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BLOQUE VIII: DIVERSIDAD EUCARIOTA.
TEMA 29: HONGOS
División mastigomycota: producen esporas con flagelos División amastigomycota: esporas sin flagelo
- Subdivisión Zygomycotina (Zygomycetes): mohos. Producen zigosporas como esporas sexuales y las hifas no son septadas (cenofítica). Ej: moho del pan Rhizopus nigricans. - Micelio no tabicado - Reproducción asexual por esporangisporas - Reproducción sexual por Zigosporas - Interés ecológico, sanitario e industrial: intervienen en el biodeterioro de alimentos y son patógenos para los vegetales
- Subdivisión Ascomycotha (Ascomycetes): emiten ascosporas y las hifas son septadas. Pueden ser levaduras ( Saccharomyces, Candida )u hongos filamentosos ( Penicillium, Aspergillus ) - Micelio tabicado - Reproducción asexual con conidiosporas o clamidiosporas - Reproducción sexual con ascosporas - Conjugación en levaduras - Interés ecológico, industrial y sanitario: participan en procesos de simbiosis con algas (formación líquenes); las levaduras intervienen en procesos de formación de pan, bebidas alcohólicas etc. y los filamentosos se utilizan pata antibióticos; biodeterioro; producción de metabolitos secundarios (ácido cítrico); y patógenos en humanos
- Subdivisión Basisdiomycotina (Basidiomycetes): setas. Producen esporas sexuales llamadas basidiosporas y sus hifas son septadas. - Micelio tabicado - Reproducción asexual por conidiosporas - Reproducción sexual por basidiosporas - Interés sanitario e industrial: patógeno en animales y humanos; alimento.
- Deuteromycota (hongos imperfectos): no se conoce reproducción sexual por lo que no hay esporas sexuales conocidas y las hifas son septadas
Características fundamentales hongos:
▲ Eucariotas:
- Interior celular compartimentalizado (tienen núcleo y orgánulos pero no cloroplastos)
- Al no tener cloroplastos, no son fotosintéticos
- Hongos unicelulares son mayores que los procariotas
- Pueden ser unicelulares o pluricelulares (filamentosos que forman hifas)
▲ Pared celular rígida:
- Compuesta por microfibrillas de quitina cementada por glucanos
▲ Membrana plasmática:
- No tienen colesterol en ella, sino ergolesterol.
▲ Quimioorganotrofos: no fotosintéticos ni litotrofos ▲ Hábitat:
- Acuáticos (marinos o dulciacuícolas)
- Terrestres
- Parásitos ▲ Interacción:
- Saprófitos: viven de la materia orgánica en descomposición
- Parásitos: viven a expensas de plantas o animales en los que uno sale beneficiado y otro perjudicado
- Simbiosis ▲ Reproducción sexual y asexual (excepto Deuteromycota)
FORMAS UNICELULARES: LEVADURAS
Fase asexual: gemación o bipartición
FORMAS PLURICELULARES: HIFAS
-Asexual o sexual por esporas -Determinados hongos pueden ser dimórficos en los cuales puede darse una fase unicelular pero puede desarrollar determinadas formas pluricelulares
REPRODUCCIÓN DE HONGOS FILAMENTOSOS:
Al formar filamentos, pueden desarrollar hifas (formas pluricelulares). El conjunto de estas hifas pluricelulares se llama micelio.
Hifa : filamentos de células que van creciendo por el extremo por extensión de esa célula terminal. Pueden tener septos o tabiques (cenocítica) o no tenerlos (septadas). Un septo es una continuación de la parte interna de la pare celular, por lo que estarán compuestos por quitina. No están completamente cerrados sino que tienen poros por los que circula el contenido citoplásmico.
Los micelios pueden tener dos funciones:
- Micelio vegetativo: parte de él está en el sustrato (adquirir nutrientes) y parte aérea. Siempre está formado por hifas haploides y es normalmente microscópico. Es el que desarrollará las esporas asexuales.
- Micelio reproductivo: es macroscópico y se encarga de la reproducción sexual del hongo. Pasará por distintas fases que se irán alternando a lo largo del ciclo. Habrá una fase dicarionte (célula formada por do núcleos que no se llegan a fusionar), fase diploide (2n) y fase haploide.
