la presencia de flagelos se pasa de formas inmóviles (cocales) a
formas móviles (monadales)
- Polaridad, por la distribución de orgánulos citoplásmicos
- Aumento de tamaño
- Retención de las células hijas formando agregados irregulares o con forma definida
Los agregados de células pueden ser de tres tipos:
Cenobios, todas las células descienden de una misma célula madre, puede aparecer un
cierta especialización del trabajo de algunas células o incluso una polaridad, pero la
duración de estas agrupaciones es sólo de una generación.
Colonias, todas las células descienden de una misma célula madre, también puede
haber cierta especialización y polaridad, pero la agrupación es más permanente y se
suceden las generaciones.
Consorcios de agregación, hay una reunión de células que al principio estaban
separadas y eran independientes, en general en un número determinado
Talófitos
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MICROBIOLOGIA
Incluye a la mayor parte de las algas, los hongos, y los líquenes. Son vegetales que
presentan talo, esto es, un cuerpo vegetativo pluricelular sin vascularización (haces
vasculares).
Todas las células proceden de una célula madre y quedan unidas por existencia de
una pared celular, celulosa o quitina.
En general aparece una cierta especialización en funciones vegetativas y funciones
reproductivas. Los talos experimentan crecimiento, reproducción y muerte, el
mantenimiento se consigue a través de las células reproductoras.
En los talófitos más complejos pueden aparecer estructuras similares (análogos) a las
del cormo (raíz, tallo y hojas), pero estructuralmente diferentes (rizoides, cauloides y
filoides), resultado de fenómenos de convergencia evolutiva.
El desarrollo del talo a partir de la célula inicial puede ser básicamente de dos tipos:
Haplóstico, divisiones sólo transversales, se origina un filamento de una fila de
células.
Polístico, divisiones transversales y longitudinales, se origina un filamento de varias
filas de células.
Una mayor complejidad en el talo se consigue por:
Ramificaciones, apicales o laterales.
Crecimiento heterótrico, diferenciación en el talo de filamentos erectos y postrados.
Paso de ejes simples o uniaxiles a ejes multiaxiales formando por varias filamentos.
En el caso de que no se diferencien células en el talo tenemos talos sifonales o
cenocíticos (plurinucleados), y si aparecen grandes compartimentos plurinucleados se
denomina sifonocladal.
En los talos más avanzados el crecimiento no se origina por la actividad de una única
célula sino por un grupo de células especializado en el crecimiento, los meristemos, y
se pueden llegar a forma tejidos medulares en el centro del talo y tejidos corticales en
la periferia.
En los hongos el talo está formado por filamentos o hifas, el micelio, que pueden
aparecer entrelazados de forma postgénita formado plecténquimas o falsos tejidos
miceliares.
Briófitos
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MICROBIOLOGIA
Incluye los musgos y las hepáticas. Ocupan una situación intermedia entre talófitos
y cormófitos. Su dependencia del agua es manifiesta, aunque no mueren si se
desecan, ya que presentan una organización simple.
Absorben agua directamente por todo el cuerpo vegetativo. El crecimiento se debe a
una sola célula apical que puede originar ramificaciones.
En las hepáticas puede aparecer una diferenciación en parénquima aerífero
(clorofílico) y parénquima de asimilación, incluso puede aparecer un cutícula simple
y unos poros para permitir la difusión de los gases, pero sin regulación alguna como
en los estomas.
En los más desarrollados aparecen estructuras parecidas (análogas) a raíces, tallos y
hojas, pero muy simplificados, los tallitos (caulidios) más avanzados pueden
presentar una diferenciación simple en tejidos conductores centrales y
parenquimáticos periféricos.
Cormófitos
Incluye las plantas vasculares, helechos y plantas con semillas o espermatofitos. El
aparato vegetativo o cormo esta formado por raíz, tallo y hojas, originados por
meristemas. Son vegetales adaptados a la vida terrestre fuera del agua y presentan
mecanismos para conservar y regular el agua de sus tejidos:
Raíz para absorber el agua y los nutrientes.
Tallo vascularizado para conducir el agua y con tejidos de sostén.
Hojas con una epidermis con cutícula y estomas.
3.3.4. Estructura
Las algas tienen variadas formas: esféricas vacilares, filamentosas o puntiagudas.
Son unicelulares, algunas son multicelulares por que se forman en conglomeraciones
o colonias de varias formas: filamentosas, ramificadas, membranosas.
Algunas colonias se dividen, formando grapas de colonias idénticas. Estos grupos de
algas o colonias, llegan a asemejarse a plantas superiores.
Las algas contienen células eucarióticas y otros procarióticas, las que pertenecen a
las procarióticas se asemejan a las bacterias por su aspecto individual y su
agrupación. Algunas algas y bacterias poseen pared celular rígida impregnada de
sílice. Otras tienen envolturas celular flexible y gelatinoso.
Con las algas eucarióticas a excepción de las verdiazuladas tienen incrustaciones de
núcleo, vacuola, cloroplasto, e incrustaciones de productos orgánicos.
36
MICROBIOLOGIA
Estructuras de las algas
3.3.5. Reproducción
En las algas existen dos tipos de reproducción. Una de estas es la vegetativa y la otra
es reproducción sexual. En la reproducción vegetativa ocurre por una simple división
de la célula en dos partes o bien por fragmentación.
Reproducción sexual
3.3.6. Importancia
Las algas tienen un alto contenido de carbohidratos, proteínas, vitaminas y
especialmente minerales (hasta 30% por volumen). Comparadas con lácteos, las algas
proveen hasta 10% más calcio y hierro y también contienen otras importantes trazas de
minerales. En las civilizaciones orientales tradicionalmente se ha reconocido la
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MICROBIOLOGIA
importancia de este alimento para fortalecer la sangre, el corazón y el sistema
circulatorio
Estudios científicos recientes han descubierto también que las algas tienen efectos
antibacteriales, antivirales y anticancerosos.
Se ha descubierto también que el kombu, wakame, nori, hiziki y otras algas comunes
reducen los niveles de colesterol en la sangre, previenen el desarrollo de la hipertensión
y arteriosclerosis y mejoran el metabolismo de grasas.
Se ha descubierto además que diversas variedades de algas contienen anticoagulantes
sanguíneos similares a la heparina, el anticoagulante natural de la sangre que a menudo
se da en forma intravenosa a los pacientes cardíacos para prevenir coágulos.
En el Japón se ha demostrado que en las regiones donde los habitantes consumen mayor
cantidad de algas la incidencia de longevidad es más elevada.
En la agricultura, se ha comprobado su importancia como fuente de sustratos, abonos
orgánicos, fertilizantes foliares, etc.
Son un grupo de tal diversidad, que en un sentido amplio se les considera bajo esta
denominación global, carente de valor sistemático y que reúne diversas divisiones. Estas
recogen en la actualidad los diversos tipos de algas desde las microscópicas hasta las
que pueden medir más de un pie.
Las algas se definen como talofitas, es decir plantas cuyo cuerpo vegetativo no esta
dividido en tallo y raíz, sino que su única unidad es el talo. Se diferencian de otros tipos
de plantas por tener una menor complejidad comparativamente, y por poder llevar a
cabo funciones clorofílica.
3.4. Protozoarios
3.4.1. Propiedades generales
Los protozoarios, son protistas eucarióticas; son microscópicos unicelulares. La
palabra proviene del vocablo griego, de la palabra protos =primero, zoon= animales.
Los protozoarios constituyen colonias, en las colonias, cada una de los protozoarios
están unidos, por filamentos citoplásmicos.
Los protozoarios por su estructura, tienen características en común, pero al parecer
existen diferencias entre un protozoario semejante a animal, con uno semejante a
vegetal.
Los protozoarios, establecidos por colonias, cada uno tiene vida independiente.
Se estima que existen aproximadamente 45,000 especies, de estos casi 2,000 son
fósiles, 18,000 son de vida libre o saprofitas y unas 7,000 especies, son parásitos de
plantas y animales
38
MICROBIOLOGIA
Protozoarios: Gialia alombra, se encuentran en el duodeno que provoca enterocolitis
o inflamación.
Amibas: Causa la disentería, ataca al intestino delgado o grueso provoca amibiasis.
3.4.2. Criterios de clasificación
La clasificación de Honigberg (1964), dominante en los textos de zoología, trata a los
protozoos como un sólo filo dividido en cuatro clases basadas sobre todo en el modo
de locomoción:
Rizópodos (Rhizopoda). Estos protozoos, como las amebas, se desplazan por medio de
pseudópodos, es decir, formando apéndices temporales desde su superficie, que
además les sirven para captar el alimento. Los pseudópodos también son utilizados
para capturar el alimento, que engloban en el interior, en un proceso llamado
fagocitosis. Son muchos los grupos en los que existen especies que responden a este
concepto.
Ciliados (Ciliophora). Éste es el único de los grupos tradicionales que se identifica
como grupo natural en las clasificaciones modernas, con la categoría de filo.
Aparecen rodeados de cilios y presentan una estructura interna compleja. El
paramecio (género Paramecium) es un representante muy popular del grupo.
Flagelados (Mastigophora). Se distinguen por la posesión de uno o más flagelos. Las
formas unicelulares desnudas (sin pared celular), dotadas de dos flagelos, representan
la forma original de la que derivan todos los eucariontes. Por eso son tantos y tan
variados los protistas diferentes que encajan en este concepto. Algunas especies
portan plastos y son por lo tanto autótrofas.
Esporozoos (Sporozoa). Parásitos con una fase de esporulación (división múltiple).
Hay por lo menos cuatro grupos distintos sin relación entre sí, y ni siquiera son todos
protistas, sino que también hay animales y hongos. El ejemplo más conocido es el
plasmodio (género Plasmodium), causante de la malaria.
3.4.3. Nomenclatura y taxonomía
Georg A. Goldfuss propuso una clase Protozoa (protozoos) en 1820, dentro del reino
Animales, en la cual englobaba a los infusorios (Ciliophora), a los Lithozoa, es decir,
los corales, a los Phytozoa, las formas unicelulares pigmentadas y fotosintetizadoras,
y los Medusinae, las medusas y sus parientes. Este concepto no tiene nada que ver
con el de 1964 de Honigberg, porque sólo los ciliados son comunes a ambas
definiciones.
