Tema 6: MICROOBIOLOGÍA

Con el nombre de microorganismos, microbio u organismo microscópico designamos a un conjunto de seres vivos que se caracterizan por tener un tamaño pequeño, de modo que la mayoría de ellos no son visibles a simple vista, teniendo una gran sencillez en su estructura y su organización.Pueden ser unicelulares o pluricelulares, procariotas o eucariotas, autótrofos o heterótrofos. En todos, la célula realiza por sí misma todas las funciones vitales como el metabolismo, el crecimiento, la relación y la reproducción, menos en los virus. Además, presentan gran heterogeneidad. Se encuentran en tres reinos: Monera, Protoctistas y Fungi; Y en cinco grupos: bacterias, algas, hongos, protozoos y virus.

Los microorganismos se clasifican según tengan organización celular o no.
Con organización celular: Podemos encontrar dos tipos:

• Microorganismos procariontes: Pertenecen a las bacterias.Son seres generalmente unicelulares . Son células de tamaño variable cuyo límite inferior está en las 0,2m y el superior en las 50m Las bacterias tienen una estructura menos compleja que la de las células de los organismos superiores: son células procariotas (su núcleo está formado por un único cromosoma y carecen de membrana nuclear). Las bacterias juegan un papel fundamental en la naturaleza y en el hombre:: la presencia de una flora bacteriana normal es indispensable. Análogamente tienen un papel importante en la industria y permiten desarrollar importantes progresos en la investigación, concretamente en fisiología celular y en genética. La estructura superficial e interna de las bacterias consta de:
• Los cilios, o flagelos, no existen más que en ciertas especies. Son filamentosos y de longitud variable, constituyen los órganos de locomoción. Según las especies, pueden estar implantados en uno o en los dos polos de la bacteria o en todo su entorno. En algunos bacilos gramnegativos se encuentran pili, que son apéndices más pequeños que los cilios y que tienen un papel fundamental en genética bacteriana.
• La pared que poseen la mayoría de las bacterias explica la constancia de su forma. En efecto, es rígida, dúctil y elástica. Su originalidad reside en la naturaleza química del compuesto macromolecular que le confiere su rigidez. 
• La membrana citoplasmática, situada debajo de la pared, tiene permeabilidad selectiva frente a las sustancias que entran y salen de la bacteria. Es soporte de numerosas enzimas, en particular las respiratorias. Por último, tiene un papel fundamental en la división del núcleo bacteriano. Losmesosomas, repliegues de la membrana, tienen una gran importancia en esta etapa de la vida bacteriana.
• El núcleo lleva el material genético de la bacteria; está formado por un único filamento de ácido desoxirribonucleico (ADN) apelotonado y que mide cerca de 1 mm de longitud (1000 veces el tamaño de la bacteria).
• Los ribosomas son elementos granulosos que se hallan contenidos en el citoplasma bacteriano; esencialmente compuestos por ácido ribonucleico,desempeñan un papel principal en la síntesis proteica.
• El citoplasma, por último, contiene inclusiones de reserva.

Las Las bacterias reciben diferentes nombres según su forma:

cocos, bacterias en forma esférica; Estreptococos, cadenas de cocos

bacilos, bacterias en forma de bastón;

vibriones, bacterias en forma de coma;

espirilos y espiroquetas, bacterias en forma de espiral.

Según como formen colonias: Diplococos, formados por dos cocos; Estafilococos, formados por grupos en forma de racimos de cocos; Estreptococos, formados por cadenas de cocos; Sarcines, formados por agrupaciones cúbicas de bacterias,

Funciones vitales de las bacterias

Reproducción

Las bacterias, generalmente, se reproducen por bipartición o división binaria. A partir de una célula madre se forman dos células idénticas a la primera.

En condiciones favorables, de una bacteria, a las pocas horas, poden salir miles.

Nutrición y Relación de las bacterias

Las bacterias, cuando se alimentan, lo hacen de diferentes maneras: unas, como las cianobacterias, realizan la fotosíntesis y fabrican su propio alimento; otras son parásitas de organismos a los que perjudican; también hay saprofitas que se alimentan de materia orgánica.

