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IES El Parador. Dpto Ciencias de la Naturaleza
Biología 2º Bachillerato
BLOQUE IV. ¿CÓMO SON Y CÓMO FUNCIONAN LOS
MICROORGANISMOS? MICROBIOLOGÍA.
CONTENIDOS
1. Concepto de microorganismo.
2. Criterios de clasificación de los microorganismos.
3. Virus.
3.1. Composición y estructura.
3.2. Fisiología. Ciclos de vida: lítico y lisogénico.
4. Bacterias.
4.1. Características estructurales.
4.2. Fisiología bacteriana.
5. Microorganismos eucarióticos.
5.1. Principales características de algas, hongos y protozoos.
6. Relaciones entre los microorganismos y la especie humana.
6.1. Beneficiosas.
6.2. Perjudiciales: enfermedades producidas por microorganismos en la especie humana, animales y plantas.
7. Importancia de los microorganismos en investigación e industria.
8. Biotecnología: concepto y aplicaciones.
ORIENTACIONES
1. Conocer el concepto de microorganismo y analizar la diversidad de este grupo biológico.
2. Establecer criterios sencillos que permitan realizar una clasificación de los microorganismos diferenciando los
distintos grupos, por ejemplo, presencia o no de estructura celular y tipo de ésta, según sea procariótica o eucariótica.
3. Destacar la composición y estructura de los virus, aludiendo a que presentan un solo tipo de ácido nucleico.
4. Describir el ciclo lítico y el ciclo lisogénico de los virus y establecer las principales diferencias que existen entre
ambos.
5. Plantear la controversia de la naturaleza viva o no viva de los virus.
6. Describir los principales componentes de la célula procariótica.
7. Destacar que las bacterias se reproducen por bipartición.
8. Realizar una clasificación de las bacterias en función de la fuente de carbono, de energía y de protones y
electrones, destacando su diversidad metabólica.
9. Conocer las principales características estructurales y de nutrición de algas, hongos y protozoos.
10. Conocer algunas relaciones que pueden establecerse entre los microorganismos y la especie humana distinguiendo
entre inocuas, beneficiosas y perjudiciales e ilustrarlas con algún ejemplo relevante.
11. Reconocer la importancia de los microorganismos en investigación y en numerosos procesos industriales, por
ejemplo: pan, derivados lácteos, vino, cerveza, etc.
12. Establecer el concepto de biotecnología.
13. Conocer algunos ejemplos de aplicaciones biotecnológicas, por ejemplo, producción de: insulina, antibióticos,
hormona del crecimiento, etc.
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¿Cómo son y cómo funcionan los microorganismos?
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OBSERVACIONES
1. Es conveniente resaltar que la definición de microorganismo se hace en razón de su tamaño y que los
grupos que se incluyen bajo este término presentan una gran heterogeneidad.
2. Al establecer distintos grupos de microorganismos, deben destacarse las diferencias que permitan su
identificación. Para ello, se recomienda la utilización de imágenes que posibiliten la distinción, por ejemplo,
entre una bacteria y un alga o un protozoo. Se sugiere que de las formas acelulares se elijan imágenes de
adenovirus, VMT, VIH y bacteriófagos; del Reino Monera se elijan imágenes de cocos, bacilos, vibrios y
espiroquetas; del Reino Protoctista, imágenes de algas unicelulares flageladas, diatomeas, paramecios,
vorticelas y amebas; y del Reino Fungi, imágenes de levaduras (Saccharomyces cerevisiae) y mohos
(Penicillium, Rhizopus). No se trata, por tanto, de discutir pormenorizadamente la estructura y fisiología
de dichos grupos.
3. Con relación a los virus debe destacarse su carácter acelular. Al exponer la composición y estructura
general de los virus, es aconsejable utilizar como ejemplos el bacteriófago T4 y el virus del SIDA. El ciclo
de vida de un virus puede ejemplificarse mediante los ciclos del fago l y del virus del SIDA.
4. El ciclo del virus del SIDA deberá recoger los siguientes apartados: adsorción, penetración,
transcripción inversa, inserción en el ADN, transcripción del ARN vírico, traducción de proteínas víricas,
ensamblaje del virus y liberación (gemación). No es necesario el conocimiento exhaustivo de los procesos
moleculares implicados en el desarrollo del ciclo.
5. El alumnado debe conocer las relaciones que establecen los microorganismos con el ser humano, así como
con las plantas, los animales y el medio ambiente. Este conocimiento debe ilustrarse con ejemplos sin que
ello implique necesariamente el conocimiento del nombre científico del microorganismo en cuestión.
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1. CONCEPTO DE MICROORGANISMO
Entendemos por microorganismo todo aquel ser vivo que, por su reducido tamaño, sólo es observable
mediante la utilización de microscopios. Predominantemente son unicelulares, si bien pueden formar
asociaciones de tipo colonial.
El concepto anterior es muy heterogéneo, tanto por el tamaño y la organización que presentan los seres
considerados microorganismos como por sus características funcionales y evolutivas así como por la
variedad de medios que habitan. Por ello dentro del concepto de microorganismo se incluyen
organismos pertenecientes a diversos grupos taxonómicos y algunos otros que, aunque no son
verdaderos seres vivos, influyen decisivamente en la vida de estos.
2. CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS
Los microorganismos constituyen un grupo muy heterogéneo, que no tiene categoría taxonómica. De
hecho, encontramos organismos pertenecientes a varios reinos:

Moneras, donde se incluyen las bacterias y cianobacterias

Protoctistas, que agrupa a las algas (unicelulares y pluricelulares) y a los protozoos

Hongos, donde se sitúan las levaduras y los mohos
También existen ciertas formas denominadas formas acelulares, por carecer de organización celular,
con unas características tan especiales que no pueden ser considerados como seres vivos y no pueden
incluirse en alguno de los cinco Reinos, pero tampoco pueden considerarse como seres inertes. Son los
virus, viroides y priones.
Podemos llevar a cabo una CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS atendiendo a una
serie de criterios como la presencia o no de estructura celular, el tipo de organización celular
(procariota o eucariota), el tipo de nutrición (autótrofa o heterótrofa)…

Sin estructura celular. Son las formas acelulares: virus, viroides y priones

Con estructura celular. Son las formas celulares.

