¡Descarga Microbiologia (2n batx) y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!
MICROBIOLOGIA
Els cinc regnes de Whittaker divideixen els organismes en: Metazous (animals), metàfits (plantes), fongs, protists i moneres (Ies quals són procariotes). L’alta variabilitat de les moneres gràcies a la comparació dels anàlisis dels RNAr de tots els regnes comporten el sorgiment dels Tres Dominis de Woese: Eukarya Engloba tots els regnes menys les moneres, eucariotes Bacteria Unicel·lulars procariotes, cianobacteris.... Archea Unicel·lulars procariotes, halòfils, termòfils, metanògens... 1 mm = 1000 μm 1 μm = 1000 nm 1 nm = 10 Å
Bacteris
Presenten metabolismes heteròtrofs/autòtrofs i aerobis i anaerobis. Bacils (bastó), coc, espiril i vibrió (coma). Els cocs formen parelles, cadenes, raïms i formes regulars. Càpsula bacteriana Capa mucosa de diferents polisacàrids que envolta la paret bacteriana, present només en alguns bacteris. Si absorbeix aigua augmenta el gruix i s’anomena capa mucosa. Els bacteris patògens en tenen per dificultar que anticossos i cèl·lules fagocítiques de l’hoste els reconeguin i destrueixin. Facilita la formació de colònies bacterianes i processos d’intercanvi (aigua, ions…) i serveix com a mecanisme de defensa davant d’una dissecació del medi. Paret bacteriana Coberta rígida que dona forma i és permeable a sals i a molècules orgàniques de baix pes molecular. Sempre està composta per una capa de mureïna. Es distingeixen dos tipus segons com la paret reacciona amb els tres compostos de la tinció de Gram: Gram +:La membrana de peptidoglicà és més gran i és més superficial. Color blau/violeta. Gram -: La membrana de peptidoglicà és més petita i es troba entre la membrana plasmàtica i una membrana plasmàtica externa amb proteïnes i lipopolisacàrids que li confereixen toxicitat al bacteri. Entre aquestes dues membranes trobem l’espai periplàsmic amb una gran activitat metabòlica. La tinció de gram consisteix en, fixar la mostra, afegir cristall violeta, es tracta amb iode (lugol) i es descolora amb alcohol. El iode forma una capa impermeable amb la paret cel·lular dels gram positius i l’alcohol no els descolora. Llavors es fa una tinció de contrast per veure els grams negatius amb safranina, els gram positius romanen violetes/blau. Membrana plasmàtica Última coberta que envolta el citoplasma, estructura i composició idèntica a la de les cèl·lules eucariotes, excepte per l’abscència de colesterol. Les funcions són les mateixes: delimitar el bacteri i regular el pas de substàncies nutritives. També té sistemes enzimàtics que intervenen en: Direcció de la replicació del DNA bacterià, respiració bacteriana (presència d’ATP-sintetases en aquestes), fan la fotosíntesi en els bacteris fotosintètics no cianobacteris i assimilen nitrogen en forma NO 3 - /NO 2 -^ o N 2 atmosfèric. Notació científica: Subratllat/cursiva, gènere començant amb majúscula i espècie en minúscula. Aspergillus niger.
Ribosomes Els ribosomes bacterials es troben lliures en el citoplasma o formant poliribosomes, són una mica més petits que els eucariotes (bac: 70 S) i la seva composició és RNA i proteïnes, realitzen la síntesi de proteïnes. Mesosomes Invaginacions en la membrana presents en tots els bacteris. Augmenten la longitud de la membrana plasmàtica, això augmenta la seva capacitat fisiològica. També intervé en la construcció de l’envà que divideix les dues cèl·lules filles. Flagels Prolongació fina amb longitud elevada format per flagel·lina i altres proteïnes que permet el moviment del bacteri en rotar. Els bacterians són molt més senzills que els eucariotes. Tenen una zona basal i el filament. Pèls Estructura allargada i buida per adherir-se a diferents superfícies, trobats només en gram negatiu. Compostos per la proteïna pilina. Els pèls sexuals o de conjugació són llargs i poc nombrosos, uneixen dos bacteris per intercanviar material genètic, només presents en bacteris amb plasmidis (els quals seran transferits). Els pèls d’unió o fímbries són més curts i nombrosos, adhereixen el bacteri a superfícies i a hostes dels qual són patògens. Material genètic / Cromosoma bacterià Dins del citoplasma bacterià sense orgànuls membranosos ni citoesquelet (alguns tenen proteïnes amb una funció semblant) trobem el material genètic en el nucleoide. És una doble cadena circular de ADN, normalment condensada i en absència de histones, sí que s’associa a altres proteïnes i ARN. Conté la informació genètica i dirigeix el metabolisme bacterià. Els plasmidis són petites cadenes de ADN circular bicatenari autònom, es pot reproduir independentment. Els que s’integren en el cromosoma bacterià s’anomenen episomes.