En 1845 Carl Theodor von Siebold utilizó el nombre para designar a un filo de
animales dividido en dos clases, Infusoria, equivalentes al actual filo Ciliophora
(Ciliados), y Rhizopoda, más o menos equivalentes a los de Honigberg. Von Siebold
los describió como animales unicelulares, una definición que ha acompañado al grupo
hasta su reciente abandono. Hay que tener en cuenta que en esos años estaba
39
MICROBIOLOGIA
recibiendo su consagración la teoría celular. No todos, en las décadas siguientes,
estuvieron de acuerdo con la interpretación de Von Siebold, viendo muchos a estos
organismos como un caso de organización acelular. Fue necesario el desarrollo de la
microscopía electrónica, a mediados del siglo XX, para que se viera confirmada de
manera definitiva la homología entre el organismo protozoario entero y cada una de
las células en que se basa la organización microscópica de los organismos complejos
Al cambio del siglo el concepto de Haeckel, que no pretendió nunca ser más que un
concepto pragmático, fue siendo visto como excesivamente polifilético, con autores,
como Otto Butschli, que rechazaban el tercer reino, a la vez que se recuperaba la
noción de Protozoa como conjunto de organismos de tipo animal y nucleados.
3.4.4. Estructura
Su tamaño, aspecto, estructura y características fisiológicas, varían notablemente.
La movilidad o locomoción de los protozoarios, es un criterio importante para la
clasificación.
1. Los que se movilizan por seudópodos
2. Los que se movilizan por flagelos
3. Los que se movilizan por cilios
4. Los que se movilizan por inercia
ejemplo la amiba
ejemplo giardia lamplia
ejemplo paramecio
ejemplo los esporozoarios
Las amibas por ejemplo se mueven por seudópodos otros se desplazan a través de
cabellos finos, pestañas cortas conocidas como cilio, otros se desplazan por flagelo,
que son en forma de látigos para movilizarse en un medio liquido. Los esporozoos, se
movilizan por flexión del cuerpo, ya que no tienen organelos de locomoción.
Loxodes
Paramecio
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MICROBIOLOGIA
Estructuras de amibas
3.4.5. Reproducción
Se reproducen asexualmente por división binaria, por gemación y por esporulación
(fragmentación de la célula madre en esporas) del trofozoito o forma vegetativa del
protozoo. Cuando sucede este último caso, pueden permanecer mucho tiempo
enquistados en una cápsula. Otro tipo de reproducción asexual es la división múltiple
característica de las amebas. En algunos grupos la reproducción asexual alterna con
fases de reproducción sexual la cual esta condicionada a cambios desfavorables del
medio.
La reproducción sexual se inicia con la formación de gametos, macrogametos y
microgametos, por diferenciación de las células del trofozoito.
Su unión da lugar a la formación del cigoto seguido de meiosis.
La fusión celular puede ser total, dando lugar a un cigoto (singamia), como sucede en
los esporozoos o parcial, por conjugación, como sucede en algunos ciliados.
Durante el apareamiento en la conjugación, el macronúcleo de un protozoario se
degenera y el micronúcleo por meiosis da origen a cuatro micronúcleos con reducción
de su material genético, uno de estos micronúcleos es transferido de un protozoo al
otro para formar el cigoto, los otros tres micronúcleos degeneran. En este proceso se
produce intercambio de información genética entre dos individuos.
El cigoto por división múltiple da lugar a numerosas células denominadas
esporozoitos.
Esporozoitos
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MICROBIOLOGIA
Fusión binaria
Fusión múltiple
Reproducción sexuada
Reproducción por conjugación
3.4.6. Importancia
Los protozoarios ocupan un lugar importante en la cadena alimenticia de las
comunidades naturales y de vida libre. Sirven de alimento a ciertos organismos
acuáticos, algunos son saprofitas y otros parásitos.
Los protozoos tienen importancia en las cadenas alimentarias como componentes del
plancton.
Son considerados como bioindicadores en el proceso de tratamiento de aguas
residuales.
Se utilizan para detectar vetas petrolíferas.
Contibuyen a degradar la celulosa en el rumen.
Debido a su fácil y rápida reproducción en el laboratorio son utilizados en
investigaciones sobre nutrición y crecimiento, por ejemplo, El protozoo ciliado
Tetrahymena thermophila fue el primer microorganismo eucariota en el que se
desarrolló la inducción de cultivos sincrónicos, facilitando el análisis de las diferentes
fases del ciclo celular eucariota. Este protozoo también participó en el
descubrimiento de los lisosomas y peroxisomas.
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MICROBIOLOGIA
Un equipo de investigadores argentinos logró convertir el colesterol presente en la
leche y el huevo en pro vitamina D., a través de la aplicación directa del protozoo
ciliado denominado Tetrahymena.
También se ha provocado parasitismo artificial con protozoos de vida libre con el fin
de llegar a conocer los cambios que ocurren en la adaptación a la vida parasítica.
Algunos de tienen la habilidad de concentrar sustancias radioactivas disueltas en el
agua. Estas sustancias pueden pasar a través de la cadena alimenticia hasta el
hombre, produciéndole un incremento en las mutaciones, cáncer y otras
enfermedades.
La mayor importancia de los protozoos para el hombre lo constituyen las numerosas
enfermedades que provocan los protozoos parásitos como se mencionó anteriormente
3.5. Hongos
3.5.1. Propiedades generales
Los hongos son organismos unicelulares microscópicos, carecen de clorofilas y tejidos
conductores.
De las 1000 especies actualmente conocidas, la gran mayoría son saprofitas.
Aproximadamente 50 especies, causan enfermedades al hombre, casi al mismo
numero en animales, que afectan sobre las superficie de la piel o de sus apéndices.
Ejemplo, sarnas, tiña, sabañones, caspas, etc.
Aproximadamente 800 especies, causan enfermedades en las plantas. Algunos hongos
viven en las plantas como parásitos y son parásitos obligadas, aquellos que viven
sobre plantas, forzosamente sobre un tipo exclusivo de plantas o familia (como el
fitium, ataca a la raíz; la roya del genero cuncinia, que ataca a los cereales).
Los no obligados utilizan cualquier tipo de plantas para pasar un determinado ciclo
de reproducción o hibernación.
3.5.2. Criterios de clasificación
A pesar de que en muchos textos se emplean sistemas de clasificación relativamente
complicados, los micólogos utilizan por lo común un sistema sencillo, que tiene la
ventaja de ser cómodo de usar. Según este sistema, los cuatro filos principales son:
Oomicetes (Oomycota), Zigomicetes (Zygomycota), Ascomicetes (Ascomycota) y
Basidiomicetes (Basidiomycota) y sus respectivos individuos forman oosporas,
zigosporas, ascosporas y basidiosporas.
Oomicetes
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MICROBIOLOGIA
El filo Oomicetes (Oomycota) se compone de hongos que se parecen a las algas.
Abarca desde organismos unicelulares hasta complejas masas de hifas que no están
tabicadas por septos (micelios no septados). Además de producir oosporas, los
oomicetes forman zoosporas que se mueven por medio de dos flagelos. Se incluyen en
el filo los mohos acuáticos, las royas blancas y los mildius vellosos. La mayoría de los
mohos acuáticos viven sobre materia orgánica muerta, aunque Saprolegnia
parasitica, parasita peces vivos. Las royas blancas y los mildius vellosos,
pertenecientes al orden Peronosporales, son parásitos de plantas. En algunos mildius
vellosos, por ejemplo en los géneros Phytophthora y Peronospora, los receptáculos que
contienen las zoosporas pueden estar modificados; en ese caso, los receptáculos se
parecen a los conidios y funcionan como tales.
Chytridiomycota
Los miembros del filo Quitridiomicetes (Chytridiomycota) son considerados parientes
cercanos de los oomicetes. En algunos sistemas de clasificación se incluyen en el reino
Protistas, en lugar de situarlos con los hongos (véase Quitridiales).
Zygomicetes
Los hongos pertenecientes al filo Zigomicetes (Zygomycota) se caracterizan por
formar zigosporas con gruesas paredes, de origen sexual y esporangiosporas no
nadadoras, de origen asexual. El moho negro del pan (Rhizopus nigricans), un
representante bien conocido de este grupo del orden Mucorales, produce masas de
hifas sobre pan, fruta y otros alimentos deteriorados. Los hongos del orden
Entomoftorales son parásitos de las moscas y de otros insectos. Tienen
esporangiosporas sencillas dentro de unos receptáculos; en el interior de cada uno de
ellos se desarrollan unas estructuras que llegan a independizarse y funcionar como
conidios. El orden Zoopagales comprende hongos parásitos de amebas, nematodos y
artrópodos.
Ascomicetes
Los hongos del filo Ascomicetes (Ascomycota), también llamados hongos con forma
de saco, producen un número determinado de ascosporas en el interior de unas bolsas
semejantes a vesículas, denominadas ascas. Con la excepción de algunas levaduras y
otros pocos organismos, los ascomicetes tienen hifas bien desarrolladas, por lo
general con un único núcleo en cada hifa. Ciertas células se transforman en
binucleadas poco antes de la formación de los sacos esporales. La unión de los núcleos
se da en las ascas jóvenes; tras la posterior división, suelen producirse ocho núcleos,
los cuales darán lugar a las ascosporas. Algunos ascomicetes tienen solo una
ascospora; otros pueden tener varios cientos. Las tres clases principales de este filo
son: Hemiascomicetes, Euascomicetes y Loculoascomicetes. Los hemiascomicetes
abarcan a las levaduras y otros hongos similares, cuyas ascas no se forman dentro ni
sobre un soporte de masas de hifas. La levadura de la cerveza (Saccharomyces
cerevisiae), además de reproducirse por medio de ascosporas, lo hace también
mediante unas protuberancias, o yemas, que a la larga se separan de las células
parentales. Las levaduras del género Schizosaccharomyces se dividen por fisión. Los
44
MICROBIOLOGIA
miembros del orden Tafrinales, como el parásito del melocotonero que causa el
rizamiento de sus hojas, se clasifican a menudo dentro de esta clase, pero la
verdadera relación entre estos organismos es confusa.
Los tipos más simples entre los miembros de la clase Euascomicetes, como los
pertenecientes al orden Eurotiales, son aquellos cuyas ascas están esparcidas por
todo el interior de unas bolas de hifas, llamadas cleistotecios. Penicillium y
Aspergillus son etapas conidiales de los eurotiales. Los hongos pertenecientes al orden
Erisifales, un grupo de parásitos de plantas llamados los mildius de la podredumbre,
tienen cleistotecios con formas especializadas. Algunos ascomicetes, que se suelen
denominar pirenomicetes, tienen ascas originadas en el interior de unas estructuras
con forma de matraz llamadas peritecios. Muchos peritecios se desarrollan sobre una
masa de hifas que sirve de soporte, que se llama ascocarpo. Las colmenillas o
morchelas, las trufas y pezizas, son ascocarpos muy conocidos, con las ascas situadas
en la cara superior de los cuerpos fructíferos. Otro pirenomicete, el moho rojo del pan
(del género Neurospora), se ha utilizado comúnmente en el estudio de la herencia
genética.