Con organización celular procariota: bacterias

Con organización celular eucariota
-
Nutrición autótrofa y fotosintéticos: algas
-
Nutrición heterótrofa: protozoos y hongos
Microorganismos
Tamaño medio
Organización
Nutrición
Virus, viroides y
priones
0.1 μm
Acelular
Parásitos
obligados
Bacterias
10 μm
Unicelulares
procariotas
Autótrofas
heterótrofas
Algas
> 250 μm
Unicelulares o
pluricelulares
eucariotas
Autótrofos
fotosintéticos
Protozoos
> 250 μm
Unicelulares
eucariotas
Heterótrofos
Hongos
> 250 μm
Unicelulares o
pluricelulares
eucariotas
Heterótrofos
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Reino
MONERA
PROTOCTISTA
HONGOS
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3. VIRUS
Antes de profundizar en los virus vamos a indicar las características comunes de los tres tipos de
formas acelulares:

Tamaño menor que el de una célula y una organización mucho más sencilla
 No realizan funciones de nutrición ni de relación
 Aunque son capaces de reproducirse, sólo pueden hacerlo en el interior de una célula
huésped y utilizando las estructuras de la misma.
Por todo ello, las formas acelulares no pueden ser consideradas seres vivos, pero sí parásitos
intracelulares obligados. Los TIPOS DE FORMAS ACELULARES SON:
 Virus. Formas acelulares microscópicas constituidas por un ácido nucleico (ADN o ARN)
rodeado de una estructura proteica denominada cápsida
 Viroides. Agentes infecciosos más pequeños que se conocen. Están formados por pequeñas
moléculas de ARN monocatenario circular desnudo (sin recubrimiento proteico). Son
parásitos exclusivos de plantas superiores, que producen grandes pérdidas económicas.
Fueron descubiertos por Diener, en tubérculos de patatas infectados. Suelen transmitirse por
insectos o material agrícola contaminado.
 Priones. Son partículas proteicas, sin ningún tipo de ácido nucleico, causantes de
enfermedades letales en los mamíferos, denominadas encefalopatías espongiformes. Se
llaman así porque producen en el cerebro abundantes oquedades, como el tristemente famoso
“mal de las vacas locas”. Se trata de enfermedades cuyo origen es doble: unas son heredadas
y otras son contraídas por infección.

Origen hereditario: las proteínas priónicas patógenas son variantes de proteínas normales, cuya
función no se conoce y proceden de una mutación puntual en el gen correspondiente, que
determina el cambio de un solo aa por otro, alterándose la conformación de la proteína y la
transforma en patógena. Esto no explica el origen enfermedades priónicas por transmisión de unos
individuos a otros.
 Transmisión de unos individuos a otros: las proteínas priónicas pueden multiplicarse en las
células y producir la enfermedad sin la ayuda de ácidos nucleicos (en contra del Dogma Central
de la Biología Molecular). La hipótesis más aceptada sobre su mecanismo de multiplicación
considera que cuando una proteína priónica patológica entra en contacto con una normal, induce
cambios en su plegamiento que la transforman en patológica. Las nuevas proteínas patológicas, a
su vez, atacan otras moléculas normales y así sucesivamente, hasta que la proteína patológica
acumulada alcanza niveles peligrosos, invadiendo el cerebro.
3.1. COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LOS VIRUS
Los virus son formas acelulares microscópicas con las siguientes características:
a) Carecen de organización celular. Su nivel de organización se encuentra en la frontera entre
lo inerte y lo vivo.
b) Carecen de metabolismo propio
c) No se relacionan
d) Para reproducirse o replicarse utilizan la maquinaria metabólica de la célula a la que
parasitan.
Estas características hace que los virus, al igual que las otras formas acelulares, no sean considerados
seres vivos. Su simplicidad estructural y funcional los convierten en parásitos intracelulares
obligados, tanto de bacterias (bacteriófagos o fagos) como de células animales y vegetales.
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En su composición y estructura diferenciamos los siguientes componentes:
1. Genoma vírico o ácido nucleico. Componente esencial de los virus. Puede ser ADN o ARN.
ADN monocatenario, ADN bicatenario (fago T4), ARN monocatenario (retrovirus, como los
virus de la gripe y del SIDA) o ARN bicatenario (reovirus).
2. Cápsida. Rodea al ácido nucleico y está formada por la unión de unas subunidades proteicas
denominadas capsómeros. Diferenciamos tres tipos de cápsidas, según la forma de asociarse
los capsómeros:

Icosaédrica, de aspecto globoso (forma de icosaedro, poliedro regular de 20 caras
triangulares). Ej. Adenovirus, virus de la poliomelitis y virus del herpes labial.

Helicoidal, de aspecto cilíndrico o alargado. Ej. virus del mosaico del tabaco.

