Introducción. Conceptos: Microbiología, Microorganismo
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TEMA 13. Microbiología y Biotecnología   Tema 13: Microbiología y Biotecnología
2.1 Los 5 reinos y los virus
3.1 Concepto y generalidades 3.2 Clasificación:
3.3 Reproducción viral
3.4 Virus animales (v. del SIDA)
3.5 Origen y evolución de los virus 3.6 Aspectos perjudiciales y aspectos beneficiosos de los virus
5. 1 Los microorganismos y los ciclos de la materia 5.2 Relación de los micoorganismos con los seres superiores 52.1 Biota normal 52.2 Las enfermedades infecciosas
6.1 Biotecnología tradicional 6.2 Biotecnología actual
MICROBIOLOGÍA
Microbiología: Ciencia que se encarga del estudio de los microorganismos Microorganismo: Concepto clásico: Se consideran microorganismos aquellos seres vivos que se caracteriza por tener un pequeño tamaño, de modo que la mayoría de ellos sólo se pueden observar con ayuda del microscopio óptico o electrónico y presentan una gran sencillez estructural y organizativa (aunque en su mayoría son unicelulares, algunos pueden ser pluricelulares). Concepto actual: Los microorganismos constituyen un grupo diverso y complejo de seres vivos que, a diferencia de los organismos superiores multicelulares, pueden llevar a cabo todos los procesos vitales de nutrición, relación y reproducción, bien como células individuales o formando agrupaciones celulares simples. Se localizan en todos los hábitats, y, en general, en cualquier lugar donde encuentren humedad, temperatura y alimentos adecuados para su desarrollo y reproducción. Existen ejemplos de microorganismos para todos los tipos de metabolismo posibles.
La clasificación es compleja y en ciertos grupos controvertida. Utilizaremos como criterio inicial de clasificación las características que nos permiten englobarlos en los distintos reinos establecidos según Whittaker (1969) : Monera, Protoctista, Fungi, Metafitas y Metazoos que se fundamenta principalmente en el tipo de célula y de nutrición. Si exceptuamos algunos animales microscópicos como rotíferos, etc., encontraremos microorganismos en 3 de los 5 reinos:
(*) Dado que los virus no responden exactamente a la definición actual de microorganismo, abordaremos su estudio por separado. R. MONERA: Todos ellos procariotas y unicelulares, existen Dentro de este grupo aparecen todos los tipos de metabolismo (nutrición) posibles. Se incluyen los distintos grupos de bacterias: Eubacterias (Gram+, Gram -, Cianofíceas y Micoplasma) y Arqueobacterias.  R. PROTOCTISTA: Eucariotas unicelulares o coloniales (pluricelulares sin verdaderos tejidos, estos últimos no se incluyen dentro de los microorganismos). Dentro de este grupo se denominan protistas a las algas unicelulares (fotoautótrofas y en su mayoría con pared celular) y a los protozoos (heterótrofos unicelulares). R. HONGOS o FUNGI: Eucariotas heterótrofos unicelulares o pluricelulares (filamentosos) que se alimentan por absorción y presentan pared celular formada por quitina, celulosa o ambas. Los microorganismos incluyen a los grupos: levaduras (unicelulares), los mohos (pluricelulares) y los ¿hongos mucosos? Nota: Es importante conocer ejemplos concretos (alguno) de organismos pertenecientes a los distintos reinos (ej. Eubacterias: Escherichia coli).
3.1 CONCEPTO Y GENERALIDADES Organismos sin estructura celular (acelulares), por lo que no llevan a cabo las 3 funciones vitales: no se nutren (no crecen), no se relacionan (no responden a estímulos), si “se reproducen”, incluso esta función es cuestionable ya que no presentan un metabolismo propio que permita su reproducción, sino que son las propias células parasitadas por virus, las que desvían su actividad hacia la síntesis de componentes virales que se autoensamblan para formar virus (“las células fabrican virus”).  Los virus son, en consecuencia, parásitos obligados. Su estructura básica es muy simple, son moléculas de material genético, ADN o ARN (nunca ambas) que se encuentran dentro de un recipiente proteico, la cápsida, que permite su transporte intercelular. Son muy pequeños (entre 24 y 300 nm). 3.2 CLASIFICACIÓN
La Cápside está formada por “n” capsómeros, unidades estructurales constituidas por una o varias subunidades proteicas (Estructura 3ª o 4ª) mas un ácido nucleico que se asocia a la cápside, denominándose nucleocápside al conjunto, en ocasiones puede existir otra cápside externa independiente (ej. Virus del VIH).
