¡Descarga 9. Els microorganismes y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!
ELS MICROORGANISMES
1. CONCEPTE I TIPUS DE MICROORGANISMES
Característiques PROCARIOTES EUCARIOTES Coberta o embolcall nuclear Sense coberta. No tenen nucli. No fan mitosi. Amb embolcall. Tenen nucli. Fan mitosi Orgànuls Només ribosomes i mesosomes Mitocondris, vacúols, plasts, ribosomes, etc. DNA Una sola molècula. No cromosomes. Algunes o moltes molècules. Cromosomes Moviment Flagels d’estructura fibril·lar simple Cilis o flagels d’estructura fibril·lar complexa Paret cel·lular Prima i peptídica De cel·lulosa (algues) o quitina (fongs), o no en tenen (protozous) Els microbis o microorganismes són éssers vius de mida microscòpica i per observar-los es necessita utilitzar el microscopi òptic o electrònic. Poden ser unicel·lulars/pluricel·lulars o autòtrofs/heteròtrofs. Tres dominis: Bacteria Archaea Eukarya Embolcall nuclear Absent Absent Present Orgànuls membranosos Absents Absents Presents Peptidoglicans (paret) Present Absent Absent RNA-polimerasa Una classe Diverses classes Diverses calsses Aa iniciador de síntesi de proteïnes Formilmetionina Metionina Metionina Histones Absent Present Present Cromosoma circular Present Present Absent Capacitat de créixer a temperatures >100ºC No Alguns No Bicapa lipídica Enllaços èster Enllaços èter Enllaços èster
Els virus no són considerats éssers vius, sinó simplement matèria viva, ja que no tenen cap activitat vital fora de les cèl·lules perquè no tenen sistemes enzimàtics capaços de dur a terme el metabolisme. Són importants com a agents transmissors de malalties, i per això s’estudien com si fossin microbis.
2. ELS EUBACTERIS
Organismes molt simples, amb escasses estructures internes i tant sols quatre formes externes. Presenten una gran variabilitat de metabolismes. Bacil Coc Espiril Vibrió Forma de Bastó Forma esfèrica Bastó Cargolat Coma ortogràfica Els bacils poden formar cadenes lineals d’individus, ja que el procés de divisió té lloc en una sola direcció. Els cocs poden presentar les agrupacions ensenyades. 2.1. L’ESTRUCTURA BACTERIANA L’estructura interna és més simple que la de les cèl·lules eucariotes, però la superficial és més complexa. Capa mucosa de diferents polisacàrids que envolta la paret bacteriana i que només la presenten alguns bacteris. És rígida, però si per la seva composició absorbeix aigua, augmenta el gruix i es torna mucilaginosa ( capa mucosa ) 100-400A. Molts bacteris patògens^1 dificulta que els anticossos i les cèl·lules fagocítiques^2 de l’hoste els reconeguin i els destrueixin. També permet l’adhesió dels bacteris a les cèl·lules de l’hoste i (^1) Agent biològic que causa malalties o trastorns al seu hoste. (^2) Fagòcits: Glòbuls blancs que protegeixen el cos ingerint (fagocitant) proteïnes alienes nocives, bacteris i cèl·lules mortes o moribundes.
CÀPSULA BACTERIANA
- Es tenyeix amb safranina els bacteris que no han absorbit el cristall violeta (Gram -) que els tenyeix de color roig o rosa. Composada per una bicapa lipídica idèntica a la dels eucariotes, excepte per l’absència de colesterol. Delimiten el bacteri i regulen el pas de substàncies nutritives. A més conté nombrosos sistemes enzimàtics que intervenen a: - Dirigir la replicació de DNA bacterià per mitjà del DNA-polimerasa. - Respiració bacteriana - Fotosíntesi en els bacteris fotosintètics - Assimilar nitrogen en forma de NO 3 -^ o NO 2 -^ o en N 2 atmosfèric (enim nitrogenasa). Partícules globulars (200A) que es troben en gran nombre (5000-20000 cada cèl·lula), lliures o formant poliribosomes. Són més petits que els de les eucariotes. Fan la síntesi de proteïnes. Grànuls de substàncies de reserva que el bacteri sintetitza en moments d’abundància. Aquestes es troben disperses en el citoplasma. Poden ser de reserva energètica (grànuls de midó o dipòsits de lípids) o de reserva de fòsfor. - Tilacoides: Amb pigments fotosintètics (algues i plantes) - Orgànuls diminuts: Delimitats per membranes de proteïnes. Ho son els vacúols de gas (Conté gasos que permeten la flotabilitat), clorosomes (pigments per fotosíntesi sense oxigen) o carboxisomes (Conté Rubisco)
MEMBRANA PLASMÀTICA
RIBOSOMES
INCLUSIONS
ORGÀNULS ESPECIALS
CROMOSOMA BACTERIÀ FLAGELS
Apèndix llargs formats per un filament mòbil que s’utilitza pel moviment cel·lular. En pot haver des d’un fins a 100. Amb estructura diferent als eucariotes. Constituït per una doble cadena circular situada al nucleoide o regió nuclear. Porta associar RNA i proteïnes. Està altament enrotllat i unit a proteïnes de membrana plasmàtica. Els bacteris també poden contenir plasmidis (DNA circular amb replicació autònoma que codifiquen per característiques avantatjoses però no essencials).