Compleja, que resulta de combinar las dos anteriores. Ej. mayoría de bacteriófagos.
Diferenciamos tres partes:
- Cabeza: cápsida icoasédrica en cuyo interior está el ácido nucleico.
- Cola: tubo hueco por donde pasa el AN durante la infección celular.
- Placa basal: con fibras caudales (para unirse químicamente a la pared celular bacteriana)
y espinas basales o patas (que clavan en la pared para unirse mecánicamente a la célula).
3. Envoltura membranosa externa.
Existe un grupo de virus como los que producen la viruela, la gripe o el SIDA poseen una envoltura de
tipo membranosa alrededor de la cápsida. Esta membrana está constituida por una bicapa lipídica
(procedente de la célula hospedadora) y por proteínas específicas del virus (insertadas en la bicapa y
codificadas por el genoma vírico). Algunas de estas glucoproteínas sobresalen de la envoltura y
forman estructuras conocidas como espículas. La envoltura vírica está implicada en el reconocimiento
entre la partícula vírica y su célula hospedadora.
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3.2. FISIOLOGÍA. CICLOS DE VIDA: LÍTICO Y LISOGÉNICO
Los virus carecen de funciones de nutrición pues no requieren energía para desarrollar ninguna
actividad ni materia para crecer.
Así mismo carecen de funciones de relación pues el contacto con las células hospedadoras es al azar.
Las funciones de reproducción son las que constituyen el llamado ciclo vital. El genoma de un virus
contiene un escaso número de genes, suficiente para inhibir la expresión génica de la célula
hospedadora y obligarla a transcribir y traducir su breve pero virulento mensaje.
Cuando un virus se pone en contacto con una célula que presente receptores de membrana específicos
para él, se fija a su superficie e introduce su ácido nucleico (AN) dentro de esta. A partir de aquí,
pueden ocurrir dos cosas: ciclo lítico y ciclo lisogénico.
Estudiaremos el ciclo vital de un bacteriófago y el de un retrovirus.
A. CICLO LÍTICO
Cuando el virus entra en la célula hospedadora, utiliza la maquinaria enzimática de la célula y genera
nuevas partículas víricas. Si el virus es ADN, se duplica dando lugar a muchas copias de su ADN, se
transcribe y traduce originando proteínas de la cápsida, y al final ADN y proteínas se ensamblan
originándose muchos virus que salen de la célula. Si el virus es ARN, previo a todos los pasos
anteriores, mediante una enzima vírica denominada transcriptasa inversa, pasa el ARN a ADN.
 Ciclo vital de un bacteriófago
a) Fase de fijación o adsorción. El bacteriófago se fija, primero mediante las fibras caudales y
después clavando las espinas basales, en la pared bacteriana.
b) Fase de penetración. Mediante la acción de enzimas lisozimas, situadas en su placa basal, perfora
la pared celular y luego contrae su vaina e introduce el eje tubular de modo que el ADN del virus pasa
al citoplasma bacteriano.
c) Fase de eclipse. Durante este tiempo no se observan virus en el interior de la célula infectada. Es en
esta fase cuando el ácido nucleico del virus, utilizando la maquinaria metabólica de la bacteria, se
reproduce, sintetizándose nuevas moléculas de dicho ácido nucleico y moléculas proteicas que
constituirán los capsómeros del virus.
d) Fase de ensamblaje. Los capsómeros se reúnen formando la cápsida, mientras que el ácido
nucleico se repliega y penetra en la misma.
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e) Fase de lisis o liberación. Es la fase final, los nuevos virus formados salen al exterior debido a la
acción de una enzima, la endolisina, que induce la lisis de la bacteria. Esos virus ya son capaces de
infectar a otra bacteria.
 Ciclo vital de un retrovirus
Son virus que presentan envoltura membranosa con
glucoproteínas, cápsida y una molécula de ARN asociada a una
enzima transcriptasa inversa. Es el caso del virus de la gripe o el
del SIDA. Su ciclo vital también consta de cinco fases:
a) Fase de adsorción. Las glucoproteínas de la envoltura entran
en contacto con receptores de la membrana celular e inducen a la
célula a fagocitar al virus que pasa al interior celular dentro de un
fagosoma.
b) Fase de penetración. Las membranas del fagosoma y del virus
se fusionan, pasando la cápsida, con el ARN en su interior, al
citoplasma. Posteriormente el ARN vírico se libera de la cápsida.
c) Fase de eclipse. En ella no se aprecian virus en el interior de la célula, pero el metabolismo celular
es dirigido por el ARN vírico. Dicho ARN, gracias a la acción de la transcriptasa inversa, da lugar a
una copia de ADN. A partir de esta se produce la transcripción que dará lugar a nuevas moléculas de
ARN vírico, y la traducción que dará lugar a nuevas moléculas de proteínas víricas, a la transcriptasa
inversa y a las glucoproteínas de la envoltura del virus.
d) Fase de ensamblaje. Se produce la formación de la cápsida a la vez que el ARN vírico, asociado a
la transcriptasa inversa, se introduce en su interior. Los virus ya formados migran hacia la superficie
celular.
e) Fase de liberación. Los virus inducen la aparición de vesículas en la membrana celular, un proceso
de gemación, y se introducen en ellas. Posteriormente se separan de la célula huésped quedando
rodeados de la parte de membrana que posee glucoproteínas víricas. En este caso no se produce la lisis
de la célula.
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B. CICLO LISOGÉNICO
Existen casos en los que los virus al
infectar a la célula huésped no la
destruyen (ciclo lítico), sino que el
ácido nucleico vírico se incorpora al
ADN celular. A estos virus se les
denomina provirus, virus atenuados o
profagos y a la célula receptora célula
lisógena.
El ácido nucleico vírico o profago
puede volver a su estado virulento o
lítico si se le somete a estímulos
adecuados
(rayos
X,
rayos
ultravioletas...) que logran que el provirus abandone el genoma de la célula y prolifere rápidamente
originando su lisis. A este proceso se denomina inducción. Mientras la célula posea el profago, será
inmune frente a las infecciones de virus
de la misma especie que aquel. Esta inmunidad se heredará de generación en generación, ya que el
profago se hereda junto con el ADN celular.
Actualmente se cree que el enriquecimiento genético de los seres vivos, que puede dar lugar a procesos
en la evolución de las especies, puede deberse en parte al transporte de genes realizado por los virus.
Los profagos pueden originar en la célula huésped una serie de trastornos como: inducir mutaciones,
en las células animales pueden originar transformaciones cancerosas, en bacterias pueden introducir
genes de la bacteria de procedencia y dar lugar a la transducción apareciendo nuevos caracteres como
la resistencia a los antibióticos.
4. BACTERIAS
4.1. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES
Las bacterias son un grupo abundante y heterogéneo de microorganismos unicelulares procariotas,
adaptados a vivir en cualquier ambiente, terrestre o acuático. Recordemos que las principales
características de las células procariotas son:





Pequeño tamaño (diámetro = 1 - 10 µm) y con una estructura más sencilla.
Presentar 2 componentes fundamentales: membrana plasmática y citoplasma.
Con una pared celular por fuera de la membrana plasmática.
Sin compartimentación celular u orgánulos membranosos.
Sin núcleo definido ya que el material genético (MG) se encuentra libre en el citoplasma, es
decir, no está separado del citoplasma por una membrana. Por ello se dice que son células
que carecen de núcleo verdadero.
 FORMA Y TAMAÑO
Las bacterias se clasifican en cocos, bacilos, espirilos y vibrios (forma de coma).
a) Bacilos. Son bacterias alargadas en forma de bastón, que suelen asociarse en cadenas lineales.
b) Espirilos. Bacterias de aspecto espiral, si son rígidas reciben el nombre de espiroquetas.
c) Vibrios. Su forma es de coma, también pueden llamarse vibriones.
d) Cocos. Son bacterias esféricas que pueden presentarse aisladas aunque suelen presentarse asociadas
de dos en dos, diplococos, en cadenas lineales, estreptococos, o en racimos, estafilococos o sarcinas.
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Es de suponer que las bacterias fueron los primeros seres vivos que poblaron la Tierra, se han
detectado individuos fósiles con una antigüedad de 3400 m.a. Durante un largo periodo de tiempo, de
unos 2000 millones de años, las bacterias fueron los únicos pobladores de nuestro planeta y, con su
maquinaria química rudimentaria, colonizaron un mundo para nosotros inhabitable. Algunos de estos
organismos unicelulares aprendieron a utilizar la energía del Sol para fabricar su alimento por medio
de la fotosíntesis.
Sus descendientes son organismos dotados de una excepcional capacidad de sobrevivir en los más
diversos ambientes, desde las fuentes termales a los icebergs y desde el interior del organismo humano
hasta el fondo del mar. En la actualidad se conocen unas 5000 especies bacterianas.
 MORFOLOGÍA