Los miembros de la clase Loculoascomicetes difieren de los grupos descritos
anteriormente por tener ascas con doble pared que se forman dentro de unas
cavidades que hay en el interior de la masa de hifas. Algunos órdenes representativos
de este grupo son: Miriangiales, Dotideales y Pleosporales.
Basidiomicetes
El filo Basidiomicetes (Basidiomycota) comprende numerosos y variados tipos de
hongos, cuyas estructuras reproductoras son basidios que se localizan en las puntas
de las hifas, sobre unos salientes con forma de tallo. Lo normal es que, en cada
basidio, se formen cuatro basidiosporas. Los basidios pueden ser con forma de maza,
cilíndricos u ovales. Las dos clases principales de este filo son: Heterobasidiomicetes,
que tienen basidios con cuatro células y Homobasidiomicetes que, de manera típica,
tienen basidios con una célula.
La clase Heterobasidiomicetes engloba a algunos importantes parásitos de las
plantas, tales como las royas del orden Uredinales, o los tizones del orden
Ustelaginales. Estos grupos tienen basidios que están divididos en varias células, por
lo general cuatro, las cuales forman una espora cada una.
Muchas royas, entre ellas Puccinia graminis, la roya negra de los tallos del trigo y de
otras gramíneas, tienen un ciclo de vida complicado y requieren vivir en dos
huéspedes distintos para producir sus variadas formas de esporas. La roya negra de
los tallos del trigo forma unas estructuras pequeñas con forma de matraz llamadas
espermatogonias. Éstas tienen numerosos cuerpos diminutos semejantes a esporas,
llamados espermátidas, situados sobre la cara superior de las hojas del agracejo
(Berberis vulgaris). En la cara inferior se desarrollan, así mismo, unas estructuras con
forma de copa, llamadas ecidios, desde cuya base se originan hileras de ecidiosporas.
Las ecidiosporas nunca reinfectan a otras plantas de agracejo, sino que atacan
únicamente a las gramíneas, en las que forman unas pústulas rojas llamadas uredios
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MICROBIOLOGIA
que contienen esporas. Estos uredios son los que dan la apariencia de royas a los
tallos y las hojas de las plantas parasitadas. Más tarde, durante la misma estación, se
producen otro tipo de esporas llamadas teliosporas, o esporas de invierno. Éstas son
negras, con paredes gruesas y se forman en los tallos del trigo. En la primavera
siguiente, las teliosporas desarrollan protecciones cilíndricas, dividiéndose entonces
en cuatro células que originan basidiosporas individuales. Las royas que utilizan dos
huéspedes se denominan heteroicas; aquellas cuyas etapas de desarrollo se realizan en
un solo huésped se llaman autoicas.
En los tizones, las teliosporas se llaman clamidosporas. Estas esporas pueden
reinfectar a otras plantas poco después de formarse, pero es más frecuente que
germinen en el suelo durante la primavera siguiente. Producen unos filamentos
cortos que tienen, aproximadamente, cuatro células. Éstas dan lugar a basidiosporas
llamadas esporidios. Entre el resto de los heterobasidiomicetes se agrupan diversos
hongos de consistencia gelatinosa de los órdenes Auriculariales, Dacrimicetales y
Tremelales.
La clase Homobasidiomicetes se subdivide en dos grupos principales que pueden
considerarse subclases: Himenomicetes, cuyo himenio (superficie en la que se alojan
los cuerpos fructíferos) es externo, y Gasteromicetes, en los cuales los basidios se
forman en el interior del cuerpo fructífero. La mayoría de estos hongos son
saprofitos, es decir, viven sobre materia orgánica muerta o en descomposición.
La subclase Himenomicetes engloba diversas familias que abarcan desde los
champiñones y otros hongos similares, a las clavarias (hongos con forma de coral) y a
los hongos porosos o políporos. Estos hongos difieren entre sí por el tipo de cuerpo
fructífero, o basidiocarpo. En los champiñones y en otros hongos de la familia
Agaricaceae, el himenio se forma a lo largo de unas hojas alargadas, o laminillas. Las
especies de la familia Clavariaceae tienen los basidiocarpos muy ramificados. El
himenio se sitúa sobre la suave superficie de éstos. Los políporos, de la familia
Polyporaceae, son comunes sobre troncos en descomposición. Su himenio se alinea
dentro de unos tubos. Los hongos con aguijones, de la familia Hydnaceae, tienen su
himenio sobre unas espinas que crecen hacia fuera.
La subclase Gasteromicetes comprende hongos tan familiares como los pedos o
cuescos de lobo, del orden Licoperdales, y los hongos malolientes con forma de falo,
del orden Falales. Los basidiocarpos de los pedos de lobo son estructuras globulares,
a menudo grandes, que contienen una enorme cantidad de esporas. Los cuerpos
fructíferos de los falales son unas estructuras cilíndricas. Sus esporas se disponen en
la superficie del ápice de estos basidiocarpos. Cuando maduran despiden un olor
repugnante que atrae a los insectos carroñeros y de esta forma aseguran la dispersión
de las esporas.
Deuteromicetes
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MICROBIOLOGIA
La mayoría de los miembros del filo Deuteromicetes (Deuteromycota) son fases
conidiales de ascomicetes; sin embargo, unas pocas especies son zigomicetes o
basidiomicetes. Los géneros Aspergillus, Penicillium, Verticillium, Alternaria y
Fusarium, pertenecen al orden Moniliales. En estos hongos, los oídios y los conidios
se forman sobre una almohadilla vellosa de hifas entrelazadas. Los hongos
pertenecientes al orden Melanconiales, con géneros como Colletotrichum, tienen
cuerpos fructíferos semejantes a diminutos platillos, llamados acérvulos. Los conidios
de los miembros del orden Esferopsidales se originan en el interior de unas
estructuras con forma de matraz llamadas picnidios.
3.5.3. Nomenclatura y taxonomía
Nomenclatura
Algunos micólogos usaban textos parecidos a los de los zoólogos. Pero el texto básico
se basa en un código internacional de nomenclatura botánica.
El rango básico es la especie. No obstante, no existe una definición objetiva de
especie y cada autor lo considera de una forma diferente. Hay problemas. Hay más
acuerdo cuando se trata de rangos:
-Intraespecíficos o supraespecíficos.
Dominio > Reino > Subgénero > División > Clase > Subclase > Orden > Suborden >
Familia > Subfamilia > Tribu > Subtribu > Género >...
Normas básicas de estructura
Los géneros y especies no presentan terminaciones estándar. Según los autores,
cuando descubren una nueva especie, le dan un nombre nuevo, generalmente en latín
binomial. El género se usa en mayúsculas y la especie en minúsculas en cursiva o
subrayado.
Existen sinónimos aceptados y otros que no en las mismas especies de hongos.
Taxonomía fúngica
Intentan ordenar el panorama de los microorganismos u organismos.
Hay diferentes partes:
-Clasificación  agrupa los microorganismos atendiendo a su parecido.
-Identificación  incluye los nuevos aislamientos dentro de los grupos que ya están
establecidos.
La clasificación e identificación son diferentes.
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MICROBIOLOGIA
-Nomenclatura  consiste en poner nombre a los nuevos aislamientos según una
normativa internacionalmente aceptada.
Funciones de los taxonómicos
- Identificar y describir de la forma más concreta posible las unidades taxonómicas
básicas (especies).
- Desarrollar sistemas para ordenar y catalogar estas unidades.
- Estudiar las relaciones que existen entre los hongos y otros organismos vivos.
- Dar nombre a organismos siguiendo las normas internacionales
Establecimiento de la filogenia
- Morfología comparativa.
- Citología.
- Capacidad biosintética  según si usan la Lisina:
- Ácido Aminoadípico (AAA)  hongos superiores y algas.
- Ácido Diaminopimélico (DAP)  bacterias, plantas y hongos inferiores.
- Diagnóstico serológico  proteínas diferentes.
- Huellas dejadas por los pocos fósiles.
No se sabe ni donde ni cuando ni como se formaron. La solución que se ha
encontrado es la taxonomía molecular mediante genomas para ver las relaciones que
hay.
Se cree que se formaron con el origen de los eucariotas a los 1500 millones de años.
Los fósiles encontrados pertenecen a los 350 millones de años. Hay mucho tiempo en
el que no se conoce.
Los fósiles más conservados son los asociados a plantas superiores, que estaban
asociadas a plantas a las que parasitaban  hongos epífilos.
Muchos micólogos los han estudiado como animales y, otros, como plantas. Lo
hacían porque los mixomicetos se mueven.
Los organismos vivos están agrupados en 3 dominios: Bacteria, Archaea y Eukarya.
Archaea está más próximo al más evolucionado.
Por la molecular, hay hongos tan diferentes que algunos están más próximos al
hombre que de los propios hongos superiores. Todas se basan en relaciones de DNA
ribosomal.
Hawksworth, propuso que los hongos se utilicen arbitrariamente como los
organismos estudiados por los micólogos para incluir los que están en otros reinos.
Dentro de los diferentes reinos que se implican en el dominio Eukarya: Animalia,
Plantae, Chromista, Fungi y Protozoa. En estos tres últimos dominios, hay
organismos clasificados como hongos.
48
MICROBIOLOGIA
3.5.4. Estructura
La mayoría de los hongos poseen un soma vegetativo (van a dar origen a un nuevo
organismo), conocidas como septo o esporas. Este soma produce una parte
vegetativa, llamada micelios, y esta produce una serie de hifas, que son alargadas o
bifurcadas (forma de horquetas).
Las hifas pueden tener un grosor de 0.5 milimicra o hasta 100 milimicra, en algunos
hongos.
Algunos hongos, el micelio, pueden tener una longitud de algunas micras, pero en
otros, hasta en varios metros. En los micelios, pueden tener las células, hasta dos
núcleos (dinucleadas), algunos son cinocíticos (poseen células multinucleadas).
En algunos hongos inferiores, no poseen micelios verdaderos, si no forman una parte
llamada plasmodios. En otros constituyen los disomicelios.
Estructura de un hongo
3.5.5. Reproducción
La mayoría de los hongos se reproducen por esporas, diminutas partículas de
protoplasma rodeado de pared celular. El champiñón silvestre puede formar 12.000
millones de esporas en su cuerpo fructífero; así mismo, el pedo o cuesco de lobo
gigante puede producir varios billones.
