Microorganismos 2ºbach

microorganismos y formas acelulares

Índice

¿Qué es un microorganismo?

Formas no celulares

Formas celulares

Procariotas

Eucariotas

Material extra

Autoria d'imatges

¿Qué son los microorganismos?

Unitat bàsica de vida

"Al ver lo invisible: Leeuwenhoek y el descubrimiento de un mundo microscópico"

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Conceptos, características

Son organismos tan pequeños que únicamente pueden visuealizarse con la ayuda de un microcopio.

Escherichia coli

Bacterias. Menor tamaño que la célula eucariota. De 0'5ym a 2 ym tiene E. coli. Los tamaños son poco generalizables.Se han descubiertos bacterias mucho más grandes (bacillus megaterium 3ym a 7ym, Epulopiscium 200-700 ym largo x 80ym diámetro, Thiomargarita 700ym, Beggiatoa gigantea 40ym)

Las formas acelulares únicamente son visibles en el microscopio electrónico.

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Características

• No son organismos nocivos, hay tanto organismos nocivos como beneficiosos, estos últimos representan la mayoría.
• Encontramos a organismos con metabo lismos y formas de vida muy diferentes (quimioautótrofos, descomponedores,..)

Clasificación

En este grupo hay organismos pertenecientes de grupos taxónomicos muy diferentes de ahí que digamos que no pertenecen a un grupo taxónomico concreto.Hay organismos:

• Acelulares:

Virus Viroides, Virusoides Plásmidos Priones

• Procariotas:

Arqueas Bacterias

• Eucariotas:

Protozoos Chromistas Hongos

Nos centramos en el estudio de estos últimos

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Las formas no celulares

¿Todos los seres vivos presentan células?

¿Son consideradas las formas acelulares como auténticos seres vivos?

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Virus SARS-CoV-2.

¿Todos los seres vivos presentan células?

Recordemos los postulados de la teoría celular:

• Todos los seres vivos están formados por células.
• La célula es la unidad estructural, funcional y genética de los seres vivos.
• Todas las células proceden de otras células ya preexistentes.

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Entonces, las formas acelulares ¿qué son?

Son organismos que presentan una organización molecular y carecen de membranas y orgánulos citoplasmáticos. No son considerados auténticos seres vivos.

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Virus

• Tamaño: entre 0'02ym y 0'3ym.
• Carecen de metabolismo

• Estructura: cápsida y ácido nucleico (nucleocápsida). Algunos además tienen una membrana lipídica conocida como envoltura vírica. Es una membrana lipoproteica similar a una membrana plasmática, común en virus que infectan células animales (son restos de sus propias células)

• Son parásitos obligados ya que carecen de la maquinaría molecular para realizar la replicación. De ahí que para replicarse deban introducirse en una célula (huesped).

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• Material genético de un virus. El material genético peued ser ADN o ARN, monocatenario o bicatenario, y ácido nucleico lineal, circular o fragmentado. Pero siempre cada virus posee de un único tipo.

Virus de ADN.- Virus de ADN bicatenario (doble cadena). Ej.: virus de la varicela, virus del papiloma humano (VPH) y virus del herpes simple. Necesitan que las célula entre en replicación para usar sus polimerasas. - Virus de ADN monocatenario (moléculas de ADN de cadena sencilla). Para que estos virus consigan replicarse en la célula hospedadora, es necesario que el ADN se transforme en ADN de doble cadena. Ej,: el Parvovirus V19 humano, los bacteriófagos de las familias Inoviridae y Microviridae. - Virus de ADN bicatenario retrotranscrito. La transcriptasa reversa o retrotranscriptasa es una ADN-polimerasa que funciona “al revés”. Puede obtener una molécula de ADN bicatenario a partir de una molécula de ARN monocatenario. Ej.: virus de la hepatitis B.

Virus de ARN.- Virus de ARN bicatenario (doble cadena). Se replica en el citoplasma celular. no son dependientes de la maquinaria de replicación del ADN del huésped. Ej.: virus del Género Rotavirus (diarreas). - Virus de ARN monocatenario positivo. Tienen la misma polaridad que el ARNm celular, así que pueden ser traducidos directamente. Ej.: virus de la hepatitis A, de la fiebre amarilla, el resfriado común, el coronavirus SARS-CoV-2 o el virus del mosaico del tabaco. - Virus de ARN monocatenario negativo. Ha de convertir su ARN de sentido negativo en ARN de sentido positivo mediante una ARN-polimerasa para poder replicarse en la célula.Suelen aportar en la infección junto a su material genético una ARN-polimerasa o transcriptasa. Ej.: virus del ébola, el virus de la gripe, el virus del sarampión o el virus de la rabia. - Virus de ARN de cadena sencilla. Utilizan la acción de una retrotranscriptasa. Ej.: virus del VIH.