Fisiologia bacteriana
Nutrició Tots els tipus de metabolismes que hi ha. Fotoautòtrofs: bacteris verds i cianobacteris. Fotoheteròtrofs: bacteris verds i porprats no sulfuris. Quimioautòtrofs: bacteris nitrificants. Quimioheteròtrofs: Bacteris patògens o paràsits. Relació La mobilitat és realitzada a través de reptació, moviments de contracció i dilatació o amb flagels. La resposta davant d’estímuls es classifica en fototactisme (lluminosos) i quimiotactisme (químics), els quals poden ser positius (el bacteri es dirigeix cap a la llum) o negatius (el bacteri es dirigeix en sentit contrari a la llum). Alguns formen espores quan les condicions són desfavorables. El bacteri protegeix l’ADN en una coberta complexa anomenada endòspora, la resta de la cèl·lula es destrueix i l’endòspora passa a ser exòspora, les quals poden sobreviure molt temps en condicions ambientals adverses (80ºC, sequeres, acció d’àcids, desinfectants, radiacions…) Quan les condicions milloren, les exòspores germinen i donen lloc als bacteris.
La resistència natural a un antibiòtic prové de la manca de la molècula diana sobre la qual actua la substància. Els bacteris del gènere Mycoplasma tenen una resistència natural a la penicil·lina ja que no tenen paret cel·lular bacteriana. La resistència adquirida consisteix en l’aparició d’una o més soques d’una espècie que abans era sensible a l’acció de l’antibiòtic. És resultat de l’aparició de mutacions espontànies de l’ADN o a través de l’obtenció d’ADN exogen dels mecanismes de parasexualitat. Posteriorment, els mutants resistents persisteixen per sobre els no resistents. Els antibiogrames per difusió en agar determinen la sensibilitat d’un bacteri a un conjunt d’antibiòtics. Es cultiva el bacteri en el cultiu pur i es deixa créixer, es posen discs de paper impregnats amb antibiòtic i es deixa incubar. El diàmetre de l’halo d’inhibició ens indica la sensibilitat. Un halo major significa una major efectivitat / major sensibilitat (causada per la diferència dels punts dianes). Corba típica de creixement bacterià Representa el creixement d’una colonia bacteriana determinada, (+ d’una soca) ● Adaptació/latència: no hi ha augment de població ● Exponencial: En presència d’aliment i condicions òptimes, els bacteris es multipliquen activament. ● Estacionària: L’aliment, sense cap aportació nova, és escàs i l’alteració del medi provoca la mort cel·lular. Hi ha un equilibri entre aquesta mort i la reproducció. ● Declivi: L’aliment és tan escàs i el medi està tan alterat (acumulació de productes tòxics del seu metabolisme) que els bacteris moren.
Virus
Agents infecciosos acel·lulars que no es consideren organismes vius, no cumpleixen les funcions ni tenen metabolisme ni es poden reproduir per sí mateixos, necessiten parasitar altres cèl·lules i són molt senzills i petits. Els virions es consideren virus en entrar a la cèl·lula. Es poden classificar segons l’hoste. Virus animals, bacteriòfags, virus vegetals (del mosaic del tabac) o segons si tenen ADN o ARN. També segons la forma de la càpsula proteica o la presència de coberta membranosa. Estructura dels virus El genoma víric és les molècules de DNA o RNA (mai simultàniament) mono o bicatenari, lineal o circular. La càpsida és la coberta proteica que envolta el genoma, protegeix l’àcid nucleic. Les proteïnes globulars individuals són els capsòmers. Pot ser helicoïdal (allargat i hèlix, virus del tabac), icosaèdrica (estructura polièdrica) o complexa, la qual presenten alguns virus bacteriòfags.