De forma artificial, las bacterias se pueden destruir con antisépticos, alcohol, agua oxigenada… . La pasteurización es un procedimiento para destruir bacterias con altas temperaturas. Otra ayuda muy importante para combatir las bacterias es el de los antibióticos.

• Microorganismos eucariontes: Pertenece a los protozoos, algas y hongos. 
• PROTOZOOS: Los protozoos son seres unicelulares eucariotes que pertenecen al reino de los Protoctistas, y que tienen un tipo de nutrición heterótrofa. Viven en el agua, en la tierra húmeda o en el interior de otros seres vivos.Los microorganismos utilizan para desplazarse diferentes mecanismos:

Fragelos	prolongaciones largas y delgadas de las células.	Dinoflagelados (Ceratum pentagonium)
Cilios	una variante de los flagelos.	Paramecios
Pseudópodos	prolongaciones musculares.	Amebas
Contracciones	Prolongaciones que se estiran y contraen.	en algas, como la Vorticela

Algunos protozoos causan enfermedades: el género plasmodio se transmite a través del mosquito anófeles, y causa la malaria o el paludismo. 

• ALGAS: Las algas son seres que pertenecen al reino de los protoctistas; eucariotas, unicelulares y pluricelulares, y con nutrición autótrofa. El cuerpo de las algas se denomina talo, porque está formado por células semejantes, y no tienen vasos conductores.Las algas se pueden clasificar en:

• Flageladas unicelulares	Verde-doradas unicelulares	Verdes unicelulares y pluricelulares	Marrones pluricelulares	Rojas pluricelulars
  Euglenes	Diatomees	Cladophora	Fucus vesiculosus	Chondrus crispus

  HONGOS: Los hongos son seres eucariotas, unicelulares o pluricelulares, con nutrición heterótrofa y digestión externa. La reproducción de los hongos microscópicos en general,  es asexual, por Gemación, como las levaduras. o por Esporulación, como el moho. Aunque también puede tener una fase de reproducción sexual.
  Según como interactúan para conseguir alimentos, los podemos clasificar en:
  -         Saprofitos cuando descomponen la materia orgánica en inorgánica. Algunos son beneficiosos para las personas, como la levadura Sacharomycesminor.
  -         Parásitos, cuando perjudican al organismo del que se alimentan. Por ejemplo, el cribado del almendro originado por elClasterosporium Carpophilum,  o el mildiú de la vid originado por la Plasmopara vitícola,.
  -         Simbiontes, cuando se asocian con otros organismos para conseguir un beneficio mutuo. Algunos hongos se asocian con las algas formando los líquenes.
  
  
  
  
  Sin organización celular: Aquí encontramos a los virus. 

  Los virus son estructuras acelulares que no son activos fuera de las células. Si se encuentran en el exterior celular reciben el nombre de viriones. En el interior celular son capaces de controlar la maquinaria metabólica, utilizándola para su replicación. Por ello, los virus no se consideran seres vivos.

  		Estructura de un virus helicoidal
  Estructura de los virus Un virus, fuera de una célula, presenta las siguientes partes: Ácido nucleico enrollado: puede ser ADN o ARN. Cualquiera de estos ácidos puede presentarse en forma monocatenaria o bicatenaria. Cápsida: cubierta proteica que protege y aísla el ácido nucleico. Recibe también el nombre de cápsula vírica y presenta distintas formas. Esta estructura está formada por una única proteína que se repite. Cada una de estas unidades proteicas se denomina capsómero.

  Algunos virus presentan una envoltura membranosa, perteneciente a la célula que ha infectado. Esta envoltura facilita la infección de otras células de la misma estirpe celular que la célula infectada.
  Clasificación de los virus
  Los virus se pueden clasificar, atendiendo a distintos criterios:

  	Virus de la gripe. Presenta envoltura
  Dependiendo del tipo de ácido nucleico: Tipo I: ADN bicatenario, es decir, de dos hebras de ADN. Tipo II: ADN monocatenario, es decir, de una hebra de ADN. Tipo III: ARN binatenario. Se transcribe de ARN a ARN mensajero. Tipo IV: ARN monocatenario (+). No es necesaria su transcripción. Se lee directamente como ARN mensajero. Tipo V: ARN monocatenario (-). El ARN vírico debe ser transcrito a ARN mensajero. Tipo VI: ARN monocatenario (+). El ARN es transcrito a ADN utilizando una enzima llamada transcriptasa inversa. Posteriormente, el ADN sintetizado es transcrito a ARN.