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Esta división corresponde a la clasificación de Baltimore

• Cápsida o cubierta proteica. Se trata de una serie de unidades proteicas repetitivas (capsómeros) que rodean el ADN. Al conjunto de ADN y de proteínas les denominamos nucleocápsida.

Podemos clasificar los virus en función de la estructura que forman las proteínas de la cápsida.

Otras formas icosaédricas complejas. cápsides con una zona icosaédrica seguida de otra zona helicoidal. Infectan bacterias (bacteriófagos)

Icosaédricos. Los capsómeros se ensambaln formando un icosaedro (20 caras triangulares equiláteras). Forma esférica,

Helicoidales. Los capsómeros se van ensamblando alrededor del material genético. Va formándose una estructura en cilindro.

Existen otras formas muy inusuales: ovoides, de huso,...

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• Los virus también se pueden clasificar según el tipo de célula que infectan.

Virus que infectan células animales. la mayoría con membrana e icosaédricos. Ej.: retrovirus, adenovirus,... Virus que infectan células vegetales. La mayoría sin membrana, cilíndricos y de RNA monocatenario. ej.: virus del mosaico del tabaco Virus que infectan bacterias. Sin membrana, cápsida compleja y DNA bicatenario.

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Ciclo vital

Etapas:

1. Fase extracelular. El virión no presenta actividad, es una partícula inerte. En esta fase puede transmitirse y pasar de un individuo a otro.
2. Fase intracelular. Es la fase en la que el virus se duplica. Para ello ya hemos dicho que utiliza la maquinaria molecular de la célula huésped.

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Multiplicación de los virus

Virosis. Enfermedad generada por un virus patógeno. Existen dos tipos de ciclos: ciclo lítico y ciclo lisogénico (más conocido en bacteriófagos)

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Etapas ciclo lítico:I. Etapa de fijación. Se produce la unión específica entre la cápside del virus y la membrana de la célula huésped. II. Etapa de entradaPenetración. Los virus desnudos introducen toda la nucleocápside (por perforación o endocitosis). Los bacteriófagos se inyecta el ácido nucleico y la cápsida queda fuera. En virus con membrana puede fundirse y entrar por endocitosis.III. Etapa de Eclipse y de autoreplicación Descapsidación y liberación del ácido nucleico.Replicación y síntesis de componentes virales: Transcripción y traducción de proteínas tempranas. Replicación del genoma. Síntesis de proteínas estructurales.

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IV. Etapa de autoensamblaje o maduración.Las proteínas y el ácido nucleico se ensamblan para formar los nuevos virus. Los capsómeros se unen para formar la cápsida. V. Etapa de liberación de la progenie viral. - Mientras la célula está viva, se liberan los viriones por gemación (virus con envoltura lipoproteica) o exocitosis (virus sin envoltura, por una brecha o exocitosis). - Provocan la muerte celular por lisis. La membrana se rompe y se liberan los virus.

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Multiplicación en bacteriófagos

Etapas ciclo lisogénico:1. Fijación y penetración: los bacteriófagos se unen a los receptores de la superficie bacteriana, perforan la pared celular con una lisozima, e inyectan el ADN en el citoplasma de la célula huésped. La cápside queda por fuera de la célula. A través de la rotura, el tubo central inyecta el ácido nucleico. La cápsula vacía queda en el exterior y el ácido nucleico en el citoplasma. 2. Integración: el genoma del virus queda integrado al genoma del hospedador, la bacteria. De este modo, cada vez que la bacteria duplica su ADN también lo hace el ADN del virus, llamado profago o virus atenuado. La bacteria produce nuevas moléculas del ADN viral, proteínas para la cápside y para las piezas del virus. Etapa de eclipse de duración indefinida. 3. Replicación viral y lisis: el genoma viral pasa a las bacterias hijas. Por cuestiones ambientales (ej.: luz UV), el virus se activa y entra en ciclo lítico. Los fagos salen al exterior por acción de la endolisina que lisa la bacteria. Los nuevos fagos infectan otras células.

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Ciclo lisogénico y lítico.

Característiques dels virus i cicle de vida

Els virus

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La siguiente imagen muestra la estructura del Virus ARS-CoV-2 que ha causado una gran pandemia. Observa la imagen y responde a la preguntas que se plantean a continuación:

a. Se trata de un virus desnudo o con envoltura. b. ¿Qué tipo de material genético presenta?

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Virus SARS-CoV-2.

Clasifica las siguientes formas de cápsidas:

b. Cápside de la familia Inoviridae

a. Cápside de la familia Podoviridae

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c. Cápside de la familia Phycodnaviridae

Observa la siguiente imagen y responde a las cuestiones que se plantean:

a. Indica qué ciclo corresponde al ciclo lisogénico y cual al ciclo lítico.