Estructura dels Virus Bacteriòfags Els virus amb càpsida complexa tenen un cap, amb la càpsida icosaèdrica i el genoma i una cua, la qual injecta l’àcid nucleic a l'interior del bacteri. La cua té una placa basal amb espines i fibres caudals. Aquests tres components estan fets de proteïnes. Els virus també tenen la coberta membranosa, una doble membrana lipídica procedent de cèl·lules infectades i glicoproteïnes. Aquestes tenen funció de reconeixement de la futura cèl·lula hoste i la inducció de la penetració del virió en aquesta. Replicació dels virus Després de la fixació a la cèl·lula, el virus indueix la seva fagocitosi i entra al citoplasma, on allibera el seu material genètic. Després de replicar-se, si és un virus amb genoma ARN, ha de realitzar la transcripció inversa amb l’enzim transcriptasa portat pel mateix virus. Amb l’ADN es fabrica ARNm viral, el qual s’usa als ribosomes de la cèl·lula per fabricar noves proteïnes víriques. Els genomes vírics s’acoplen amb proteïnes víriques i surten de la cèl·lula recoberts d’una porció de membrana plasmàtica, la cèl·lula pot quedar destruïda. Cicle lític del bacteriòfag T Un virus complex (càpsida complexa), té un genoma ADN bicatenari. S’anomenen cicles lítics perquè condueixen a la destrucció (lisi) de la cèl·lula hoste. ● Fixació: Hi ha una gran especificitat en el contacte entre virus i hoste, en aquest darrer hi ha proteïnes, polisacàrids que actuen com a receptors que permeten l’adhesió dels virions. El bacteriòfag es fixa inicialment amb les fibres caudals i llavors claven les espines basals a la paret bacteriana. ● Penetració: Perfora la paret amb enzims lisozims situats a la placa basal, es contrau la beina i el material genètic s’insereix. El genoma víric passa directament al citoplasma bacterià. ● Eclipsi: No s’observen virus però és el punt amb una activitat metabòlica més intensa induïda per l’ADN del virus. Síntesi d’una gran quantitat de RNAm víric (transcripció). La traducció serveix per la síntesi de proteïnes del virus (capsòmers, enzims endonucleases i endolisines…). També s’usen els complexos enzimàtics del bacteri per replicar el DNA víric. ● Acoblament/encapsulació: Es forma la càpsida, el DNA es compacta dins la càpsida i aquesta s’ajunta amb els components proteics per formar virus nous. ● Lisi/alliberament: L’enzim endolisina produeix la lisi de la paret cel·lular del bacteri, aquest és destruït i els virions són capaços d’infectar altres bacteris. Cicle lisogènic d’un provirus atenuat La virulència d’un microorganisme patogen és la capacitat que té de produir alteracions en l’organisme hoste. Els microorganismes atenuats són aquells patogens als quals se’ls ha inhibit la virulència. Un provirus o virus temperat / pròfag / atenuat és l’estat del virus que roman inserit en el ADN cel·lular. El virus insereix el seu ADN i aquest s’integra a l’ADN de la cèl·lula hoste. Aquests virus s’anomenen atenuats. El bacteri es reprodueix normalment i el ADN del virus atenuat es transmet a les cèl·lules filles. Moltes divisions cel·lulars produeixen una gran població de bacteris infectats. Certs estímuls determinen si s’entra en un cicle lisogènic o si té lloc un cicle lític, el qual destruirà la cèl·lula. Una infectada per un pròfag és immune a la infecció d’aquest virus, la immunitat és heretable.
Si s’ha intentat inserir el gen a més d’un zigot podem seleccionar les cèl·lules que han incorporat el gen amb un marcador (gen de resistència a antibiòtic, productor de substàncies fosforescents…). També es poden seleccionar posteriorment els organismes que han adquirit la característica del gen afegit. Els organismes transgènics (aquells que s’han modificat genèticament, bacteris, animals i plantes) s’usen per la producció de fàrmacs (antibiòtics, vacunes, insulina…) producció de plàstics i materials biodegradables, bioremediació (reparació de desastres ecològics, detoxidicació de productes químics, depuració…) producció d’additius i ferments alimentaris i la millora de les qualitats organolèptiques (aspectes del menjar, aigua o altres substàncies creades mitjançant els sentits: gust, olor, tacte…) de productes. També s’usen com a models de malalties humanes, per canviar el seu creixement i propietats nutritives i per obtenir medicaments. Les plantes també poden ser fetes resistents a plagues, malalties, condicions ambientals, sotmeses a canvis en la maduració, composició, obtenció de substàncies farmacològiques… Aliments funcionals i transgènics Un aliment funcional proporciona valor nutritiu i afegeix una funció concreta com millorar la salut o reduir el risc de contraure malalties. Poden ser naturals o se’ls pot modificar tecnològicament, agregant-los components biològicament actius (minerals, vitamines, àcids grassos, fibra, antioxidants…).