Bloque IV
Cápsula bacteriana (puede faltar). Compuesta por
polisacáridosácido (urónico, ácido glucurónico, Nacetil-glucosamina) y otras no glucídicas como el
Dglutámico. Desempeña funciones relacionadas con la
resistencia a la desecación, resistencia al ataque de
células fagocíticas y anticuerpos, por lo que las
bacterias con cápsula suelen ser más patógenas.
Pared bacteriana. Envoltura rígida exterior a la
membrana, formada por péptidoglucanos (mureina).
Sus funciones son dar forma a la bacteria y controlar la presión osmótica (la cél procariota se
encuentra en un medio hipotónico). También actúa como membrana semipermeable al paso de
iones. Los antibióticos actúan inhibiendo la síntesis de mureina, y por ello interrumpen el
crecimiento bacteriano.
La pared presenta diferente estructura según el
tipo de bacterias. Existen dos tipos básicos, las
denominadas bacterias Gram-negativas y Grampositivas.
Las primeras presentan una pared rica en lípidos
que, cuando se observa al microscopio
electrónico,
muestra
una
estructura
biestratificada, con una capa basal de
peptidoglucanos sobre la cual hay una doble capa
lipídica que contiene gran número de proteínas,
la mayoría enzimáticas, y glucolípidos. Esta capa
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




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recibe el nombre de membrana externa. Las segundas poseen una pared con escasos lípidos y al
microscopio electrónico se muestra espesa y de estructura aparentemente amorfa.
Membrana plasmática. Delimita el citoplasma celular y su función es regular los
intercambios de sustancias entre el exterior e
interior celular. Responde al modelo de
bicapa lipídica de las células eucariotas, pero
sin colesterol. Se caracteriza por poseer unas
invaginaciones de forma variable, llamadas
mesosomas, que aumentan la superficie
celular y presentan enzimas que intervienen
en diferentes procesos como la respiración
celular, duplicación del ADN (ADN polimerasa), fotosíntesis, regular el crecimiento de la
membrana plasmática, asimilar nitrógeno, nitratos y nitritos (bacterias nitrificantes)…
Citosol. Con ribosomas 70 s (semejantes a los de mitocondrias y cloroplastos), inclusiones o
gránulos con sustancias de reserva y material genético.
Nucleoide. Zona donde se encuentra el MG no rodeado de membrana. Formado por un solo
cromosoma o molécula de ADN bicatenario circular (semejante al de las mitocondrias y
cloroplastos) que suele estar unido a los mesosomas.. Las bacterias suelen presentar plásmidos,
pequeñas moléculas circulares de ADN que confieren propiedades específicas como la
resistencia a antibióticos. Su estructura es de doble hélice asociada a proteínas básicas no
histonas. Sus funciones son mantener y conservar la información genética de la bacteria y
dirigir su funcionamiento.
Flagelo bacteriano. Prolongación filiforme
de longitud variable, que sirve para el
movimiento de la célula en medio líquido.
Están constituidos por una proteína
denominada flagelina. Estructuralmente
presentan un filamento flagelar que se une,
mediante un codo o gancho, al gránulo o
corpúsculo basal. Éste está formado por
cuatro discos, dos a nivel de la pared celular
(uno interno y otro externo) y dos a nivel de
la membrana plasmática (uno interno y otro
externo), unidos por un eje central al que se
une el flagelo mediante el gancho.
Pelos bacterianos o fimbrias. Filamentos
superficiales, abundantes y huecos. Su misión
es la fijación a los sustratos, intercambio de
moléculas y de información genética,
participando en el proceso de apareamiento de
las bacterias o conjugación.
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4.2. FISIOLOGÍA BACTERIANA
En este punto estudiaremos las tres funciones vitales: nutrición, reproducción y relación.
Función de nutrición
Dentro de las bacterias encontramos especies que pueden llevar a cabo todos los tipos de metabolismo
existentes. En algunos casos se observa que poseen dos tipos de metabolismo diferentes que utilizan,
dependiendo de la abundancia nutritiva del medio, de un modo facultativo. En función del tipo de
metabolismo que realizan se clasifican en (Según la fuente de carbono):

Bacterias heterótrofas, aquellas que necesitan materia orgánica del medio por lo que se
nutren de moléculas inorgánicas y orgánicas.

Bacterias autótrofas, aquellas que se nutren de materia inorgánica prácticamente sin
contenido energético (CO2, O2, agua y sales minerales) ya que son capaces de sintetizar
materia orgánica a partir de dicha materia inorgánica. Según la fuente de energía
diferenciamos dos tipos de bacterias autótrofas:
-
Fotosintéticas, obtienen la energía de la luz solar, transformándola en energía
química (ATP).
-
Quimiosintéticas, obtienen la energía de las reacciones de oxidorreducción (utilizan
como sustrato moléculas inorgánicas reducidas).
Por tanto, las bacterias presentan todas las formas de nutrición existentes:
 Fotoautótrofas. Como las bacterias purpúreas del azufre.
 Fotoheterótrofas. Como las bacterias purpúreas no sulfúreas.
 Quimioautótrofas. Como las bacterias incoloras del azufre.
 Quimioheterótrofas. La mayor parte de las especies bacterianas lo son.
Las bacterias Heterótrofas saprófitas y los hongos saprófitos forman los organismos descomponedores
de la materia orgánica del suelo y del agua, transformándola en materia inorgánica, que es utilizada por
las bacterias quimiosintéticas, que al oxidarla (para obtener la energía química con la que fabricar
materia orgánica) la transforman en agua y sales minerales que pueden utilizar ya los organismos
fotosintéticos (vegetales, algas y bacterias). Por tanto, son imprescindibles para que tengan lugar los
ciclos biogeoquímicos de la materia en el ecosistema (ciclos del C, del N, del S y del P).
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 Función de relación.
Las bacterias son capaces de responder a estímulos mediante modificaciones de su comportamiento o
de su actividad metabólica. Éstas respuestas pueden ser dinámicas (implican movimiento de
acercamiento o alejamiento respecto a la fuente de estímulo) o estáticas (frente a condiciones adversas
del medio) como la formación de quistes y la formación de esporas.
Una respuesta muy característica es la formación de esporas o formas de resistencia. Consiste en un
proceso que se desarrolla como respuesta a determinadas condiciones adversas como la carencia de
alimento. Cuando ocurre las células bacterianas protegen su ADN y disminuyen su metabolismo. Estas
esporas que se desarrollan dentro de la célula también reciben el nombre de endosporas. Soportan
condiciones de falta de humedad, temperaturas del orden de los 80 °C, la acción de agentes químicos y
de las radiaciones, durante largos periodos de tiempo. Cuando las condiciones vuelven a ser las
adecuadas, la espora germina dando lugar a la bacteria con todas sus funciones.
Otro tipo de respuestas a los estímulos externos son los movimientos (taxias).
 Función de reproducción
Las bacterias se reproducen asexualmente por división simple o bipartición, que tiene lugar en las
siguientes etapas:





Duplicación del ADN o cromosoma
bacteriano (ADN polimerasa de los
mesosomas).
Se forma un nuevo mesosoma.
Se separan los mesosomas y cada uno
arrastra a un cromosoma bacteriano.
Se forman los tabiques de separación.
Como resultado se forman 2 células hijas,
cada una con una réplica exacta del
cromosoma de la célula madre.
La división es muy rápida, cada 20 minutos, por lo que una sola bacteria en 14 horas puede dar lugar a
un clon de 250.000 células. Con este tipo de reproducción, reproducción asexual, la única posibilidad
que tendría una bacteria de adquirir nueva información genética sería por mutación. Sin embargo, las
bacterias poseen también unos mecanismos mediante los cuales intercambian fragmentos de ADN con
bacterias de cepas o razas diferentes, y se denominan procesos parasexuales, en los cuales se
producen fenómenos de recombinación genética. Son los siguientes:
a) Transformación. Consiste en el intercambio genético producido cuando una bacteria capta
fragmentos de ADN de otra que, previa autodestrucción, quedan libres en el medio.
b) Transducción. En este caso es un virus bacteriófago el que transmite el fragmento de ADN de
una bacteria a otra.
c) Conjugación. Se puede definir como el proceso parasexual mediante el cual una bacteria
donadora transmite, a través de las fimbrias o pelos, un fragmento de su ADN a otra bacteria
receptora. Las bacterias donadoras poseen, además del cromosoma bacteriano, pequeñas cadenas
de ADN, circulares y de doble hélice, denominadas episomas o factores F.
Existen dos tipos de bacterias donadoras, las denominadas F+ y las Hfr (alta frecuencia de
recombinación), las receptoras son F-. Las F+ transfieren episomas durante la conjugación
mientras que las Hfr pueden transferir su cromosoma completo (para ello deben duplicarlo
previamente). En ambos casos la transferencia de material genético se lleva a cabo a través de
una fimbria. El ADN transferido hace que la bacteria receptora se convierta en F+ o, en el caso
de que la bacteria donadora sea Hfr, se recombina con el ADN de la bacteria receptora en la que
aparecen caracteres de la Hfr.
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Estos mecanismos explican la variabilidad que pueden presentar algunas bacterias al habitar
junto a otras. Un ejemplo es la resistencia a antibióticos que adquieren bacterias patógenas al
convivir en el intestino con otras bacterias que son resistentes a la acción de dichos antibióticos.
5. MICROORGANISMOS EUCARIÓTICOS
 PROTOZOOS
Son microorganismos constituidos por una sola célula eucariótica de tipo animal, con nutrición
heterótrofa. Su tipo de reproducción puede ser sexual o asexual. En el primer caso lo llevan a cabo
mediante fusión de los núcleos (cariogamia) que puede ir asociada o no a la fusión del citoplasma
celular. En el segundo caso la llevan a cabo por bipartición, gemación o división múltiple
(esporulación).
Pueden vivir en medios ricos en agua, de todo tipo, si bien algunos de ellos viven en simbiosis con
otras especies, como Trichonympha sp., que vive en el tubo digestivo de las termitas a las que ayuda a
digerir la celulosa, y muchos son parásitos obligados productores de enfermedades como ocurre con
Plasmodium sp., productor del paludismo o la malaria; Toxoplasma gondii, productor de la
toxoplasmosis; Entamoeba histolítica productora de la disentería amebiana; Tripanosoma gambiense
productor de la enfermedad del sueño, etc. Algunos son de vida libre como ocurre con Paramecium sp.
En su estructura pueden presentar cilios o flagelos o moverse simplemente mediante la emisión de
pseudópodos.
Se clasifican en función de su forma de locomoción, que puede ser mediante flagelos, cilios o
pseudópodos.
Paramecios
(muchos cilios lo rodean)
Vorticelas
Amebas
Tripanosoma (protozoo flagelado)
 ALGAS
Se incluyen en este grupo organismos eucariotas de tipo vegetal, con pared celular y cloroplastos, de
organización talofítica (sin verdaderos tejidos), con nutrición autótrofa fotosintética que viven en
medios acuáticos.
Sólo se consideran dentro de los microorganismos las algas que son unicelulares o aquellas que
constituyen colonias por asociación de varias células.
Bloque IV
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Su reproducción también puede ser asexual o sexual, en el primer caso mediante división celular, en el
segundo llegan a presentar gran complejidad, con ciclos reproductores muy variados.
Sus hábitats suelen ser las aguas marinas donde flotan formando el denominado fitoplancton,
ocupando el primer nivel trófico de estos ecosistemas como productores. Pueden llamarse también
protofitos.
Algas unicelulares flageladas
Diatomeas (algas unicelulares)
Hay algas de gran tamaño pero sólo se consideran microorganismos las unicelulares y coloniales, que
se clasifican en base a los pigmentos y sustancias que acumulan.
HONGOS
Se consideran microorganismos los mohos y las levaduras, los primeros son pluricelulares mientras
que las segundas son unicelulares. Ambos poseen una pared celular con quitina.
Los mohos son hongos de pequeño tamaño que no llegan a formar cuerpos fructíferos de gran tamaño
(como las setas). Su estructura es filamentosa recibiendo los filamentos que los forman el nombre de
hifas. Siempre son heterótrofos en sus tres variantes, saprófitos, parásitos o simbiontes.

Los hongos saprófitos, junto con las bacterias, son los descomponedores de la materia
orgánica en el ecosistema.

Entre los simbiontes están las micorrizas (en las que el hongo vive en las raíces de un vegetal
y sus hifas ayudan a la absorción del agua y sales minerales recibiendo a cambio los
nutrientes orgánicos) y los líquenes (asociación íntima de un hongo y un alga).

