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TEMA 2: DIVERSIDAD MICROBIANA
¿Cuánto conocemos de la diversidad microbiana?
- Antes, hasta los 70’s, se pensaba que conocíamos la gran mayoría de los microorganismos.
- 1980’s, alrededor del 10% de la diversidad total.
- 2010's, apenas conocemos un 1% de la diversidad total.
En 1999 «Science» público la foto de una bacteria llamada Thiumargarita namibiensis, que mide alrededor
de un milímetro, es decir, es visible. Tiene dentro como unas pequeñas perlas que son vacuolas y la
llamaron la perla sulfurosa de Namibia.
Son tan grandes porque el tamaño de la célula esta ocupado por vacuolas enormes y lo que en realidad es
la célula es una capa muy finita que esta alrededor de la superficie de la vacuola.
La batería más pequeña que se conoce es Nanoarqueum equitans, es un simbionte que se encuentra
adherida a una bacteria normal. Esta bacteria soporta 90 grados de temperatura. Se aislaron de chimeneas
marinas.
No se conoce ni la décima parte de las bacterias, a excepción de las patógenas, estas se conocen muy
bien.
Evidencias:
1.- Tiempo para evolucionar y distribución
2.- Diversidad organización celular
3.- Distribución (hábitat, temperatura, etc.)
Habitats:
Las bacterias se encuentran en todos los hábitats, donde más, en el subsuelo marino, ya que el mar ocupa
gran parte de la tierra y todo lo que fluye por el aire acaba en el mar.
AGUA
AIRE
SUELO
DULCE
RIZOSFERICO
ESTANCADAS
CORRIENTE
SALADA
NO RIZOSF.
EXTERIOR
ATMOSFERA
INTERIOR
SUPERFICIAL
INDUSTRIA
PROFUNDAS
El habitat de las bacterias:
La mayor cantidad de bacterias se encuentran en el subsuelo marino (66%), y donde menos bacterias
residen es en los humanos (0.0000072%).
SUELO MARINO → SUBSUELO TERRESTRE (26%) → SUELO EMERGIDO (4.8%) → AGUA DE MAR (2.2%) → AGUA DULCE Y
LAGOS SALADOS (0.0043%) → ANIMALES DOMÉSTICOS (0.000080%) → HIELO POLAR (0.000074%) → HUMANOS.
Existen tres dominios, el Eukarya (animales, plantas...), el Archaea y el Bacteria (la mayor parte de la
diversidad). La diversidad microbiana es tan grande debido a:
1-Tiempo para evolucionar y su distribución, ya que han existido desde el origen de la vida en el planeta (el
ancestro comun procariota).
2-Diversidad de organización celular, ya que hay microorganismos acelulares (virus, priones, y viroides que
necesitan otro ser vivo para su existencia); procariotas (presentes en el dominio archaea y bacteria) y
eucariotas (dominio eukarya con los hongos filamentosos y las levaduras).
3-Distribución,
- Hábitats, pueden vivir en el agua (el 90% de la biomasa marina son microorganismos) dulce (estancadas
y corrientes) y salada (superficiales y profundas); en el suelo (rizosférico, es decir, alrededor de las raíces
de las plantas y la zona más rica en células ya que las plantas realizan exudados que atrae
microorganismos; y en el no rizosférico); en el aire (estos microorganismos se terminan depositando, lo
que más se aisla de este ambiente son esporas); en los alimentos (crudos, conservados, cocinados...).
- Temperatura, pueden ser psicrófilos (viven a Tª muy bajas como Bacillus); mesófilos (viven a Tª medias
como Clostridium) y termófilos (que viven a Tª muy elevada como Pyrobaculum).
- Hábitats extremos, como los lagos de azufre (Desulfovibrio), los géiseres (Pyrobaculum), o las salinas
(Halococcus), los microorganismos halófilos son aquellos que crecen a altas concentraciones de sal.
2.- CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS
ORGANIZACIÓN CELULAR
— Acelulares: virus, viroides y priones.
— Procariotas: dominio archaea y dominio bacteria