Las esporas se forman de dos maneras. En el primer proceso, las esporas se originan
después de la unión de dos o más núcleos, lo que ocurre dentro de una o de varias
células especializadas. Estas esporas, que tienen características diferentes, heredadas
de las distintas combinaciones de genes de sus progenitores, suelen germinar en el
interior de las hifas. Los cuatro tipos de esporas que se producen de esta manera
(oosporas, zigosporas, ascosporas y basidiosporas) definen los cuatro grupos
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MICROBIOLOGIA
principales de hongos. Las oosporas se forman por la unión de una célula macho y
otra hembra; las zigosporas se forman al combinarse dos células sexuales similares
entre sí. Las ascosporas, que suelen disponerse en grupos de ocho unidades, están
contenidas en unas bolsas llamadas ascas. Las basidiosporas, por su parte, se reúnen
en conjuntos de cuatro unidades, dentro de unas estructuras con forma de maza
llamadas basidios.
El otro proceso más común de producción de esporas implica la transformación de
las hifas en numerosos segmentos cortos o en estructuras más complicadas de varios
tipos. Este proceso sucede sin la unión previa de dos núcleos. Los principales tipos de
esporas reproductivas formadas así son: oídios, conidios y esporangiosporas. Estas
últimas se originan en el interior de unos receptáculos, parecidos a vesículas,
llamados esporangios. La mayoría de los hongos producen esporas sexuales y
asexuales.
Como se menciono, la reproducción asexual se efectúa por la formación de esporas,
que son cuerpos pequeños que contienen un núcleo y una pequeña porción de
citoplasma. Las esporas de los organismos terrestres, son por lo general, muy livianas
y poseen una pared protectora. Estos dos rasgos determinan que la esporulación sea
algo más que un simple mecanismo de reproducción. Su tamaño pequeño y su peso
liviano las habilita para ser transportadas a grandes distancias por medio de
corrientes de aire. Así las esporas funcionan como agentes de dispersión, que hacen
posible la propagación del organismo en nuevos lugares
Los hongos producen esporas en abundancia. Un solo micelio de lycoperdon produce
alrededor de 700 millones de esporas en cada período en sus esporangios. Si se deja un
pedazo de pan húmedo (que no contenga sustancias inhibidoras del crecimiento del
moho) en un lugar caliente, oscuro y expuesto a las corrientes del aire, se desarrolla
un micelio abundante y exuberante que muestra cuan amplia es la distribución de las
esporas de este hongo. Los musgos, los licopodios y los helechos producen también
enorme cantidad de esporas pequeñas que se dispersan por el viento y, sirven para
propagar la especie a nuevas localidades
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MICROBIOLOGIA
Reproducción sexual
Reproducción asexual
3.5.6. Importancia
Desde que existimos como especie con conciencia de sí misma, hemos usado a los
hongos para muy diversos propósitos. Por otro lado, muchos de ellos también se han
valido de nosotros para lograr sus fines (sobrevivir, ante todo). Por tanto, antes de
que la Micología se estableciera como ciencia, las sociedades humanas han
interactuado con los hongos.
Los hongos son unos organismos que desde siempre han fascinado a los humanos
(véase Fig. 1). Nos rodean por doquier, y han sido empleados para los más diversos y
extraños menesteres, en ocasiones sin que nos percatáramos de ello. Por ejemplo, la
fermentación. Los pueblos antiguos, como los egipcios, han usado a las levaduras
(véase Fig. 2) para obtener cerveza, vino y pan (lo consideraban un don de Osiris).
Los romanos celebraban las Bacanales, en honor a Baco, dios del vino. De hecho, la
ingestión de bebidas alcohólicas, aparte de la euforia asociada a ellas, era necesaria
para nuestros antepasados. El agua corriente, debido al desconocimiento de las
medidas higiénicas, podía provocar desde diarreas a enfermedades más graves. En
cambio, el vino y la cerveza eran inofensivos y además el alcohol servía de germicida.
Por supuesto, las antiguas bebidas alcohólicas no eran tan fuertes como los licores
actuales, fruto del desarrollo de las técnicas de destilación.
Al igual que el alcohol, muchos hongos juegan un gran papel en las religiones, ya que
en ocasiones son necesarios para alcanzar estados alterados de consciencia. Los
chamanes siberianos solían emplear la seta Amanita muscaria. Psilocybe cubensis, un
hongo alucinógeno, es usado en ciertas ceremonias religiosas americanas. También se
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MICROBIOLOGIA
han utilizado carpóforos de Fomitopsis officinalis (un yesquero) para tallar figuras
sagradas, se creía que algunos hongos, como setas y trufas, eran directamente
generados por los dioses (por el rayo de Júpiter, sin ir más lejos).
Los hongos yesqueros han sido utilizados para encender fuego. Concretamente, los
carpóforos secos de Fomes fomentarius se molían, y el polvo resultante era conocido
como yesca, muy inflamable. Su uso es muy antiguo; se han encontrado restos de
yesqueros en la momia del Hombre de los Hielos hallado en Tirol.
También hay hongos luminiscentes (foxfire), usados incluso por algunos soldados en
incursiones nocturnas. No sólo las setas brillan en la oscuridad, sino la madera
atacada por el micelio.
Realmente, la gente no suele ser consciente de la importancia de los hongos en
nuestras vidas. De hecho, muchos de nosotros estamos vivos gracias a ellos. Hace no
demasiadas décadas, la tasa de mortalidad infantil era elevadísima. Una simple
septicemia podía llevarle a uno a la tumba. A partir del descubrimiento de la
penicilina, los antibióticos han salvado incontables vidas. Otro antibiótico fúngico
interesante es la ciclosporina. Incluso hay hongos que producen taxol, un
anticancerígeno.
Indiscutiblemente, la importancia de los hongos en la biosfera se debe a su carácter
de descomponedores, especialmente en bosques. Reciclan la materia orgánica (y no
sólo la madera) con notable eficacia, regulan la liberación de nutrientes y son
esenciales para la supervivencia de plantas y animales. Por desgracia, también
descomponen madera de construcciones, postes, embarcaciones, etc., sobre todo si
hay mucha humedad (destaca la podredumbre seca de Serpula lacrimans). Otros
pueden descomponer desde productos alimenticios hasta las cosas más extrañas
(papel, emulsiones fotográficas, pintura, fungicidas, incluso discos compactos o hasta
papel pintado, generando a veces en el proceso gases tóxicos), y nos obligan a luchar
contra ellos por medios químicos, refrigeración, enlatado, etc. Ello supone un gran
gasto de tiempo y dinero.
Algunos descomponedores fabrican micotoxinas, que envenenan los alimentos. Por
ejemplo, las aflatoxinas son cancerígenas, e incluso se han empleado como armas de
guerra biológica. Sin embargo, la peligrosidad de las toxinas producidas por hongos
no es un fenómeno actual. Es bien conocido el envenenamiento por cornezuelo del
centeno, del cual, a pesar de todo, se obtienen substancias de enorme interés en
medicina. Uno se pregunta la cantidad de antibióticos y productos útiles que quedan
por descubrir, y que tal vez se estén perdiendo mientras permitimos que una especie
tras otra se extinga. Dicho sea de paso, otros hongos han sido usados en medicina
popular. Los más conocidos son los cuescos de lobo y hongos afines, empleados como
antihemorrágicos.
Por supuesto, las setas comestibles son conocidas desde tiempo inmemorial. En
China se cultivan desde el año 600 a. C., mientras que en Europa se empezó hacia
1650. Hoy son cultivadas muchas especies que crecen en estiércol, paja, desechos de
arroz y otros sustratos baratos. Algunas han sido usadas como afrodisíacas (ej.:
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MICROBIOLOGIA
trufas). Y, por supuesto, hay setas venenosas que pueden llegar a ser mortales. En
algunos lugares (Cataluña, sin ir más lejos) hay toda una tradición de ir a buscar
setas en otoño. Existen sociedades micológicas que se ocupan de que este pasatiempo
se realice de forma instructiva para los aficionados y sin dañar al entorno. Por
desgracia, abundan los desaprensivos que expolian los bosques en su búsqueda de
setas, bien para consumo propio o con fines de exportación.
No sólo las típicas setas se consideran un manjar. Algunos hongos comestibles son
peculiares, como el cuitlacoche (agallas inmaduras del carbón del maíz) en México, o
algunos esclerocios gigantes buscados por los aborígenes australianos. Varias especies
de Penicillium dan sabor a ciertos quesos (Roquefort, Cabrales, etc.), mientras que
diversas especies de Aspergillus o mucoráceos son empleados en Asia para obtener
alimentos fermentados a partir de soja, arroz, etc. Su sabor podrá ser más o menos
extraño, pero lo cierto es que la digestibilidad de estos productos fermentados
aumenta. Las levaduras, además de para fermentar, pueden fabricar enormes
cantidades de proteínas (por desgracia, su consumo humano es complicado, ya que
tienen un exceso de ácidos nucleicos tóxicos y carecen de algunos aminoácidos
esenciales). Otros hongos producen ergosterol, cortisona, enzimas varias, ácidos,
giberelinas, etc. Incluso el moho gris, un hongo destructor de cosechas, es empleado
en ciertos viñedos para lograr la podredumbre noble. La cantidad y diversidad de
bebidas alcohólicas que los humanos han fabricado gracias a los hongos son
admirables.
Los hongos son los parásitos vegetales por excelencia, como muy bien saben los
fitopatólogos, los especialistas que estudian las enfermedades de las plantas. Por otro
lado, algunos de estos hongos podrían convertirse en valiosos micoherbicidas contra
las malas hierbas, bien aplicados directamente, bien mediante substancias fitotóxicas
obtenidas a partir de ellos.
Hay hongos que viven en simbiosis con otros organismos. Los más importantes son
las micorrizas con las raíces de las plantas y los populares líquenes, pero hay otros.
Los hongos endófitos parasitan a ciertas plantas, pero a la vez las protegen del
ataque de los animales, convirtiéndolas en venenosas.
Las asociaciones de los hongos con los artrópodos y otros pequeños animales también
son fascinantes, y van desde el parasitismo y la depredación de unos sobre otros (y
viceversa) hasta extrañas formas de simbiosis (hormigas jardineras, hongos que
viven dentro de algunos insectos y detoxifican sus alimentos, etc.). Las estrategias de
dispersión conjunta de insectos y hongos pueden llegar a ser muy complejas. Por otro
lado, algunas moscas son resistentes a las amanitinas, las cuales matan a los
nematodos que parasitan a dichas moscas. El empleo de hongos parásitos o
depredadores en el control de enfermedades vegetales es un campo en constante
desarrollo.