  		Virus helicoidal del mosaico del tabaco
  Dependiendo de la forma de la cápsida del virus: Virus helicoidales: cápsidas alargadas, donde los capsómeros se disponen de forma helicoidal en torno al ácido nucleico. Estos virus infectan células vegetales. Virus (poliédricos) icosaédricos: cápsidas redondeadas con capsómeros triangulares. Estos virus infectan células animales. Virus mixtos, o complejos: cápsidas con una zona icosaédrica, seguida de otra zona helicoidal. Estos virus infectan bacterias.

  		Virus bacteriófagos
  Dependiendo de la célula que infectan: Virus vegetales: atacan células vegetales. Cápsidas de forma helicoidal. Virus animales: atacan células animales. Cápsidas de forma icosaédrica. Virus bacterianos, bacteriófagos o fagos: atacan bacterias. Cápsidas de forma mixta.

  Dependiendo de la envoltura lipídica:
  • Virus desnudos: sin envoltura
  • Virus con envoltura
    
    
    
    
    CICLOS DE INFECCIÓN DE VIRUS

    Los viriones (virus en fase extracelular) no realizan ninguna actividad fisiológica, por lo que no requieren sintetizar proteínas ni utilizan energía; son estructuras inertes. Así, el ácido nucleico viral se replica a expensas de la maquinaria y la energía de la célula infectada. Existen dos sistemas de replicación de virus, el ciclo lítico y el ciclo lisogénico. La explicación de estos ciclos viene referida a la que se da en virus bacteriófagos:

    Ciclo lítico Se denomina así porque la célula infectada muere por rotura al liberarse las nuevas copias virales. Consta de las siguientes fases: Fase de adsorción o fijación: El virus se une a la célula hospedadora de forma estable. La unión es específica ya que el virus reconoce complejos moleculares de tipo proteico, lipoproteico o glucoproteico, presentes en las membranas celulares. Fase de penetración o inyección: el ácido nucleico viral entra en la célula mediante una perforación que el virus realiza en la pared bacteriana. Fase de eclipse: en esta fase no se observan copias del virus en la célula, pero se está produciendo la síntesis de ARN, necesario para generar las copias de proteínas de la cápsida. También se produce la continua formación de ácidos nucleicos virales y enzimas destructoras del ADN bacteriano. Fase de ensamblaje: en esta fase se produce la unión de los capsómeros para formar la cápsida y el empaquetamiento del ácido nucleico viral dentro de ella. Fase de lisis o ruptura: conlleva la muerte celular. Los viriones salen de la célula, mediante la rotura enzimática de la pared bacteriana. Estos nuevos virus se encuentran en situación de infectar una nueva célula. Ciclo lisogénico Las dos primeras fases de este ciclo son iguales a las descritas en el ciclo anterior. En la fase de eclipse el ácido nucleico viral en forma de ADN bicatenario recombina con el ADN bacteriano, introduciéndose en éste como un gen más. Esta forma viral se denomina profago, o virus atenuado, mientras que la célula infectada se denomina célula lisogénica. En este estado el profago puede mantenerse durante un tiempo indeterminado, pudiendo incluso, reproducirse la célula, generando nuevas células hijas lisogénicas. El profago se mantendrá latente hasta producirse un cambio en el medio ambiente  celular que provoque un cambio celular, por ejemplo, por variaciones bruscas de temperatura, o desecación, o disminución en la concentración de oxígeno. Este cambio induce a la liberación del profago, transformándose en un virus activo que continúa el ciclo de infección hasta producir la muerte celular y la liberación de nuevos virus.