PÈLS
Estructures allargades i buides, amb les que s’adhereixen a superfícies. Només presents a Gram-.
- Pèls sexuals (conjugació)
- Fímbries (d’unió)
2.2. LA FISIOLOGIA BACTERIANA
Per estudiar la fisiologia dels bacteris cal estudiar-los als laboratoris en medis de cultiu bacterians (dissolucions aquoses que tenen sals minerals i nutrients orgànics per aportar els elements químics pel seu desenvolupament). Es preparen en medi líquid o en estat de gel (agar-agar) Molts bacteris posseeixen mobilitat mitjançant reptació, per moviments de contracció i dilatació o mitjançant els flagels. S’han comprovat fototactisme i també quimiotactisme. Una altra resposta és la formació d’ espores , que són formes de resistència. Els bacteris que viuen al sòl (que s’enfronten a condicions adverses del medi), entren en períodes de metabolisme
NUTRICIÓ
RELACIÓ
- Porpres i verds à Fotosintètics i anaerobis (bacterioclorofil·la i PS-I) - Cianobacteris(algues verdes)à Fotosintètics aerobis (clorofil·la a) - Nitrificats àQuimioautòtrofs (Nitrosomonas i nitrobacteris) - Fixadors de nitrogen a l’atmosfera à Aerobis - Entèrics à Flora intestinal ( Escherichia coli ) - Espitoquetes à Medis aquatics - De l’àcid làctic à Anaerobis; fermentacions i tracte digestiu - Microplasmes à Patògens, sense paret bacteriana 2.4. IMPORTÀNCIA DE EUBACTERIS EN ELS CICLES BIOGEOQUÍMICS Cicles biogeoquímics són circuits cíclics que consisteixen en el fet que passen de matèria inorgànica inerta a formar part de matèria constitutiva d’éssers vius i d’aquests, de nou a matèria inorgànica inerta. Els bacteris desintegradors efectuen reaccions de descomposició de la matèria orgànica, per mitjà de desintegració butírica (restes vegetals) o pútrida (matèria orgànica proteic o aminoàcid). Altres poden oxidar el matà a estat CO 2 , que s’incorpora als gasos de l’atmosfera i es tanca el cicle. Alguns bacteris son capaços d’utilitzar hidrocarburs com a font de matèria orgànica per al metabolisme, i s’efectua en ambients aeròbics. El van degradant a CO 2. La utilització de bacteris per degradar hidrocarburs s’anomena bioremediació i s’efectua per complementar els treballs mecànics de neteja dels crus vessats al mar. Bacteris oxidants del sofre que a traves de sofre elemental o sulfurs fa sulfats i els reductors de sulfats que efectuen reaccions anaeròbiques i els sulfats els transforma en sulfurs. Aquests últims són abundants en medis aquàtics amb força matèria orgànica en descomposició i sulfats dissolts. Hi participen tres bacteris: - Bacteris desintegrants. Fermentacions pútrides, degraden compostos orgànics i formen NH 3. Va enriquint els sòls (amonificació). - Bacteris nitrificants. Nitrificació i oxiden aeròbicament el NH 3 , formen nitrats del sòl que absorbeixen les plantes. - Bacteris fixadors. Converteixen N 2 en NH 3 (fixació de nitrogen) - Altres bacteris ( Pseudomonas) fan anaeròbicament un procés invers al de nitrificació (desnitrificació).
CICLE DEL CARBONI
CICLE DEL SOFRE
CICLE DEL NITROGEN
CICLE DEL FERRO CICLE DEL FÒSFOR
Viuen en medis pantanosos (anaeròbics) i redueixen els minerals del ferro en estat fèrric a estat ferrós. Aquests és fes soluble que l’altre. Molt comuna en zones contaminades amb vessaments àcids (mines de carbó). Actinomicets descomponen matèria orgànica i son capaços d’incorporar els fosfats inorgànics del sòl i solubilitzar-los en fosfats que utilitzen les plantes. Bacillus.
3. ELS ARQUEOBACTERIS
Procariotes generalment anaerobis que acostumen a viure en ambients extrems de temperatura o salinitat. Archaea es distingeix dels altres dominis per les anàlisis entre seqüències moleculars dels RNA ribosòmics. Membrana plasmàtica amb lípids que contenen hidrocarburs isoprenoides units a glicerina mitjançant enllaços èter. Els lípids poden ser apolars i polars (disposats amb els grups polars dirigits cap a fora i els apolars cap a dins). Poden ser bicapes i monocapes. Les parets cel·lulars contenen pseudopeptidoglicans i polisacàrids o proteïnes. El genoma està format per una sola molècula de DNA circular. Tres grups d’arqueobacteris: halòfils (en aigües hipersalines), termòfils (en aigües termals) i els metanògens (en condicions d’anaerobiosi i poden produir metà: pantans i remugants).