Los hongos parásitos producen enfermedades denominadas micosis.
Su mecanismo de reproducción puede ser asexual mediante esporas o sexual por conjugación o
somatogamia.
Entre ellos citaremos los pertenecientes a los géneros Aspergillus y Penicillium, este último de gran
historia pues fue con el que A. Fleming descubrió la penicilina.
Las levaduras son hongos unicelulares cuya reproducción se lleva a cabo mediante gemación cuando
es asexual, pero que presentan una reproducción de tipo sexual que conlleva la fusión de dos células
haploides de distinto signo para formar un zigoto que a su vez se multiplica por mitosis.
Entre las levaduras destacaremos los géneros Sacharomyces y Candida, el primero importante en la
industria alimenticia y el segundo patógeno humano.
Sacharomyces cerevisiae (levadura)
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Penicillium
Rhizopus
Podemos establecer un cuadro comparativo de las diferentes características de los microorganismos
como se recoge en la figura.
6. RELACIONES ENTRE LOS MICROORGANISMOS Y LA ESPECIE HUMANA
Según la relación que establezcan los microorganismos con el ser humano hablamos de
microorganismos inocuos (no causan ni beneficio ni perjuicio), microorganismos beneficiosos y
microorganismos perjudiciales.
Debemos estudiar las relaciones de los microorganismos con la especie humana desde cinco vertientes
distintas: El sector sanitario, la industria, la agricultura y ganadería, el medio ambiente y la
biotecnología.
6.1.
RELACIONES BENEFICIOSAS
Son aquellas que producen beneficios:
 En el sector sanitario, la producción de medicamentos y vacunas. Ejemplo: la penicilina
producida por el género Penicillium.
 En la industria alimenticia, la obtención de productos a partir de fermentaciones realizadas por
microorganismos. Ejemplo: yogurt y queso (ferm láctica), y pan (ferm alcohólica).
 En la agricultura y ganadería porque los microorganismos permiten el reciclaje de la materia
orgánica del suelo enriqueciéndolo en nutrientes inorgánicos.
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 En el medio ambiente
Depuran y reciclan los residuos producidos y arrojados por el ser humano a su
alrededor: aguas residuales, plásticos, petróleo o mareas negras…
- Producen combustibles alternativos a los empleados en la actualidad (combustibles
fósiles: carbón y petróleo) y con un índice de contaminación menor.
- Hay que citar los líquenes, que son los primeros colonizadores del ecosistema iniciando
de esta forma una sucesión ecológica.
 Por sus aplicaciones en la biotecnología, al obtener microorganismos transgénicos capaces de
producir sustancias de interés para el ser humano.
 Los microorganismos simbiontes como las bacterias del intestino grueso, que producen
vitamina K, y los microorganismos que se encuentran en la piel, que impiden la colonización
de otras especies parásitas.
-
6.2. RELACIONES PERJUDICIALES
Son aquellas que no son beneficiosas como las que causan enfermedades en el ser humano, en sus
cultivos o plantas y en los animales.
 En el sector sanitario, las causantes de enfermedades.
Entendemos por enfermedad cualquier alteración del estado de salud, esto es del estado normal del
individuo. Los microorganismos que originan enfermedades se denominan patógenos y pueden ser
virus, bacterias, protozoos u hongos. A dichas enfermedades se les llama enfermedades infecciosas
(se definen como enfermedades causadas por virus bacterias, protozoos u hongos), en las cuales
diferenciamos cinco etapas:
a) Fase de infección: consiste en la penetración del microorganismo en la célula huésped.
b) Fase de incubación: es el tiempo desde que se produce la infección hasta que se manifiestan
los síntomas de la enfermedad, varía según el agente patógeno.
c) Fase aguda: tiempo durante el cual los síntomas de la enfermedad (fiebre, erupciones, tos, etc.)
son evidentes.
d) Fase de declive: los síntomas van despareciendo progresivamente.
e) Fase de convalecencia: el paciente va recobrando la vitalidad y vuelve a su estado normal.
Las enfermedades infecciosas se transmiten de dos formas, directamente desde el individuo
enfermo (vía respiratoria, contacto sexual…) o indirectamente a través del agua, alimentos, material
contaminado e incluso mediante un ser vivo que se llama vector, por ejemplo un insecto (es el caso del
paludismo y la enfermedad de Chagas) Si el agente transmisor es material inanimado, como por
ejemplo material quirúrgico, se denomina fomite y si es el agua o los alimentos recibe el nombre de
vehículo de transmisión.
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AIRE
AGUA
CONTACTO DIRECTO
POR VECTORES
difteria (Corynebacterium
diphteriae),
tos
ferina
(Bordetella
pertusis),
tuberculosis
(Mycobacterium
tuberculosis),
faringitis,
amigdalitis
y
otitis
(Streptococcus pyogenes) o
Neumonía
(Streptococcus
pneumoniae).
resfriados, gripe, sarampión,
rubeola, parotiditis, varicela
o herpes
cólera (Vibrium cholerae),
fiebres tifoideas (Salmonella
typhi)
o
gastroenteritis
(Eschirichia coli).
Sífilis
(Treponema
pallidum),
gonorrea
(Neisseria gonorhoeae) o
uretritis
clamídica
(Clamydia trachomatis).
peste (Yersinia pestis) /
pulgas, tifus
exantemático (Ricketsia
prowazeckii) /piojo
poliomielitis, gastroenteritis
vírica
(enterovirus)
o
hepatitis infecciosa (virus de
la hepatitis A).
sida (VIH) o herpes
genital.
(virus
del
papiloma humano)
Rabia /perros, lobos,
ardillas o murciélagos.
disentería
amebiana
(Entamoeba hystolitica).
tricomoniasis
(Trichomonas vaginalis).
Paludismo(Plasmodium vivax) /
mosquitos
Enfermedad de Chagas
(Trypanosoma
cruzi)
/triatomino
Protozoos
Víricas
Bacterianas
ENFERMEDADES MÁS IMPORTANTES SEGÚN SU MEDIO DE TRANSMISIÓN
Hongos
Pie de atleta, micosis
Meningitis El 80% de las meningitis está causada por virus (enterovirus virus coxsackie y echovirus, adenovirus, el
virus de la gripe, el virus herpes, el de la varicela, el de las paperas, sarampión…), entre el 15 y el 20% por bacterias
(Streptococcus pneumoniae y Neisseria meningitidis)., el resto está originada por intoxicaciones, hongos (Candida,
Histoplasma, Coccidioides y Cryptococcus).
Tétanos  Clostridium tetani. Se contrae a través de heridas abiertas por contacto con tierra, estiércol contaminado; por
cortes o penetración de algún objeto oxidado como: clavos, anzuelos, cuchillas oxidadas; puede ser por mordeduras de
perros, etc.
Toxoplasmosis  Se produce por el protozoo Toxoplasma gondii que se contagia a traves de contacto con alimentos
contaminados o felinos (gato).
 En la agricultura y ganadería porque los microorganismos pueden producir plagas y
enfermedades.
Bloque IV

Las enfermedades producidas en las plantas son causadas por bacterias, virus u hongos,
originando en las plantas agallas o tumores, manchas en las hojas, enanismos, retraso
en la maduración de los frutos…

Las enfermedades producidas en los animales son causadas por bacterias, virus o
protozoos. Es el caso de la brucelosis (enfermedad bacteriana que afecta a cabras),
muermo (enf bacteriana que afecta al ganado equino), peste porcina (enf virásica),
coccidiosis (enf producida por un protozoo y que afecta a las gallinas)…
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7. IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS EN INVESTIGACIÓN E INDUSTRIA
IMPORTANCIA EN INVESTIGACIÓN
Los microorganismos tienen una gran importancia en investigación e industria. La utilización de los
microorganismos, principalmente las bacterias, en investigación se debe a una serie de características
que poseen:

Su pequeño tamaño y fácil manipulación
Se cultivan fácilmente en el laboratorio en medios de cultivo sencillos (con unas pocas
sales y una fuente de carbono como la glucosa)
Se reproducen una gran velocidad (las bacterias se dividen cada 20 minutos)
Son susceptibles de manipulación genética