Los hongos también provocan micosis en humanos. Abundan especialmente en
países tropicales, pero poco a poco se van extendiendo a otros ámbitos. Estas micosis
varían desde los omnipresentes pies de atleta y candidiasis hasta los hongos que
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MICROBIOLOGIA
matan a los enfermos inmunodeprimidos. Las esporas de varios hongos (ej.:
Alternaria) también pueden causar alergias.
Por último, algunos hongos son empleados como organismos de laboratorio para el
estudio de procesos biológicos fundamentales (Saccharomyces, Neurospora, Coprinus,
Schizophyllum, Phycomyces, Aspergillus, Ustilago, etc.). Ciertos venenos, como las
amanitinas, también pueden convertirse en útiles herramientas de investigación.
Las enzimas hidrolíticas de los hongos se utilizan en diversos procesos industriales.
Cuando crecen sobre salvado caliente de trigo o de arroz, algunas especies fúngicas
producen una amilasa que se usa en la fermentación alcohólica. Las proteasas que se
obtienen de otros hongos se emplean en la fabricación de pegamento líquido. La
producción industrial de alcohol etílico (etanol) se realiza por fermentación de
melaza de caña de azúcar o de almidón hidrolizado mediante enzimas formadas por
otros hongos. En el proceso de elaboración del pan se añade levadura a la masa para
producir dióxido de carbono.
3.6. Nematodos
3.6.1. Propiedades generales
Son uno de los grupos que pertenecen al reino animal. La gran mayoría de los
nematodos, son de vida libre, viviendo en las aguas dulces o saladas. Como parásitos,
viven en el suelo alimentándose de las raíces de las plantas, otras viven en los nudos
de los vegetales, produciendo gran variedad de enfermedades. Existen también los
que parasitan en animales y en el hombre.
3.6.2. Criterios de clasificación
Debido a su gran variedad de formas de vida, los Nematodos se han estudiado por
investigadores de distintas disciplinas interesados en grupos particulares. Por ello, se
han investigado independientemente los de vida libre, los zooparásitos y los
fitoparásitos, habiéndose propuesto diferentes formas de clasificación. Su ordenación
en géneros, familias y superfamilias es satisfactoria, pero la ordenación en grupos
superiores es controvertible
La clasificación más aceptada de los Nematodos es la propuesta por B. G. Chitwood
y M. B. Chitwood (1950), según la cual forman un filo dividido en dos clases,
Phasmidia y Aphasmidia
La clase Phasmidia (Fasmidios o Fásmidos) o Secernentea (Secernétidos) incluye a
los Nematodos provistos de fasmidios, órganos sensoriales pares en forma de
pequeñas bolsas que se ubican en la zona caudal. Estructuras pares similares
(anfidios) del extremo anterior, están escasamente desarrolladas. Sistema excretor
presente, con uno o dos canales laterales, con o sin células glandulares asociadas. Los
Fásmidos comprenden parte de las especies que habitan en el suelo, la mayoría de los
parásitos animales y casi todos los parásitos de los vegetales. Entre los fásmidos se
encuentran los estrongilinos, los ascaridinos (grupo al que pertenecen los Ascaris y
los oxiuros) y los espirulinos (al que pertenecen las filarias, como Wuchereria).
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MICROBIOLOGIA
La clase Aphasmidia (Afasmidios o Afásmidos) o Adenophorea (Adenofóridos)
incluye a los que carecen de glándulas fasmidiales y poseen anfidios de formas
variables, generalmente bien desarrollados, detrás de los labios. Sistema excretor con
una o más células excretoras (renetas). Comúnmente con glándulas hipodérmicas y
caudales. La mayoría son de vida libre. Comprenden a casi todas las especies
acuáticas, tanto dulceacuícolas como oceánicas, parte de las especies del suelo, parte
de los parásitos animales (como las triquinas Trichinella y tricoféfalosTrichuris) y
algunos parásitos de los vegetales.
3.6.3. Estructura
Los nematodos son microorganismos que pueden llegar a medir de 300 a 1000
milimicra. Específicamente algunas llegan a medir aproximadamente 4 milimicras de
longitud por 15 a 30 milimicras de ancho. Su tamaño pequeño hace a que no se
puedan observar a simple vista, si no que, se facilita a través de microscopio. Los
nematodos pueden ser en formas de anguilas, otras en forma redondas, son de cuerpo
liso y no son segmentados, incluso carecen de patas o apéndices.
El cuerpo de los nematodos son más o menos transparentes cubierta por una cutícula
incolora. Esta cutícula se reemplaza por otra, en su momento de muda. Tienen
longitudinalmente dispuestos unos músculos muy potentes, que permiten su
movilización y su acción parásita. Estos músculos y otros especializados, también se
localizan en la boca, en la estructura digestiva y reproductora.
La cavidad del cuerpo, coordina un líquido en el cual se realiza la circulación y la
respiración. El sistema digestivo, es un tubo hueco, que inicia desde la boca, pasa al
esófago, después al intestino y concluye en el recto y ano. Todos los nematodos
fitoparasitos, poseen un estilete, que utilizan para perforar las paredes celulares.
Imagen de nematodos
3.6.4. Reproducción
La reproducción es siempre sexual (por jebecillos) y la fecundación interna. Casi
todos los Nematodos son de sexos separados (dioicos o bisexuales), y en la mayoría
de los casos el macho es menor que la hembra. Los machos presentan caracteres
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MICROBIOLOGIA
sexuales secundarios, tales como glándulas ventrales, lóbulos caudales y testiculos.
Las hembras, poseen uno o dos ovarios, un oviducto, un útero, que finaliza en la
vulva.
Existen algunos pocos Nematodos terrestres que son hermafroditas o
partenogenéticos. Hay casos en que se desconocen los machos. Las especies
hermafroditas son proterándricas, es decir los órganos masculinos y los
espermatozoides se desarrollan antes que los órganos femeninos y los óvulos. En ellas
existe un ovotestículo. En general se autofecundan. Los espermatozoides se
desarrollan primero y son almacenados en las vesículas seminales. La
autofecundación ocurre después de la formación y maduración de los óvulos.
Periódicamente surge un pequeño número de machos que fecundan cruzadamente a
los hermafroditas.
El sistema reproductor es generalmente par. Las gónadas, en número de una o dos, se
comunica con el exterior por un poro único, la cloaca, en los machos, y un gonoporo
o vulva en las hembras. La posición de la vulva varía, siendo a veces posterior y
otras veces anterior.
En los machos, hay un testículo tubular, con forma de un cordón macizo
apelotonado sobre sí mismo. En algunos Nematodos hay dos testículos, orientados
generalmente en forma opuesta. El o los testículos se convierten imperceptiblemente
en un largo espermiducto o conducto deferente. Cada espermiducto se ensancha en el
extremo posterior formando una larga vesícula seminal, donde se acumulan los
espermatozoides. Un conducto eyaculador muscular, con glándulas prostáticas,
conecta las vesículas seminales con la cloaca. Las secreciones prostáticas son
adhesivas y posiblemente facilitan la cópula. La vesícula seminal desemboca en el
recto, modificado en una cloaca. La pared de la cloaca está evaginada formando dos
sacos que se unen antes de desembocar en la cámara cloacal.
La región posterior de los machos presenta una considerable variación. Suele estar
curvada en forma de gancho o la cutícula ensanchada en expansiones alares con
forma de abanico, constituyendo un accesorio copulador llamado bursa. A veces
presentan papilas pedunculadas, sedas sensoriales o expansiones a modo de ventosas.
El poro genital masculino está situado muy cerca del ano y tiene ganchos cuticulares
(espículas copuladoras), varillas utilizadas para asir a la hembra durante la cópula y
para mantener abierto el gonoporo femenino durante la transmisión de
espermatozoides. Cada saco contiene una espícula, que generalmente es corta, con
forma de hoja aguzada y curva. Las espículas asoman a través de la cloaca y salen
por el ano o abertura, mediante músculos especiales, pueden ser evaginadas y
retraídas en la bolsa cutánea. Las espículas copuladoras del macho asoman por la
cloaca y el ano. Los espermatozoides, de distintas formas (redondos, cónicos,
sinuosos o alargados), se pueden mover lentamente en forma ameboide y carecen de
flagelo. Los espermatozoides pueden estar formados por cabeza y cola, la cola suele
poseer una larga mitocondria central con microtúbulos laterales.
Puede haber uno o dos ovarios, tubulares, cordones apelotonados típicamente pares.
Normalmente una gónada está orientada hacia la parte anterior y la otra hacia la
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MICROBIOLOGIA
parte posterior, con sus extremos opuestos enfrentados. En muchas especies cada
gónada se dobla sobre si misma y en algunas especies parásitas cada gónada es larga
y enrollada en espiral. La parte germinativa es terminal, en las especies mayores las
células suelen agruparse alrededor de un cordón nutricio central (raquis). La célula
más interna de cada gónada, la célula del extremo distal, secreta una substancia
promotora de la mitosis, que produce la proliferación de núcleos de células
germinales. Cada ovario se prolonga poco a poco convirtiéndose primero en oviducto
tubular y luego en un útero largo y muy amplio. En algunos casos hay un ovario
único y un solo oviducto. El extremo superior del útero puede funcionar como
receptáculo seminal. Cada útero desemboca en un tubo muscular corto común,
denominado vagina. La vagina desemboca al exterior por el poro sexual
generalmente impar (vulva), situado ventralmente, generalmente en la zona media
del cuerpo. El poro sexual femenino está situado en la parte ventral del extremo
anterior del cuerpo, aunque a veces se traslada hacia las proximidades del ano.
Los huevos son pequeños, generalmente alargados y están rodeados por envolturas
muy duras, que les permiten esperar indefinidamente la aparición de condiciones
ambientales adecuadas. Existen tres cubiertas: una lipídica, otra cuticular y una
tercera proteica, con ornamentaciones. Son numerosos en las especies parásitas. Por
ejemplo, una hembra de ascáride pone muchos millones de huevos. Se conocen casos
de hembras que produjeron 27 millones de huevos, expulsando 200.000 diariamente.
Esta elevada fertilidad puede producir deformaciones, la hembra adquiere forma
redondeada, con intestino, sistema nervioso y otros órganos involucionados, a veces
se evagina la vagina y crece intensamente formando una envoltura para el ovario, el
útero y los embriones, quedando el cuerpo como un apéndice diminuto.
Las hembras de algunas especies producen una feromona que atrae a los machos. La
fecundación es interna. Durante la cópula, las espículas cloacales del extremo
posterior en forma de gancho del macho son expulsadas por la abertura cloacal, se
enredan en torno a la región de los poros genitales de la hembra y se insertan en el
gonoporo femenino, manteniéndolo abierto. Los espermios ameboides migran hacia
la vagina y se dirigen al receptáculo seminal, en el extremo superior del útero, donde
ocurre la fecundación. El óvulo fecundado secreta una gruesa membrana de
fecundación, que se endurece. A esta capa se agrega otra cubierta externa, secretada
por las paredes uterinas, que a menudo presenta estructuras características. La
superficie de los huevos está esculpida de diferentes formas específicas para cada
especie. Los huevos son retenidos en el útero durante algún tiempo antes de ser
depositados. A veces el desarrollo comienza cuando los huevos aún están dentro de la
hembra.