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b. Indica a qué número de la imagen corresponden las siguientes descripciones:- El ADN del fago se inserta en el ADN bacteriano y permanece en él en forma de profago - Se forma nuevo ADN del fago a partir de los nucleótidos del ADN del huesped - El profago, en determinadas circunstancias puede separarse del ADN bacteriano, y la bacteria entra en el ciclo lítico - La célula del huesped transcribe y traduce el ADN del fago produciendo las proteinas del fago - Ensamblaje de las partículas víricas que rompen la célula para liberarase - Cada fago liberado va a infectar a otra bacteria - El cromosoma con el profago integrado se replica al dividirse la bacteria - El ADN del fago entra en la célula huesped - El fago se une a la bacteria - El ADN del huesped es digerido

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Viroides

• Formados por moléculas de ARN de cadena simple. A diferencia de los virus, no poseen ni proteínas ni lípidos (el ARN no codifica proteínas).

• El ARN se dispone en forma circular o de varilla.

• Se replican en la célula aunque no se conoce bien el mecanismo, localizándose en el núcleo y cloroplastos casi exclusivamente. En su replicación interfieren en la división de la célula, de ahí que tengan carácter nocivo.

• Generan algunas enfermedades en plantas, en hongos y en algas.

Material audiovisual

Què són els viroides?

Transmisión de viroides entre huéspedes.

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Molécula ARN

Virusoides

• Moléculas de ARN parásitas de tipo viroide. El virusoide puede acoger al viroide facilitándole la transmisión a otras células.

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Plásmidos

• Moléculas de ADN circular, separadas del ADN cromosómico. Su replicación es independiente.

• La célula puede tener un único plásmidos o varios.

• No cuentan con proteínas asociadas.

• Lo más frecuente es que los plásmidos se encuentren en organismos proceariotas, en bacterias.

• El ADN que posee el plásmido no es esencial para la vida de la célula pero le confiera ciertas características.

• Si el plásmido se integra al ADN de la célula es denominado epísoma.

material audiovisual

Los plasmidos y la resistencia a los antibióticos

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• Los plásmidos se utilizan en ingeniería genética por su capacidad de reproducirse de manera independiente del ADN cromosomal y por que es relativamente fácil manipularlos e insertar nuevas secuencias genéticas (vectores). Fluorescencia, capacidad de destrucción, resistencias,... son características deseables desde el punto de vista científico. son muy empleados en agrobiotecnología como sustitutivo del uso de otras sustancias como antibióticos.

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Priones

• Moléculas de proteína defectuosas con capacidad de infectar. Una vez entran en la célula pueden modificar las proteínas y convertirlas en priones.

• Producen enfermedades en humanos como las encefalopatías espongiformes como la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob.

• En la actualidad, hay mucho desconocimiento sobre la transmisión de estas enfermedades.

material audiovisual

Què son els prions?(fins minut 1:20)

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Comparativa proteína normal y prion

Unicelulares

Formados por una única célula que realiza todas las funciones vitales. Encontramos organismos de 4 reinos diferentes: - Moneras - Arqueas o arqueobacterias - Protozoos - Algas (Chromistas) - Hongos (levaduras)

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PROCARIOTAS

Encontramos a las bacterias y a las arqueas. Algunas especies son patógenas y provocan enfermedades pero muchas son beneficiosas:

• Intervienen en ciclos biogeoquímicos.
• Forman parte de la microbiota de muchos seres vivos.
• Se usan en la indistria de la alimentación.

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Formas

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Célula procariota

Ribosomas

Pared celular

Síntesis de proteínas

Protección

Cápsula bacteriana

Apéndices

Protección, excreción, almacen (alimentos, agua), adhesión.

Flagelo. Movimiento de la célula.Fímbrias. Fijación de la célula. Pili. Intercambio del material genético entre unas células y otras.

Mesosomas

Repligues de la membrana, activitat metabólica

Material genético

Una única molécula circular de ADN. Se localiza al nucleoide

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Apéndice procariotas

Tipos

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Flagelos

La estructura y composición es diferente a los cilos y flagelos de eucariotas.

• Proteína flagelina
• El gancho tiene un movimiento giratorio

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Gram negativo - Gram positivo

La pared está formada por mureína (peptidoglicanos). En algunas bacterias además aparece por fuera una cápsula formada por polisacáridos.

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Gram negativo - Gram positivo

Tinción de Gram:

• Violeta cristal. 1' + lavado
• Yodo 1' + lavado
• Alcohol etílitco o acetona 5-10''
• Safranina 45"

Las Gram+ quedan teñidas de morado/azul tras la tinción de Gram por el violeta cristal. Las Gram- quedan teñidas de rojo tras la tinciñon de Gram, el alcohol que se añade después del violeta cristal las destiñe, y posteriormente se tiñen con la safranina. Hay bacterias sin pared (micoplasmas) que presentan tinción Gram negativa.