Helicoidal  Complejo   Icosaédrico  Virus helicoidal Virus icosaédrico Virus complejo (bacteriófago)  
3.3 REPRODUCCIÓN VIRAL Cuando los virus no infectan células se encuentran en un estado inerte y reciben el nombre de viriones. Si por azar las espículas de sus cápsides entran en contacto con receptores específicos de las membranas celulares (interacción específica) puede desencadenarse un ciclo “biológico” que permite la multiplicación del virus. CICLOS DE MULTIPLICACIÓN VÍRICA: CICLO LÍTICO Y LISOGÉNICO Aunque los virus poseen muy pocos genes, son capaces de modificar la expresión genética de las células a las que parasitan y hacer que transcriban y traduzcan su genoma. El comportamiento de los virus se ha podido descifrar, fundamentalmente, mediante el estudio de los bacteriófagos o fagos. Estos virus se adhieren a la bacteria, inyectan su ácido nucleico, que se replica utilizando el metabolismo de la bacteria y finalmente, la destruyen, liberándose los fagos formados. Unos bacteriófagos producen la destrucción inmediata de la bacteria infectada, otros permanecen un tiempo dentro de la bacteria como profagos, sin paralizar el metabolismo bacteriano. Esto origina la existencia de dos tipos de ciclos víricos: ciclo lítico y ciclo lisogénico. CICLO LÍTICO O VIRULENTO (mayoría de fagos) ejemplo fago T4 (importante) Se distinguen las siguientes fases: 1º - Adsorción: Fijación o adherencia. - El fago se fija a la superficie de la bacteria aprovechando la existencia de receptores específicos en las fibras caudales y en su placa basal que se unen específicamente a receptores situados en la pared bacteriana. 2º - Penetración.- El virus perfora la pared bacteriana con ayuda del enzima lisozima que contiene su placa basal, luego inyecta su ácido nucleico en el citoplasma bacteriano mediante la contracción de la vaina. El proceso requiere el consumo de ATP. 3º - Fase de Eclipse (Replicación y Expresión genética).- El metabolismo bacteriano se bloquea y se reorienta hacia la síntesis de elementos del virus. Por un lado, se replica el ADN viral, y, por otro, utilizando la ARN polimerasa de la bacteria, se sintetizan ARNm (transcripción) que facultan la formación, por traducción, de las proteínas que forman los capsómeros y el enzima endolisina y lisozima. Parte del ADN bacteriano es digerido por endonucleasas víricas. 4º - Autoensamblaje.- Los capsómeros se reúnen formando la cápsida y el ADN vírico se pliega e introduce en la misma, formándose virus completos. 5º - Lisis o liberación.- Una endilisina vírica produce la destrucción de la pared y membrana bacterianas y los nuevos virus quedan libres para poder infectar nuevas bacterias. CICLO LISOGÉNICO, TEMPERADO O AVIRULENTO. (ej. fago ) (importante) Algunos virus en lugar de destruir a la bacteria se asocian con ella, como ocurre con el fago lambda que infecta a Escherichia coli, ensamblando su ADN con el ADN bacteriano o liberándolo en el citoplasma en forma de plásmido. La bacteria sigue con una actividad casi normal y se la denomina lisogénica y el virus permanece atenuado como profago durante un tiempo.  Las fases de fijación, penetración e integración del ADN vírico en el bacteriano son semejantes al ciclo lítico. El ADN vírico puede permanecer en estado latente durante varias generaciones de bacterias, sin que se produzca la formación de nuevos virus lo que convierte a la bacteria en inmune frente a la infección de otros virus del mismo tipo.  El estado de latencia puede ser interrumpido por algún agente externo, por ejemplo las radiaciones ionizantes, en cuyo caso el profago se transformará en virus activo y se producirá un ciclo lítico que llevará a la destrucción de la bacteria.  3.4 VIRUS ANIMALES | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Virus