57
MICROBIOLOGIA
Reproducción del nematodo
3.6.5. Importancia
Son pocos los animales o plantas que carecen de Nematodos parásitos. Inciden en el
ser humano, como parásitos propios, de sus animales domésticos y de sus cultivos.
Existen numerosos Nematodos parásitos del ser humano que causan enfermedades
que no han podido ser controladas por la medicina, y los que parasitan a los animales
domésticos causan pérdidas por valores de miles de millones de dólares. Se
consideran que unas 15 especies de Nematodos parasitan habitualmente al ser
humano, pero otras 15 adicionales que se encuentran habitualmente en otros
animales, pueden parasitarlo ocasionalmente (zoonosis). Existen varios Nematodos
pequeños (1-2 mm de largo) que producen lesiones en vegetales útiles, como
herbáceas, flores, frutos y árboles. Se calcula que consumen aproximadamente un
10% de los cultivos. Perjudican a su huésped por su acción corrosiva, porque agotan
la savia de la planta, lesionan los puntos de crecimiento, y por la transmisión de
virus o al abrir caminos de entrada a bacterias u hongos. Los principales medios de
control son la rotación de cultivos, la esterilización de la tierra y el desarrollo de
variedades de plantas resistentes.
Entre los aspectos positivos que tienen los Nematodos para el ser humano, debe
considerarse que son parcialmente responsables de la destrucción de multitud de
cadáveres, atacan a muchos animales y vegetales perjudiciales para el ser humano y
que las actividades de los Nematodos del suelo facilitan la aireación del suelo y la
circulación de componentes minerales y orgánicos. Como una alternativa al uso de
insecticidas químicos se ha propuesto el control biológico con Nematodos parásitos.
Se basa en la aplicación de un biolarvicida a base de Nematodos parásitos
Romanomermis culicivorax y Romanomermis iyengari. Estos biolarvicidas, se
caracterizan por ser específicos para larvas de mosquitos. Y no afectan ni a la flora,
ni a la fauna, incluyendo al hombre mismo. Otra característica de estos biolarvicidas
es que se pueden obtener o producir a bajo costo, con materias primas locales.
58
MICROBIOLOGIA
Además, se pueden establecer en los criaderos tratados debido a que reciclan,
manteniendo un control biológico a mediano plazo. Desde el punto de vista
científico, debe destacarse que el Nematodo Caenorhabditis elegans es uno de los
animales más estudiados. De él se conoce el destino de cada una de sus células
durante el curso del desarrollo y su genoma es uno de los mejores conocidos
59
MICROBIOLOGIA
Unidad 4. Factores Ambientales que afectan el crecimiento, desarrollo y
reproducción de microorganismos.
4.1. Factores de crecimiento
Crecimiento: Es el incremento ordenado de todos los componentes del organismo. Se
realiza al multiplicarse o reproducción de las células, pero en forma ordenada.
Por lo tanto, se establece un crecimiento por la producción ordenada de células en un
organismo. Para que esto suceda, la célula, debe captar productos orgánico e
inorgánicos: carbohidratos, lípidos, proteínas (para que el alimento sea aprovechado)
y agua, sales minerales.
La multiplicación celular tiene como consecuencia el crecimiento. En los órganos
unicelulares, su crecimiento o multiplicación conduce a la formación de colonias,
población, cultivo.
Un cultivo detiene su crecimiento cuando sucede cualquiera de estas tres causas:
1. Cuando se agotan uno o más nutrimentos
2. Cuando se acumulan productos tóxicos.
3. Cuando establece un desequilibrio del Ion desfavorable. Ejemplo, PH inadecuado)
Un factor de crecimiento, es aquel producto orgánico que una célula debe contener,
pero que ella, por si sola, es incapaz de sintetizarlo.
Cuando un organismo celular es suministrado los nutrimentos: donadores de
hidrogeno, aceptores de hidrógeno, fuentes de carbono, nitrógeno; son capaces de
sintetizar los componentes orgánicos de la célula, incluyendo los aminoácidos,
especialmente; proteínas, vitaminas (piriminas), ácidos grasos (glicerol), ácidos
nucleicos (ADN, ARN).
Todos los componentes orgánicos se sintetizan por enzimas (proteínas) y coenzimas
(vitaminas), si no existen encimas la reacción metabólica no se realiza.
Los factores de crecimiento de los organismos, están en relación directa a su
crecimiento e inversamente proporcional a la falta de ellas (falta de los factores)
Existen microorganismos, que requieren de mayor o menor calidad de elementos o
factores para su crecimiento.
Factores ambientales que afectan el crecimiento.
Un determinado cultivo debe tener todos los nutrimentos necesarios y el medio
ambiente adecuado para su crecimiento: temperatura, aeración, ph, luz.
El cultivo debe estar en un medio líquido (agar), para ser gelificado, este es un medio
adecuado para cultivos.
60
MICROBIOLOGIA
4.2. Presión Hidrostática
Todo microorganismo o células, su alimentación o excreción, la realiza a través del
fenómeno de osmosis.
Se establece la presión osmótica, cuando de un lugar de alta concentración de
moléculas, pasa a través de una membrana permeable, a un lugar de baja
concentración de moléculas
Posterior a esto, se establece otro fenómeno, llamado: transporte activo. Donde a
través de la osmosis, permite la selección de moléculas de sustancias orgánicas o
inorgánicas.
Una vez efectuada el transporte activo, sucede otro fenómeno llamado: difusión.
Establece la distribución uniforme de moléculas, en el cuerpo de la célula.
Cuando las moléculas de sustancias orgánicas e inorgánicas no pueden ingresar al
cuerpo de la célula, por el tamaño que presentan, son devueltas para realizar
acciones metabólicas y, se constituyen en productos mucho más pequeños, para su
ingreso, constituyéndose los iones de productos, que pueden ser positivos o
negativos, formando la fuerza iónica.
Un Ion, de un producto, tiende a ingresar en la célula, siempre y cuando se localice
su polo inverso dentro de la célula.
Existen ciertos microorganismos con altas concentraciones de sal, que siendo
marinos, no tan fácilmente puede ingresar agua en su cuerpo.
Los organismos que requieren alta concentración de sal se llaman halofilos. Los
organismos que requieren alta presión osmótica se llaman osmofilos.
4.3. Temperatura
La mayoría de las bacterias, varían ampliamente en las condiciones de temperatura,
en el cual se desarrollan y reproducen.
Las formas psicrofilas, crecen a una temperatura menor 15 a 20 ºC; las formas
mesofilas, crecen a una temperatura de 30 a 37 ºC y las formas termofilas, se
desarrollan a una temperatura de 50 a 60 ºC .
La mayoría de las bacterias son mesofilos, pues crecen a una temperatura de 30 ºC,
pero la óptima de desarrollo y crecimiento es de 25 a35 ºC, al igual que otros
organismos superiores.
La adaptación a las diversas temperaturas, estarán con basé en o relacionada en la
concentración de proteínas de los microorganismos.
61
MICROBIOLOGIA
4.4. Potencial de Hidrógeno (pH)
La mayoría de los microorganismos, se reproducen en una cantidad muy estrecha de
acidez y alcalinidad.
La mayoría de los microorganismos crecen a un PH de 6.0 a 8.0, aunque algunos,
crecen a un PH óptimo de 2.0 (Thiobacillus thioxidans) y otros hasta un PH de 8.5
(Alcalígenas faciales).
4.5. Oxígeno
Algunos microorganismos están adaptados para vivir en forma aeróbica (necesitan
oxigeno), otros en forma mínima, son aerobios (se desarrollan en presencia del
oxigeno como el acetobacter que forma el vinagre), y otros pueden vivir en forma
aerobia o anaerobia, según las condiciones que se presenten. Incluso otros no
requieren el oxigeno o su presencia, si no que utilizan al hidrogeno para su desarrollo,
por que son sensibles al oxigeno.
La toxicidad del oxigeno, se debe a la reducción de enzimas en la célula (como la
fluvoproteína), o el peróxido de oxigeno (H2O2), y el radical mas toxico del oxigeno el
O-2 (superoxido).
La provisión de oxígenos en los cultivos herméticamente cerrados, se realizan por la
agitación de envase, para producir aire o bien, es introducido el oxigeno por el aire a
través de presión y succión, porque el oxigeno es indispensable para la supervivencia
y desarrollo de la célula, esta acción será para órganos aeróbios.
Para los órganos anaerobios, el problema es mayor, se debe eliminar el oxigeno en el
cultivo pudiendo utilizar el tioglicolato de sodio, posteriormente los tubos de ensayo
se sellan con parafina, vaselina. También se puede eliminar oxigeno, por otros
métodos químicos, o colocar el microorganismos en una jarra anaerobiosis.
4.6. Nutrimentos
La provisión de un nutrimento, para un determinado microorganismo, se denomina
nutrición.
Los nutrimentos, se clasifican de acuerdo a su papel metabólico.
Donadores de hidrógeno
El hidrógeno es indispensable, por que interviene en la oxido reducción de la energía.
Carbohidratos + hidrogeno = energía
En los órganos aerobios, requieren el H a través del oxigeno gaseosos, y los
anaerobios obtienen hidrogeno de productos inorgánicos (sulfatos, nitratos y
fumaratos), también de productos orgánicos.
62
MICROBIOLOGIA
Fuente de nitrógeno
Muchos constituyentes orgánicos celulares, principalmente las proteínas contienen
nitrógeno. En las bacterias los nitrógenos constituyen el 10% del peso seco celular.
Los microorganismos contienen su nitrógeno: NH3, NO3, NO2, N2 (nitrógeno
atmosférico) R-NH3.
En general en la preparación con los cultivos de microorganismos, en relación a sus
nutrientes, deben estar en la siguiente proporción.
1. De los receptores y aceptores de hidrogeno 2g/l
2. Fuente de carbono 1g/l
3. Fuente de nitrógeno 1g/l
4. Minerales: fósforo, azufre aprox. 50/l cada uno, Oligoelementos: N, K Ca, Mg de
0.1mg/l
5. Factores decrecimiento (aminoácidos) pirimidina, purina, 50mg/l cada uno.
Muchas veces para preparar cultivo, no se cuenta a la mano con productos sintéticos,
por lo que muchas veces es utilizado el extracto de levaduras, los hidrolizados de
proteínas y otros similares.