Las esporas de los hongos siempre son n.
Ciclo de reproducción de los hongos (general):
Tanto el sexual como el asexual, las esporas tienen una misión de dispersión de la información genética; y de resistencia. Todas germinarán para dar lugar a un nuevo individuo.
- Ascosporas : se forman dentro de un saco que se llama asca. Estas ascas se localizan en el ascocarpo, que pueden tener distintas formas (apotecio, cleistotecio y peritecio). Son características de Ascomycetes.
- Basidiosporas : se forman en el basidio. Características de la clase Basidiomycetes.
IMPORTANICA DE LOS HONGOS:
Importancia ecológica : presentes en distintos hábitats: acuáticos (agua dulce o salada), terrestres (suelo o materia en descomposición). Son grandes descomponedores de materia orgánica.
Interés ecológico :
- Reciclaje de materia orgánica vegetal: la mayoría son saprófitos y degradan la materia orgánica
- Biodeterioro: de la madera, metales (biocorrosión), de piedra o de alimentos (moho).
- Biorremediación de la contaminación: cierta materia orgánica que son capaces de metabolizar (degradación de contaminantes orgánicos) y biosorción de metales.
Importancia sanitaria : patógenos de plantas o animales.
- Plantas: pérdidas económicas en la producción agrícola
- Animales: incluido el hombre
Interés sanitario:
- Plantas:
- Mohos y algunas levaduras: Fusarium oxysporium; Claviceps purpurea; Puccinia graminis
- Animales:
- Alergias : algunos hongos inducen respuestas inmunitarias que pueden dar como resultado reacciones alérgicas. Ej: Aspergillus, que es un potente alérgeno que suele producir asma y otras reacciones de hipersensibilidad.
- Micotoxinas : algunos hongos son capaces de producir micotoxinas (un grupo grande y variado de exotoxinas). Ej: Aspergillus flavus , que crece sobre alimentos inadecuadamente almacenados, como los cereales y que produce una micotoxina llamada aflatoxina que induce tumores en aves que se alimentan de estos cereales
- Micosis : suponen la multiplicación de hongos sobre o dentro del cuerpo. La severidad varía desde enfermedades superficiales inocuas a enfermedades graves capaces de poner en peligro la vida. Hay tres tipos: cutáneas, subcutáneas y sistémicas (muy serias que afectan al organismo).
■ Cutáneas: colonización de la piel, el cabello o las uñas e infectan solamente las capas superficiales. Producen tiñas o dermatofitosis. Ej: Trichophyton que provoca el pie de atleta. ■ Subcutáneas: implican a capas más profundas de la piel y a un grupo diferente de organismos. Ej de enfermedad: esporotricosis, que las produce el Spopothrix schenkii ■ Sistémicas: multiplicación del hongo en los órganos internos del cuerpo. Han aumentado en los últimos años dado que las enfermedades inmunosupresoras favorecen estas micosis. Muchos son patógenos oportunistas (infección en situaciones de inmunosupresión). Ej: Candida albicans que produce la candidiasis. Este hongo normalmente forma parte de la microbiota del tracto respiratorio (vías altas), tracto vaginal, digestivo y boca. Si crece mucho provoca enfermedades. La transmisión (aumenta Candida ) se da por inmunodepresión o alteración de la microbiota. Existen diversas candidiasis:
- Muguet (candidiasis oral): en recién nacidos porque carecen de microbiota (la adquieren al salir al exterior). Se detecta por manchas blancas en la boca y la lengua
- Vulvovaginitis: por diabetes, tratamientos antibióticos, anticonceptivos orales, ETS. Se detecta porque el exudado vaginal es blanco- amarillento.
- En inmunodeprimidos pueden convertirse en endocarditis, neumonía etc.
Interés industrial:
- Interés industrial de levaduras : quesos, Keffir (leche ácida), pan, alcohol y bebidas alcohólicas y alcohol.
Pueden tener una respiración aerobia y cuando no tiene condiciones de oxígeno suficientes pueden seguir un metabolismo alternativo: fermentación anaerobia (productos de la fermentación alcohólica).