4. ELS MICROORGANISMES EUCARIOTES
Les algues i els protozous pertanyen als protoctists, mentre que els fongs tenen un propi regne. 4.1. LES ALGUES MICROSCÒPIQUES Tenen cloroplasts, on es du a terme la fotosíntesi. Poden ser unicel·lulars i pluricel·lulars. Viuen preferentment en medis aquàtics i al mar formen el fitoplàncton , primer pas de la cadena alimentària marina. Altres viuen a les aigües termals, al fang i fins i tot a l’escorça dels arbres. Principals grups:
- Euglenoides o euglenòfits són unicel·lulars, tenen un únic estigma i la llum els atreu. - Diatomees. Paret cel·lular de sílice i poden formar cadenes de cèl·lules. Són els productors primaris més importants en medi marí i dulciaqüícols. - Dinoflagel·lades. Fotosintètiques i tenen dos flagels. Poden tenyir de vermell determinades zones marines ( marees roges ), com les Gonyaulax , produeixen neurotoxines, que s’acumulen sense produir efectes nocius en
molècules originades després de la digestió. Viuen en ambients terrestres. Poden descompondre vegetals morts ( fongs saprofítics ) o alimentar-se d’animals o plantes vives ( fongs paràsits ). Els llevats (grup ascomicets) es reprodueixen asexualment per gemmació. Viuen en medis molt ensucrats. Molts són utilitzats industrialment per a l’obtenció de productes útils. Els fongs pluricel·lulars formen espores, que en despendre’s i germinar, produeixen filaments microscòpics ( hifes ). En destaquen les floridures que són fongs filamentosos constituïts per hifes.
5. ELS VIRUS
Són més petits que les cèl·lules (no superen 2500A). Presenten dues fases: Fase extracel·lular: Quan es troben fora de les cèl·lules són totalment inerts (virions o partícules víriques). Fase intracel·lular: Quan s’adhereixen a la superfície de cèl·lules, s’hi introdueix els seus genomes, i inicien el procés de replicació utilitzant el sistema enzimàtica i la matèria molecular de la cèl·lula hoste. 5.1. ESTRUCTURA DEL VIRUS El genoma víric (1 o diverses molècules de DNA o RNA, però mai les dues)L’àcid nucleic dels virus pot ser de cadena oberta o circular, i la cadena monocatenària o bicatenària. La càpsida és la coberta proteica que envolta el genoma víric. Protegeic l’àcid nucleic i, en els virus que no tenen coberta membranosa , reconeix els receptors de membrana de les cèl·lules que el virus parasita. Està envoltada per proteïnes globulars ( capsòmers ); la seva unió i distribució determinen la forma del virus: Càpsida icosaèdrica: Càpsida helicoïdal: Els Càpsida complexa:
formada per nombrosos capsòmers que formen un poliedre, que pot tenir 20 cares. Els hexàmers formen les cares i els pentàmers les arestes. Varicel·la capsòmers s’enrotllen en espiral formant un cilindre buit a l’interior, on se situa l’àcid nucleic. Mosaic del tabac Troba en virus bacteriòfags. El cap té forma polièdrica i la cua helicoïdal. A la base de la cua té les espines basals on s’hi uneixen les fibries que son proteïnes. Virus T2. La coberta membranosa envolta la nucleocàpsida. Es compon d’una doble capa lipídica procedent de les cèl·lules hoste parasitades i de glicoproteïnes que hi estan incloses, la síntesi de les quals es controla pel genoma víric i reconeixen la futura cèl·lula hoste. La tenen la grip, ràbia, sida, hepatitis, verola, etc. 5.2. ELS VIRIOIDES I ELS PRIONS Un viroide és una petita molècula d’RNA amb uns quants centenars de nucleòtids, de forma circulars i monocatenària. Causa una disminució del creixement de la planta i un desenvolupament anormal de les tiges i les fulles. Els prions són proteïnes amb una forma espacial diferent (plegament anormal), capaces d’induir que les proteïnes de la cèl·lula adoptin forma de prió. Acostumen a provocar malalties neurovegetatives. 5.3. EL CICLE DELS VIRUS Els virus presenten un cicle vital a través de l’hoste, des d’on poden obtenir l’energia i la matèria necessàries per sintetitzar nous àcids nucleics i capsòmers. CICLE LÍTIC: Condueix a la destrucció (lisi) de la cèl·lula hoste.
- Fase de fixació o adsorció. Les proteïnes de la càpsida o de l’embolcall dels virus reconeixen diversos tipus de molècules de la cèl·lula hoste, cosa que permet l’adhesió dels virions
- Fase de penetració. Perfora la paret cel·lular per mitjà d’enzims situats a la placa basal. Contrau la beina de la cua i hi introdueix el DNA, i el genoma víric passa directament al citoplasma.