En muchos organismos son utilizados los aminoácidos, pues estos contienen fuente
de nitrógeno, carbono, que sirven de energía.
Minerales
Además del H, N, C. los microorganismos requieren de minerales para su
crecimiento.
Azufre
Al igual que otros compuestos, el azufre es un constituyente celular. En su mayoría,
se localiza en los grupos –SH (sulfidrilo), en las proteínas, como al igual que el N.
Muchos microorganismos, consiguen azufre en las fuentes orgánicas (R-SH) o H2S o
lo puede conseguir en los productos inorgánicos como SO4 (sulfato), para convertirlo
en orgánico (proteína).
Fósforo
El fósforo, lo requieren los microorganismos como un componente de ATP. En los
ácidos nucleicos y en las coenzimas como el NAD y las fluvinas. El fósforo es
introducido a las células como un fosfato libre (PO)
63
MICROBIOLOGIA
Actividades enzimáticas
Numerosos minerales actúan como activadores enzimáticos: Por ejemplo, el Ion
(Mg++) y el Ion ferroso (fe++), se encuentran como activadores en las porfirinas
(partículas que se encuentran dentro del núcleo, permitan absorber luz para activar
el fotoperiodo).
El Ion Mg++ y K+, son importante para la acción e integración de los ribosomas.
El Ion Ca++ indispensable como constituyente de las paredes celulares
En la mayor parte de los cultivos de microorganismos, deben estar presentes los
estibadores enzimáticos como Ion o gram positivo Mg++, Ca++, Fe++ y el Ion positivo
K+.
64
MICROBIOLOGIA
Unidad 5. Metabolismo Microbiano.
5.1. Origen de las cepas industriales
La fuente última de todas las cepas de microorganismos industriales es el ambiente
natural. Pero a través de los años, a medida que los procesos microbianos a gran
escala se han ido perfeccionando, un cierto número de cepas industriales se han ido
depositando en las colecciones de cultivos. Cuando se patenta un nuevo proceso
industrial, al solicitante de la patente se le requiere para que deposite una cepa capaz
de llevar a cabo el proceso, en una colección de cultivos reconocida. Hay varias
colecciones de cultivos que actúan de depositarias y suministradoras de cultivos
microbianos. Aunque estas colecciones pueden ser una fuente rápida y fácil de
cultivos, es comprensible que la mayoría de las compañías industriales se sientan
poco dispuestas a depositar sus mejores cultivos en las colecciones de cultivos.
Además de cultivos de microorganismos, muchas colecciones de cultivos tienen
también colecciones de varios plásmidos, de genes clonados y de vectores para su uso
en ingeniería genética, de líneas celulares animales para el cultivo de virus animales,
y de hibridomas para producir anticuerpos monoclonales.
Mejora de cepas
Como hemos indicado, la fuente inicial de un microorganismo industrial es el
ambiente natural, pero el aislamiento original se modifica en gran medida en el
laboratorio. Como resultado de esta modificación, es posible anticipar una mejora
progresiva en el rendimiento de un producto. El ejemplo más espectacular de tal
mejora progresiva es el de la penicilina, el antibiótico producido por el hongo
Penicillium chrysogenum. Cuando se produjo por primera vez la penicilina a gran
escala, se obtuvieron rendimientos de 1- 10 μg/ml. A lo largo de los años, como
resultado de la mejora de las cepas acoplada a cambios en el medio y en las
condiciones de cultivo, el rendimiento de penicilina aumentó hasta 50.000 μg/ml. Es
interesante decir que todo este incremento de 50.000 veces el rendimiento, se obtuvo
por mutación y selección; no estuvo implicada ninguna manipulación genética. La
introducción de nuevas técnicas genéticas ha conducido a posteriores, aunque mucho
más modestos, incrementos del rendimiento.
5.2. Propiedades de un microorganismo industrial
Un microorganismo adecuado para su utilización industrial debe producir la
sustancia de interés, pero hay muchos otros aspectos a considerar. Es preciso
disponer del organismo en cultivo axénico (puro), debe ser genéticamente estable, y
debe crecer en cultivo a gran escala. Además, debe ser posible mantener cultivos del
organismo durante un período de tiempo largo en el laboratorio y en la planta
industrial. El cultivo debe producir preferentemente esporas o alguna otra forma
celular reproductora, para que los organismos se puedan inocular fácilmente en los
grandes fermentadores. Una característica importante es que el organismo industrial
crezca rápidamente y produzca el compuesto deseado en un período de tiempo
relativamente corto.
65
MICROBIOLOGIA
El organismo, además, debe ser capaz de crecer en un medio de cultivo líquido y
relativamente barato, que se pueda obtener en grandes cantidades. Muchos procesos
microbiológicos industriales utilizan fuentes carbonadas de desecho de otras
industrias, como principal ingrediente o como suplemento para los medios de cultivo
a escala industrial. Algunas de estas fuentes son, por ejemplo, el licor de maceración
de maíz (un producto rico en nitrógeno y factores de crecimiento), el suero (un
producto líquido de desecho de la industria lechera, que contiene lactosa y sales
minerales) y otros materiales de desecho industriales, que tienen elevado contenido
de carbono orgánico. (La utilización de estos materiales carbonados de desecho
ayuda también a resolver los problemas de eliminación de residuos, creados por la
elevada demanda biológica de oxígeno (BOD) de los residuos orgánicos de desecho).
Además, un microorganismo industrial debería no ser dañino para las personas ni
para los animales y plantas económicamente importantes. Debido al gran tamaño de
la población dentro del fermentador y a la imposibilidad práctica de evitar la
contaminación del ambiente fuera del fermentador, un patógeno podría plantear
problemas potenciales desastrosos.
Otro requisito importante de un microorganismo industrial es que sea posible
eliminar las células microbianas del medio de cultivo con relativa facilidad. En el
laboratorio, las células se retiran principalmente por centrifugación, pero la
centrifugación a gran escala puede ser difícil o cara. Los organismos industriales más
favorables son aquellos que tienen un tamaño de célula grande, porque las células
más grandes se depositan rápidamente en un cultivo o pueden filtrarse fácilmente
con materiales de filtro relativamente baratos. Los preferidos son los hongos, las
levaduras y las bacterias filamentosas. Las bacterias unicelulares, debido a su
pequeño tamaño, son difíciles de separar del fluido de cultivo.
Finalmente, un microorganismo industrial debería ser susceptible de manipulación
genética. En microbiología industrial, el incremento del rendimiento se ha obtenido
primordialmente por medio de la mutación y selección. También es deseable que el
organismo industrial sea capaz de sufrir recombinación genética, bien por un proceso
sexual o por algún tipo de proceso asexual. La recombinación genética permite
incorporar en un solo genoma, características genéticas de más de un organismo.
Sin embargo, muchas cepas industriales se han mejorado enormemente por mutación
y selección, sin el uso de la recombinación genética.
5.3. Productos industriales
5.3.1. Empleo de microorganismos en la elaboración de alimentos
Los productos microbianos de interés industrial pertenecen a varios tipos principales.
Incluyen a las propias células, como por ejemplo la levadura cultivada como
alimento, para panadería o para la industria cervecera y sustancias producidas por
las células. Como ejemplos de estas últimas figuran enzimas como la glucosa
isomerasa, agentes farmacológicamente activos como los antibióticos, esteroides y
alcaloides, especialidades y aditivos alimentarios como el popular "aspartame" y
edulcorante de bebidas, así como productos químicos tales como el etanol. En la
66
MICROBIOLOGIA
imagen inferior se ofrece un resumen de algunos productos industriales importantes,
muchos de los cuales serán estudiados con detalle más adelante.
5.4. Metabolitos microbianos
Anteriormente hablamos del proceso de crecimiento microbiano y describimos las
diversas etapas: fase de latencia, fase logarítmica y fase estacionaria. En esta parte
vamos a considerar el crecimiento microbiano tal como ocurre en un proceso
industrial. Vamos a referirnos en primer lugar, a aquellos procesos en los que el
producto deseado es un metabolito microbiano. Hay dos tipos fundamentales de
productos metabólicos: primarios y secundarios. Un metabolito primario es el que se
forma durante la fase primaria del crecimiento del microorganismo, mientras que un
metabolito secundario es el que se forma cerca del final de la fase de crecimiento,
frecuentemente cerca de, o en la fase estacionaria del crecimiento. Las diferencias
entre un metabolito primario y un metabolito secundario se ilustran en la imagen de
la izquierda.
5.4.1. Primarios
Un proceso microbiano típico, en el que el producto se forma durante la fase
primaria del crecimiento, es el alcohol (etanol) obtenido por fermentación (En
microbiología industrial, el término fermentación se refiere a cualquier proceso microbiano a gran
escala, sea o no sea bioquímicamente una fermentación. De hecho, la mayoría de las fermentaciones
industriales son aeróbicas. El tanque en el cual se lleva a cabo la fermentación industrial se denomina
fermentador y el microorganismo implicado es el agente de la fermentación.) . El etanol es un
producto del metabolismo anóxico de la levadura y de algunas bacterias y se forma
como parte del metabolismo de la energía. Debido a que el crecimiento sólo puede
tener lugar si puede producirse energía, la formación de etanol tiene lugar en paralelo
con el crecimiento. En la imagen inferior, se muestra una típica fermentación
alcohólica indicando la formación de células, de etanol, y la utilización del azúcar.
67
MICROBIOLOGIA
5.4.2. Secundarios
Un tipo más complejo de productos industriales es aquel en el que el producto
deseado no se produce durante la fase primaria del crecimiento sino durante la fase
estacionaria. Los metabolitos producidos durante la fase estacionaria se denominan
metabolitos secundarios y son algunos de los metabolitos más comunes y más
importantes de interés industrial. Los más conocidos y más ampliamente estudiados
son los antibióticos y en la imagen inferior puede verse la cinética del proceso de
obtención de la penicilina. Mientras que el metabolismo primario es generalmente
similar en todas las células, el metabolismo secundario presenta claras diferencias
entre un organismo y otro. Las características reconocidas del metabolismo
secundario son:
1. Cada metabolito secundario sólo lo forman relativamente pocos organismos.
2. Los metabolitos secundarios, aparentemente no son esenciales para el crecimiento
y la reproducción.
3. La formación de metabolitos secundarios es extremadamente dependiente de las
condiciones de crecimiento, especialmente de la composición del medio. Con
frecuencia, se produce la represión de la formación del metabolito secundario.