— Eucariotas: dominio eucarya (levaduras, hongos filamentosos)
Los MO están en cualquiera de estas categorías.
Hay muchos géneros que no son como previamente se han descrito, por que hay una convergencia
evolutiva.
Linneo clasifico los grandes grupos de organismos  animales y vegetales. Protozoos en animales y bacterias
y algas en vegetales.
Con el desarrollo de las técnicas (microscopia electrónica) se ha comprobado que había células que tenían
núcleo y otras que no tenían núcleo, entonces dividió a todos los seres vivos en eucariotas y procariotas. A
partir de esto y de otras muchas características, se creó la teoría de los reinos (5 reinos, Whittaker):
protista, fungi, monera, animalia y plantae.
El salto cualitativo y cuantitativo en cuanto a la clasificación de los seres vivos lo hizo Woese cuando
secuencio el RNA ribosómico dividió en tres grupos las bacterias: eubacterias, arqueobacterias y
eucariotas. Pero la clasificación de los ácidos nucleicos nos hace ir más adelante y hacer filogenia, es
decir, la relación entre los seres vivos, y gracias a esto se comprobó que las arqueas estaban más cerca
de los eucariotas que de las bacterias evolutivamente hablando.
De un ancestro común se derivaron bacterias y arquea y a su vez de arquea eucarya.
Los MO se incluyen en los tres dominios. Ocupan dentro del árbol de la vida el mayor porcentaje.
¿Por qué es importante conocer la diversidad microbiana?
1.- Fuente de conocimiento sobre origen, estrategias y límites de la vida.
2.- Importancia crítica para la sostenibilidad de la vida en nuestro planeta.
3.- Importancia en clínica, industrial y tratamiento de residuos, etc.
4.- Son claves para el desarrollo de plantas y animales y en restauración de hábitats.
5.- Fuente de productos biotecnológicos
Las bacterias tienen dos particularidades que las hacen inmensamente útiles en biotecnología.
Biotecnología es el uso de seres vivos para los bienes y servicios.
3.- CARACTERÍSTICAS DE LOS MICROORGANISMOS DE INTERÉS
BIOTECNOLÓGICO
Las bacterias debido al pequeño tamaño que tienen, tiene alta relación superficie volumen y una elevada
tasa metabólica.
Capacidad de adaptación al medio
*Existen microorganismos en ambientes muy variados
*Pueden metabolizar un gran número de sustratos
Versatilidad, diversidad metabólica.
Características de MO de interés biológico:
- Producir una sustancia de interés
- Estar disponible en cultivo puro
- Ser genéticamente y feneticamente estables
- Crecer en cultivos a an escala
- Crecer y producir la sustancia deseada rápidamente
- Que crezcan en un medio y condiciones de cultivo rentables enconomicamente
- No ser patógeno.
En la elaboración de vacunas partimos de MO patógenos. Son células vivas pero capadas
inmunologicamente o también células muertas.
4. GRUPOS MICROBIANOS CON INTERÉS BIOTECNOLÓGICO
PROCARIOTAS (DOMINIO BACTERIA)
GRAM- : proteobacterias

α-proteobacterias: como Rhizobium que es biofertilizante (fija el nitrógeno atmosférico a
amoniaco que es asimilable por la planta)

γ-proteobacterias: como Escherichia coli (se usa para producción de insulina humana)
GRAM+

con bajo porcentaje de G+C
o
esporulados:

Bacillus (produce la bacitracina un antibiótico)

Clostridium (produce acetona)
o
no esporulados: como Streptococcus (se encuentra en el yogur)

GRAM+ con alto porcentaje de G+C
o
no filamentosos: como Corynebacterium (produce lisina)
o
filamentosos: como Streptomyces (produce gran cantidad de antibióticos)
EUCARIOTAS
HONGOS FILAMENTOSOS: como Aspergillus (produce ácido cítrico)
LEVADURAS: como Saccharomyces (usado en la producción del vino)