Todo ello ha permitido descubrir y estudiar a fondo una gran variedad de procesos como la naturaleza
química del material genético (a partir de estudios con bacterias y bacteriófagos), la hipótesis
semiconservativa de la duplicación del ADN (cultivos de Escherichia coli en N14 y N15), conocer los
procesos de duplicación (DNA polimerasa de Escherichia coli), transcripción y traducción, síntesis de
sustancias en microorganismos (como la insulina, hormona de crecimiento…) mediante manipulación
genética de los mismos…
IMPORTANCIA EN INDUSTRIA
Con respecto a la utilización de los microorganismos en procesos industriales, los seres humanos lo
han hecho desde hace miles de años. Se sabe que desde el inicio de la cultura humana se han producido
bebidas alcohólicas, vinagre, leches fermentadas y pan, lo cual implica la intervención de
microorganismos en la producción de alimentos.
Los microorganismos utilizados en procesos industriales son organismos seleccionados
cuidadosamente para producir uno o varios productos específicos, bien directamente o mediante
transformaciones bioquímicas, y con un gran rendimiento. LAS PROPIEDADES QUE DEBE TENER
UN MICROORGANISMO INDUSTRIAL SON:
1. Producir una sustancia de interés y aplicación.
2. Crecer en cultivo puro de forma rápida, originando rápidamente el producto deseado.
3. Utilizar como fuente de carbono, en el cultivo, sustancias de bajo coste; a veces se utilizan
sustancias de desecho de otras industrias, como la pupa de la remolacha, suero de quesos...
4. Tener un tamaño celular tal que permita su eliminación fácil del medio de cultivo donde
crece.
5. Ser susceptible de manipulación genética.
Destacamos los siguientes PROCESOS INDUSTRIALES:

Bloque IV
Fabricación de bebidas alcohólicas, como el vino, la cerveza y la sidra.

La elaboración del vino entraña la fermentación de los azúcares contenidos en el mosto
de la uva, convirtiéndolos en etanol y CO2 y las responsables de este proceso son las
levaduras del género Sacharomyces que existen normalmente sobre la piel de la uva.

La cerveza es un producto de la fermentación alcohólica por levaduras de la especie
Sacharomyces cerevisiae a partir de un líquido obtenido por maceración de la malta, que
contiene enzimas que digieren el almidón transformándolo en glucosa, sustrato
fermentable.
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
Fabricación de pan, proceso en el que intervienen levaduras de la especie Sacharomyces
cerevisiae, las cuales realizan la fermentación alcohólica utilizando como sustrato los glúcidos
de la harina de trigo.
Para la fabricación del pan se mezclan la harina, el agua, la sal y la levadura, dejando esta
mezcla durante unas horas para que tenga lugar la subida de la masa por producción de CO 2, el
cual es responsable también del aspecto esponjoso del pan. Durante la cocción, la levadura
queda inactivada y se destruye el alcohol producido por la fermentación.

Fabricación de productos lácteos como el yogurt y queso. En la fabricación del yogurt se
utiliza leche entera cuyos azúcares son fermentados por bacterias del género Streptococcus y
Lactobacillus. Esta fermentación láctica se lleva a cabo a una temperatura de aproximadamente
40ºC. El aroma característico se debe al ácido láctico producido a partir de la lactosa y el
acetaldehído.

Producción de vinagre. El vinagre se origina al convertir el etanol del vino en ácido acético
por acción de las bacterias del vinagre.

Producción de antibióticos. Son sustancias producidas por microorganismos y que difunden
en el medio donde viven impidiendo el crecimiento de otros microorganismos o bien causando
su muerte. La penicilina fue el primer antibiótico descubierto por Alexander Fleming en 1929 y
es producido por el hongo Penicillium.

Vacunas. Obtenidas con preparaciones de agentes patógenos muertos o atenuados, para
inducir inmunidad frente al germen activo.

Biorremediación: eliminación de contaminantes por acción de los microorganismos.Por citar
algunos ejemplos hablaremos de la biodegradación del petróleo, de la degradación de plásticos
y similares o de la depuración de aguas residuales.
8. BIOTECNOLOGÍA: CONCEPTO Y APLICACIONES
La Biotecnología es el conjunto de procesos industriales que se sirve de microorganismos o de células
procedentes de animales o vegetales, para obtener determinados productos.
Los microorganismos utilizados en biotecnología o procesos industriales son organismos
seleccionados cuidadosamente para producir uno o varios productos específicos, bien directamente o
mediante transformaciones bioquímicas, y con un gran rendimiento. Las propiedades de estos
microorganismos se vieron en el apartado anterior.
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Antes de conocer las aplicaciones de la biotecnología, tenemos que explicar el concepto de ingeniería
genética ya que muchas de las aplicaciones biotecnológicas dependen de ella. La Ingeniería Genética
engloba un conjunto de técnicas que se ocupan de la manipulación de genes y de sus productos y sus
métodos de trabajo son conocidos también como técnicas de ADN recombinante. La Ingeniería
genética se sirve de los avances de la Biología molecular que permiten utilizar células y moléculas
como auténticas herramientas. Entre ellas tenemos que citar:
a) Enzimas de corte o de restricción, actúan como “tijeras moleculares” que cortan el ADN por
secuencias específicas denominadas secuencias de reconocimiento. Posteriormente estos fragmentos
de ADN podrán unirse a vectores de clonación que hayan sido cortados por el mismo procedimiento
enzimático. En la actualidad se conocen varios cientos de enzimas de restricción.
b) Un vehículo o vector. Se utiliza para mover los genes. Los vectores más utilizados son plásmidos
bacterianos, pequeñas moléculas circulares de ADN que incorporan con facilidad ADN foráneo
(procedente de otro organismo) y que son fácilmente transferidos a otras células.
c) Enzimas “de pegado” o ADN ligasas. Unen fragmentos de ADN de distinta procedencia y originan
un ADN híbrido, el denominado ADN recombinante.
Este
ADN
recombinante
es
introducido en otras células, como
bacterias o levaduras u óvulos
fecundados, en las cuales se logra la
expresión de los genes contenidos en
ese fragmento manipulado e
insertado. La expresión de esos
genes será siempre una proteína.
Hay veces que la proteína cobra
valor por sí misma como en una
aplicación médica, es el caso de una
hormona (insulina, hormona de
crecimiento…),
una
vacuna
recombinante o una proteína (factor
VIII de la coagulación sanguínea
para los hemofílicos); otras veces, la
proteína simplemente reconduce el
metabolismo de la célula receptora,
produciendo efectos positivos para
la misma.
A. Eschirichia coli. B. Bacillus subtilis. Fotografías a M.E. (falso color)
Bloque IV
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Los animales y plantas transgénicas son aquellos en los que se les ha introducido un ADN
recombinante y lo han incorporado a su genoma lo que les confiere determinadas características. La
incorporación del ADN recombinante se realiza en las primeras etapas del desarrollo, concretamente
en los óvulos fecundados.
Aplicaciones de la ingeniería genética
 En la agricultura. Variedades transgénicas del maíz que resisten las heladas gracias a la
incorporación en su genoma de un gen de un pez muy resistente al frío.
 En la ganadería. Carpas transgénicas que crecen entre un 20 y un 46% más rápidamente,
gracias al gen de la hormona de crecimiento de la trucha arco iris.
 En la sanidad. Cerdos, cabras y vacas que producen proteínas de interés (hormona de
crecimiento, insulina, factor VIII de la coagulación) en la leche mediante la introducción de los
genes correspondientes en los óvulos recién fecundados.
Otra posibilidad es la terapia génica, para corregir enfermedades hereditarias como la fibrosis
quística, anemia falciforme… Consiste en sustituir el gen causante de la enfermedad por el
alelo sano mediante ingeniería genética.
8.1. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA AGRICULTURA