Encontramos muchos ejemplos de Gram+ beneficiosas: Streptococcus thermophilus (microbiota digestivo), género Lactobacillus (microbiota digestivo, urinario y genital),... Y no tan beneficiosos: Streptecoccus mutans (caries),... Y de Gram - :Escherichia coli, género Salmonella, ...

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Material genético

El material genético se organiza en un único cromosoma

Muchos procariotas tienen plásmidos, anillos de ADN de doble cadena extracromosómico con genes no esenciales. Se copian de forma independiente y se pueden transferir. Pueden contener información como resistencia a antibióticos. En muchas ocasiones movilizan parte del material genético del cromosoma bacteriano.

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Reproducción bacteriana

La reproducción de las bacterias es de tipo asexual por bipartición o gemación.

Estapas:

• Duplicación del material genético
• La membrana y la pared celular se alargan para facilitar la separación de las dos copias
• Cuando la célula ha aumentado lo suficiente el tamaño. se producen dos invaginaciones opuestas

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Reproducción parasexual bacteriana

Además existen mecanismos de transferencia de genes: transformación, transducción y conjugación bacteriana.

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Transformación bacteriana: Una bacteria recoge el material genético de otra bacteria que ha quedado libre en el medio. La bacteria donadora es una bacteria que ha sufrido previamente un proceso de lisis.

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Transducción bacteriana: Generada por un virus. El bacteriógano infecta a una bacteria, posteriormente cuando el ADN vírico se encapsida por error coge material genético de la bacteria. Este nuevo virus con material genético bacteriano cuando infecta otra bacteria porta el material genético de la primera. Entre ambos pueden producirse recombinaciones. Puede producirse también tras un ciclo lisogénico.

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Conjugación bacteriana: Capacidad de una bacteria de transmitir su información genética a otras células mediante el mecanismo de transferencia horizontal (pili). El material genético transferido puede ser un plásmido, un transposón, un integrón (son un tipo de transposón integrado en una secuencia de ADN) o una porción del cromosoma movilizada por un plásmido. Los genes que codifican la resistencia a una variedad de antibióticos como la penicilina y la tetraciclina se encuentran comúnmente en los plásmidos.

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Relación bacteriana

Los movimientos que realizan las bacterias, a favor o en contra de los estímulos, son denominados taxias. Las quimiotaxias son movimientos en respuesta a estímulos químicos y las fototaxias a luminosos. En condiciones adversas las bacterias pueden formar formas de resistencia denominadas endosporas.

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Bacterias y arqueas

• Uniceclulares con célula procariota
• Pueden formar asociaciones con otros organismos
• Hay especies beneficiosas para nosotros (descomponedores, microbiota intestinal, ...), y otras patógenas.

Prokaryota

Membrana lipídica

Paredes celulares

Aminoácido ARNt iniciador

Cromosomas

Patogenicidad

Metabolismo

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Detalle membrana Arques y Bacterias

Metabolismo bacteriano

Anabolismo.Cojunto de procesos del metabolismo que tienen como fin la síntesis de componentes.

• Según su fuente de carbono, autótrofos y heterótrofos

• Según la fuente de energia, fotótrofas y quimiótrofas

Catabolismo.Degradación de las biomoléculas cuya finalidad última es la obtención de energía. Respiración.

• Aeróbica. Se reduce el oxígeno.
• Anaeróbica. Utiliza como aceptor de electrones otras molécula diferentes al oxígeno, ya sean orgánicas (ácido láctico) como inorgánicas (nitratos)

Fermentación. Siempre se reduce una molécula orgánica. Es propia de bacterias y levaduras.

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OTROS PROCARIOTAS

CIANOBACTERIAS

• Pared gram negativa
• Fotosintéticas
• Pigmento azulado (ficocianina)
• Aguas dulces o saladas
• Algunas especies fijan el nitrógeno atmosférico

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Acción de los antibióticos

Los antibióticos pueden actuar a la pared celular de la bacteria, a la síntesis de ácidos nucleicos o a la síntesis proteica.

hay sustancias que bloquean los mecanismos de resistencia o alteran las vías metabólicas de las bacterias. Una combinación entre diferentes sustancias puede ser la solución antibiótica.

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Observa la siguiente imagen y responde a las cuestiones que se plantean:

a. ¿De qué tipo de división se trata?b. Este tipo de división potencialmente ¿genera variabilidad genética en la descendencia? c. Cita qué mecanismos existen para aumentar la variabilidad genética en estos seres vivos.

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VIH

En el caso del VIH el ARN vírico, gracias a la transcriptasa inversa, puede dar lugar a ADN. Este ADN se integra en el núcleo de la célula huésped y puede permanecer cierto tiempo en fase de eclipse.

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GRIPE

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Ciclo de vida virus gripe