4. Con frecuencia, los metabolitos secundarios se producen como un grupo de
estructuras estrechamente relacionadas. Por ejemplo, se ha visto que una sola cepa
de una especia del Streptomyces produce 32 antibióticos distintos pero relacionados,
del tipo antraciclina.
5. Con frecuencia es posible obtener una espectacular superproducción de
metabolitos secundarios, en tanto que los metabolitos primarios, ligados como están
al metabolismo primario, usualmente no se pueden superproducir de una manera tan
espectacular.
Trofofase e idiofase. En el metabolismo secundario, las dos fases distintas del
metabolismo se denominan trofofase e idiofase. La trofofase es la fase de crecimiento
(el prefijo trofos, significa "crecimiento") mientras que la fase de producción de
metabolitos es la idiofase. Si estamos tratando con un metabolito secundario
debemos asegurar que durante la trofofase se proporcionen las condiciones
apropiadas para un excelente crecimiento y que las condiciones se alteren
adecuadamente y en el momento oportuno para que la formación del producto sea
excelente. En el metabolismo secundario, la producción en cuestión puede no
derivarse del sustrato primario del crecimiento, sino a partir de un producto que él
mismo formó a partir del sustrato primario del crecimiento. Por tanto, el metabolito
secundario se produce, generalmente, a partir de varios productos intermedios que se
acumulan, bien en el medio de cultivo o bien en las células, durante el metabolismo
primario. Una característica de los metabolitos secundarios es que las enzimas
implicadas en la producción del metabolito secundario están reguladas
separadamente de las enzimas del metabolismo primario. En algunos casos se han
identificado inductores específicos de la producción de metabolitos secundarios. Por
68
MICROBIOLOGIA
ejemplo, se ha identificado un inductor específico de la producción de
estreptomicina, un compuesto denominado Factor A.
Rel
aci
ón
ent
re
el
me
tab
olis
mo
pri
ma
rio
y el
sec
un
dar
io.
La
ma
yor
ía
de
los
me
tab
olitos secundarios son moléculas orgánicas complejas que para su formación
requieren un gran número de reacciones enzimáticas específicas. Se sabe, por
ejemplo, que en la síntesis del antibiótico tetraciclina están implicados al menos 72
pasos enzimáticos separados y más de 25 en la síntesis de la eritromicina, y que
ninguna de estas reacciones tiene lugar durante el metabolismo primario. Sin
embargo, las vías metabólicas de estos metabolitos secundarios arrancan del
metabolismo primario porque los materiales de partida para el metabolismo
secundario vienen de las vías biosintéticas principales.
69
MICROBIOLOGIA
Muchos metabolitos secundarios estructuralmente complejos, se originan a partir de
precursores estructuralmente muy similares.
5.5. Control del crecimiento microbiano en alimentos
La esterilización elimina completamente todos los microorganismos, incluidos los
virus. La desinfección (higienización) reduce el número de patógenos hasta un nivel
aceptable. La descontaminación hace que un instrumento o superficie que había sido
contaminado previamente vuelva a ser estéril. La antisepsia trata los tejidos vivos
para destruir o inhibir el crecimiento microbiano.
La muerte microbiana tiene lugar cuando una célula no puede dividirse para dar
lugar a nuevas células. De la misma manera que el crecimiento microbiano la muerte
microbiana se define con respecto a toda la población, no en relación a la muerte de
las células individuales.
5.5.1. Control químico
5.5.1.1. Actividad antimicrobiana
Los agentes químicos que matan los microorganismos se denominan germicidas. Los
germicidas que se utilizan para tratar objetos inanimados se llaman desinfectantes.
Los germicidas que se aplican sobre tejidos vivos se denominan antisépticos. Los
germiostáticos son agentes químicos que inhiben el crecimiento bacteriano.
La selección de un germicida
En la selección de un germicida, hay que considerar si dañará el tejido o el objeto que
se va a tratar, si logrará controlar el microorganismo deseado y si el propósito del
tratamiento es controlar o eliminar todos los microorganismos.
Los germicidas se clasifican, de acuerdo con su actividad, en germicidas de alta
actividad, baja actividad y actividad intermedia. La elección de un germicida
depende de la presencia de otras sustancias, como por ejemplo la sangre o las heces,
porque estos materiales poseen proteínas protectoras. El coste puede ser otro factor a
considerar.
Evaluación de los germicidas
Los germicidas se evalúan comparando su actividad frente al fenol. El coeficiente de
fenol es la relación que existe entre la dilución mas alta del fenol que mata un
microorganismo en 10 minutos, dividida por la dilución más alta del germicida que
produce el mismo efecto.
La actividad de un germicida frente a un microorganismo específico se determina
mediante el método del disco de papel o el test de dilución. La presencia y el tamaño
de un halo de inhibición del crecimiento bacteriano, alrededor del disco impregnado
70
MICROBIOLOGIA
con el germicida, indicará la actividad del mismo. En el test de dilución, se inocula
un organismo control en las soluciones seriadas del germicida; a continuación, se
incuban los tobos. La actividad del germicida viene indicada por la dilución más alta
del germicida, que permanece transparente después del periodo de incubación.
Los tipos de germicidas y sus mecanismos de acción
El fenol es un benceno con un grupo hidroxilo. Los compuestos fenólicos tienen la
misma estructura y otros grupos adicionales; todos ellos actúan desnaturalizando las
proteínas. Los compuestos fenólicos también actúan Sobre los lípidos. El
hexaclorofeno es un compuesto fenólico que ha sido reemplazado por la clorhexidina,
menos tóxica para la especie humana.
Los alcoholes son compuestos con un grupo hidroxilo. Dicho compuestos matan los
microorganismos porque desnaturalizan las proteínas y desorganizan los lípidos de
sus membranas plasmáticas. No actúan sobre las endosporal. El etanol y el
isopropanol son utilizados como desinfectantes y antisépticos clínicos.
Los halógenos son agentes oxidantes. Estos compuestos inactivan las enzimas
mediante la oxidación de ciertos grupos funcionales. El iodo es un antiséptico y el
cloro un desinfectante.
El peróxido de hidrógeno no es un halógeno pero actúa por el mismo mecanismo de
acción. Se utiliza como antiséptico débil para la limpieza de heridas y para
desinfectar material médico y lentes de contacto.
Las sales de los metales pesados reaccionan con los grupos sulfhidrilo de las proteínas
y "envenenan" las enzimas; por lo tanto, matan los microorganismos. El Mertiolato y
el Mercurocromo, compuestos orgánicos que contienen mercurio, son antisépticos
utilizados en los tratamientos de la piel y las mucosas.
Los surfactantes son compuestos que presentan en sus moléculas una parte
hidrofílica y otra parte hidrofóbica; estos agentes penetran a través de las sustancias
oleosas suspendidas en agua y dan lugar a emulsiones. Los surfactantes no matan los
microorganismos pero facilitan su eliminación mediante el lavado con agua.
Las sales de amonio cuaternario son poderosos agentes germicidas de acción
surfactante. Son compuestos catiónicos que matan todo tipo de microorganismos
celulares y también los virus que tienen membranas; para el tratamiento de bacterias
Gram negativas se necesitan mayores concentraciones de estos detergentes.
Los agentes aniónicos son desinfectantes de tipo medio que se utilizan generalmente
para la desinfección de las mesas de trabajo, en los laboratorios de microbiología.
Los agentes alquilantes actúan añadiendo pequeñas cadenas de átomos de carbono a
las enzimas, que como consecuencia quedan inactivadas, lo que ocasiona la muerte
de las células. El formaldehído, la formalina y el glutaraldehído son algunos de estos
compuestos.
71
MICROBIOLOGIA
El óxido de etileno es un compuesto gaseoso que se utiliza como agente esterilizante
para el tratamiento de material termosesible y objetos voluminosos que no pueden
ser esterilizados mediante otros sistemas. Sin embargo, es un compuesto muy tóxico
para la especie humana.
Los conservantes químicos se utilizan de forma rutinaria. Por ejemplo, el propionato
cálcico se utiliza para conservar el pan, que de este modo puede durar casi
indefinidamente.
5.5.2. Control biológico
5.5.2.1. Antimicrobianos naturales
La temperatura es el factor medioambiental que más a menudo se utiliza para
conservar los alimentos. El enlatado es el método más antiguo. Dos factores: el
tiempo y la temperatura, determinan la efectividad del tratamiento en los alimentos
enlatados. La refrigeración (alrededor de 5 0C) suele ser suficiente para detener el
crecimiento de la mayoría de los microorganismos. Sin embargo, los microorganismos
psierófilos pueden crecer a dicha temperatura.
La ventaja del calor es que penetra en los objetos y, por tanto, puede matar todos los
microorganismos (algunos tratamientos solamente actúan sobre las superficies de los
objetos). Se puede emplear calor seco (flameado directo y horno de aire caliente) o
húmedo (ebullición y esterilización mediante autoclave). El calor mata porque
desnaturaliza las proteínas.
La baja temperatura es un tratamiento microbisostatico; no esteriliza. El choque
frío, enfriamiento repentino a 50C, puede matar a la mayoría de las células de un
cultivo que se encuentre en crecimiento activo.
La pasteurización es un tratamiento por calor que controla los microorganismos,
pero no es un método de esterilización; produce unos daños mínimos sobre el
alimento tratado.
La congelación mata a la mayoría de las bacterias, pero las supervivientes
permanecen vivas durante largos períodos de tiempo en un estado congelado. La
congelación rápida es un sistema para conservar los cultivos bacterianos
Existen dos formas de radiación que matan las bacterias; la luz ultravioleta (UV) y
la radiación ionizante (rayos X y rayos gamma). La luz UV mata los
microorganismos mientras porque que la radiación ionizante los destruye porque
hace que los átomos expulsen electrones. Solamente se esterilizan las superficies de
los objetos.
La filtración no mata los microorganismos simplemente los elimina de un material.
No es un método de esterilización propiamente dicho, porque los virus pueden pasar
a través de los poros del filtro.
72
MICROBIOLOGIA
La desecación es la eliminación del agua mediante evaporacion o sublimación
(eliminación del agua congelada mediante vacio. La desecación no esteriliza, pero
ayuda a controlar los microorganismos porque elimina un nutriente esencial, el agua.
El incremento de la presión osmótica, mediante la adición de sal o azucar, se utiliza
para conservar alimentos.
La desecación y la salazón han sido métodos utilizados durante siglos para conservar
la carne, el pescado y las frutas. Ambos métodos llevan consigo la eliminación del
agua, que es esencial para la supervivencia microbiana.
Los valores de pH bajos ayudan a conservar los alimentos porque detienen el
crecimiento de muchos microorganismos. La adición de vinagre a los alimentos es un
método para disminuir el pH.
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MICROBIOLOGIA
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