Control de plagas. La utilización de insecticidas tiene el inconveniente de que estos
productos, tóxicos en muchos casos, son absorbidos por las plantas y se acumulan en las raíces.
Una alternativa es el uso de bacterias patógenas de insectos, como es el caso de Bacillus
thurigiensis, que actúa de insecticida natural ya que sus células en esporulación poseen unas
inclusiones proteínicas cristalinas de elevada toxicidad, especialmente para los lepidópteros.

Bacterias fijadoras de nitrógeno atmosférico. Muchos de los fertilizantes utilizados por los
agricultores se componen de una fuente de nitrógeno, concretamente nitratos, capaz de ser
utilizados por las plantas. Una alternativa son las bacterias del género Rhizobium que viven en
las raíces de leguminosas y son capaces de captar el nitrógeno atmosférico (N2) y transformarlo
en amoniaco (NH3). Se está empleando la ingeniería genética para alterar estas bacterias
fijadoras de nitrógeno de forma que puedan vivir en las raíces de cereales y actúen como
fábricas de abono.

Producción comercial de setas. En la actualidad se cultivan hongos comestibles en naves
industriales donde las condiciones ambientales están controladas para facilitar se crecimiento.
Es el caso de los champiñones y la seta shiitake.

Micorrizas. El término micorriza proviene del griego y significa “hongo de la raíz” y se refiere
a la asociación simbiótica que existe entre las raíces de las plantas y los hongos. Dependiendo
del medio donde se encuentre la planta, la micorriza puede incrementar algunas de sus
competencias.
- En ambientes húmedos, por ejemplo, aumentan la disponibilidad de nutrientes,
especialmente fósforo.
- En ambientes áridos, donde los nutrientes no limitan de la misma forma el
funcionamiento de la planta, la micorriza ayuda a la absorción de agua, permitiendo
tasas de transpiración más altas que las plantas no micorrizadas.
Bloque IV
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8.2. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA FARMACIA Y SANIDAD
 Elaboración de vacunas. La elaboración de las vacunas puede seguir distintos procedimientos,
desde manipular los microorganismos para atenuar su virulencia a crear el antígeno concreto
que desarrolla la respuesta inmunitaria en el hospedador.
 Producción de antibióticos. Es el caso de la penicilina, que se obtiene a partir del hongo del
género Penicillium. Desde 1945 se han aislado miles de antibióticos producidos por hongos y
bacterias, de los cuales unos 50 se producen a gran escala, para uso médico y veterinario. Con
estas sustancias se pueden tratar infecciones fúngicas y bacterianas.
 Producción de hormonas. Mediante técnicas de ingeniería genética es factible manipular
bacterias para que fabriquen proteínas humanas, como por ejemplo insulina. Se ha introducido
en gen de la insulina humana en la bacteria Escherichia coli, que la produce en cantidades
masivas y con las mismas características (gráfico página 18). En 1952 se descubrió que el
moho del pan podía convertir la progesterona en cortisona con un alto rendimiento y,
posteriormente, que se podían obtener otras hormonas, como las utilizadas en anticonceptivos,
partiendo de la acción combinada de varios microorganismos.
8.3. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA ALIMENTACIÓN

Fabricación de bebidas alcohólicas

Fabricación de pan

Fabricación de productos lácteos
8.4. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LOS PROCESOS DE INTERÉS AMBIENTAL

Eliminación de metales pesados de las aguas contaminadas. La tecnología aplicada permite
no sólo la clarificación de las aguas sino incluso la recuperación de metales de interés
económico. Entre los microorganismos empleados se cuentan bacterias, algas y hongos, que
acumulan fácilmente iones orgánicos presentes a baja concentración en aguas residuales. Por
ejemplo, Sacharomyces cerevisiae y Rhizopus arrhizus absorben uranio de las aguas residuales.
Recientemente, científicos españoles han conseguido crear, mediante ingeniería genética, una
bacteria que puede atraer metales pesados y capturarlos en su membrana por diferencia de
carga eléctrica.

Control de las mareas negras. Varias cepas de Pseudomonas pueden consumir hidrocarburos.
Aunque generalmente cada tipo de bacteria utiliza una clase de hidrocarburo, se ha creado, por
ingeniería genética, un microbio capaz de transformar todos los hidrocarburos presentes en un
vertido de petróleo.

Producción de biogás. La producción de biogás a partir de residuos agrícolas, forestales o
animales es un claro ejemplo de aplicación biotecnológica de los microorganismos. Para ello se
emplean bacterias metanógenos (géneros Methanobacterium y Methanococcus) que
transforman o metabolizan compuestos biocarbonados hasta metano. Actualmente se investigan
sistemas combinados para la producción de biogás y bioalcohol.
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De interés  ADN sintético y PCR
En la actualidad es posible clonar genes a partir de ARN-m e incluso la fabricación de ADN sintético.
En el primer caso lo que se hace es obtener una hebra de ADN a partir de una cadena de ARN-m
mediante una transcripción inversa.
Posteriormente, a partir de la hebra de ADN obtenida y por acción de la ADN polimerasa, se obtiene
una cadena doble de ADN que luego puede ser insertado (clonación) en un plásmido o en otro vector.
Esta técnica presenta la ventaja de que al ARN-m no contiene intrones.
Las siglas PCR indican la denominada reacción en cadena de la polimerasa, método de clonación que
hace uso de la enzima ADN-polimerasa, la cual es capaz de copiar moléculas de ADN. Esta PCR
puede multiplicar moléculas de ADN por cien mil veces en un tubo de ensayo.
Esta técnica permite:
a) Obtener grandes cantidades de genes para los procesos de clonación.
b) También se usa esta técnica en estudios comparativos o evolutivos. Debido a su sensibilidad ha sido
usada para clonar ADN de restos humanos momificados e incluso con restos de animales o plantas
fósiles.
c) También es muy útil en la práctica forense, pues permite amplificar cantidades muy pequeñas de
ADN presentes en una muestra.
En la figura, se muestra un esquema con los pasos que sigue la técnica PCR.
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