Se pueden utilizar cepas naturales, pero se suelen utilizar cepas mejoradas. Son cepas que proceden de las originales pero que se han manipulado por ingeniería genética.
La levadura alimentaria son células de levadura muertas por el calor y desecadas. Aunque estén muertas siguen teniendo los metabolitos de la célula (vitamina B, proteínas), por lo que se añaden a la carne, harina, cereales para incrementar el valor nutritivo. Las utilizadas como fermento para la industria panadera y pastelera están vivas.
En su metabolismo llevan a acabo una respiración aerobia, en las que ese tiene glucosa que por glicolisis da ácido pirúvico. Si no tienen oxígeno transforman
Cerveza : producto de la fermentación alcohólica del zumo de cebada.
Existen distintos tipos de cerveza: normal, ligera, fuerte y negra.
Las levaduras fermentan la glucosa de un zumo que en este caso viene de cereales. Los cereales tienen el azúcar en forma de almidón. La levadura puede metabolizar la glucosa pero no el almidón, por lo que se necesita un proceso extra que llevan a acabo las amilasas (enzimas que degradan el almidón que hay en los cereales y sintetizadas durante el proceso de germinación). Estas amilasas no están activas, y se activan en presencia de agua. De esta forma se activan las amilasas, degradan el almidón y lo transforman en glucosa. En ese momento ya pueden intervenir las levaduras.
Malteado en la maltería (cebada malta):
Germinación controlada de los granos de cebada para activación de amilasas. Remojo y aireación: granos de cebada…??
Proceso de amasado y cocción en la sala de cocidas (malta mosto)
- Molienda de la malta harina de malta (rotura del almidón para facilitar la acción de amilasas en la siguiente fase).
- Braceado_ + agua maceración activación de las amilasas de la malta degradan el almidón de los cereales a glucosa mosto de cerveza (dulce)
- Filtración del mosto de cerveza para eliminar cascarillas y resto de residuos de la masa bagazo(para la alimentación de ganado)
- Lúpulo: planta aromática que se añade como ingrediente aromatizante y antimicrobiano para evitar la contaminación durante la subsiguiente fermentación mosto de cerveza (amargo)
Fermentación en la sala de fermentación (mosto cerveza)
- Mosto cervecero (con el lúpulo) le añado la levadura y lo oxigeno. Al oxigenarlo, la levadura se reproduce.
- Tras eso, pongo condiciones de anaerobiosis para obligar que esa cantidad de levadura que se ha producido por metabolismo aerobio, cambie de ruta y lleve a acabo la fermentación alcohólica, obteniendo también CO2 y etanol
- Almacenamiento: clarificación parcial, estabilización al frío, filtración, almacenamiento
Licores: se fabrican calentando un líquido a temperatura de ebullición que lo volatiliza y se procede a condensarlo. Se recoge (por destilación) ese vapor que se ha condensado y que se vuelve a transformar en líquido. Ese líquido tiene mucho más alcohol que el obtenido por fermentación directa.
En función de ese zumo del que se parte se obtendrá un licor u otro. Ejemplos (no hay que saberlos):
- Whisky: destilación de bebidas malteadas
- Brandy: destilación de vino
- Ron: destilación de melazas fermentadas
- Vodka: destilación de cereales o patata fermentados
- Ginebra: destilación de cereales y bayas de enebro
- Interés industrial de hongos filamentosos:
- Metabolitos primarios:
- Ácido cítrico (lo produce el Aspergillus niger ) y tiene utilidades como saborizante y regulador del pH (acidulante) añadido a las bebidas refrescantes, dulce, conservas
- Metabolitos secundarios:
- Inmunosupresores
- Alcaloides
- Antibióticos que se pueden producir de manera natural :
- Penicilina y derivados ( Penicillium y Aspergillus )
- Cefalosporinas
- Tetraciclinas: otro tipo de hongos
Se debe tener en cuenta la fase en la que se produce el producto que no interesa. En la fase exponencial se suele producir los metabolitos primarios, mientras que los secundarios se suele producir en la estacionaria.
