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Microbiología Primer Bloque, Apuntes de Microbiología

Universidad Autónoma de Madrid (UAM)Microbiología
Prof. José Luis Sanz

Asignatura: Microbiología Ambiental, Profesor: jose luis sanz, Carrera: Ciencias Ambientales, Universidad: UAM

Tipo: Apuntes

2016/2017

Subido el 23/04/2017

diego41-1
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GUIAS
DOCENTES
www.cbm.uam.es/jlsanz.
- Pagina de pestañas docencia
- El segundo parcial será hasta el tema 13.
- Bibliografía: Brock microbiología de los microorganismos.
- Microbiología de Prescott.
NO HAY CLASE EL JUEVES.
- Exámenes parciales (3) con valoración del 25 por ciento. Hay que
presentarse obligatoriamente a 1.
- Examen final: 25 o 30 preguntas que van a cubrir todo el temario y
preguntas cortas valoración del 50 por ciento. No hace falta aprobarlo para
aprobar la asignatura.
- Laboratorio: 15 por ciento hay que aprobarlo,
- Actividades complementarias del 10 por ciento, individuales.
SOY DEL GRUPO PARA PRÁCTICAS: 3263 PRÁCTICAS DEL 1 AL 5 DE
OCTUBRE
DIA 30 A LAS 11 30 DE LA MAÑANA AULAS 3 Y 4
TEMA 1: METODOS DE MICROBIOLOGIA Y CULTIVO
DE MICROORGANISMOS RELACIONADO CON EL
LABORATORIO Y EL EXAMEN DE TIPO TEST.
MICROBIOLOGIA AMBIENTAL:
- Las bacterias están consideradas como los primeros microorganismos. Toda la
biosfera depende de sus actividades (ciclo del nitrógeno y del carbono)
La microbiología es la ciencia que estudia a los seres vivos que no se pueden ver
a simple vista.
Abarca entidades sin estructuras celulares procariotas, protozoos, parte de los
hongos (los filamentosos) y parte de las algas.
1) NUTRICION BACTERIANA:
Trata de los monómeros necesarios para la célula, es decir, de los compuestos
químicos necesarios. Organismos diferentes necesitan diferentes nutrientes, cada
grupo metaboliza un tipo de nutriente.
Los microorganismos como todo organismo necesitan de macro nutrientes:
carbono (que supone el 50 por ciento de la célula) y nitrógeno, principalmente
entre otros.
CONCEPTOS:
- Prototrofia: capacidad para sintetizar todos los compuestos orgánicos
que se necesitan a partir de la principal fuente de carbono. (que a partir
del carbono se sinteticen todos los compuestos orgánicos).
- Auxotrofia : incapacidad de sintetizar algún compuesto.
- Metionina: aminoácido por el que empieza la síntesis de proteínas.
- Coenzima A: presente en el ciclo de krebs (matriz mitocondrial) proceso que en
las bacterias se lleva a cabo en el citoplasma.
- Quelacion: se introduce la sustancia dentro de la molécula (se solubiliza antes)
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www.cbm.uam.es/jlsanz.

  • Pagina de pestañas docencia
  • El segundo parcial será hasta el tema 13.
  • Bibliografía: Brock microbiología de los microorganismos.
  • Microbiología de Prescott. NO HAY CLASE EL JUEVES.
    • Exámenes parciales (3) con valoración del 25 por ciento. Hay que presentarse obligatoriamente a 1.
    • Examen final: 25 o 30 preguntas que van a cubrir todo el temario y preguntas cortas valoración del 50 por ciento. No hace falta aprobarlo para aprobar la asignatura.
    • Laboratorio: 15 por ciento hay que aprobarlo,
    • Actividades complementarias del 10 por ciento, individuales.

SOY DEL GRUPO PARA PRÁCTICAS: 3263 PRÁCTICAS DEL 1 AL 5 DE

OCTUBRE

DIA 30 A LAS 11 30 DE LA MAÑANA AULAS 3 Y 4

TEMA 1: METODOS DE MICROBIOLOGIA Y CULTIVO

DE MICROORGANISMOS RELACIONADO CON EL

LABORATORIO Y EL EXAMEN DE TIPO TEST.

MICROBIOLOGIA AMBIENTAL:

  • Las bacterias están consideradas como los primeros microorganismos. Toda la biosfera depende de sus actividades (ciclo del nitrógeno y del carbono) La microbiología es la ciencia que estudia a los seres vivos que no se pueden ver a simple vista. Abarca entidades sin estructuras celulares procariotas, protozoos, parte de los hongos (los filamentosos) y parte de las algas. 1) NUTRICION BACTERIANA: Trata de los monómeros necesarios para la célula, es decir, de los compuestos químicos necesarios. Organismos diferentes necesitan diferentes nutrientes, cada grupo metaboliza un tipo de nutriente. Los microorganismos como todo organismo necesitan de macro nutrientes: carbono (que supone el 50 por ciento de la célula) y nitrógeno, principalmente entre otros. CONCEPTOS:
    • Prototrofia: capacidad para sintetizar todos los compuestos orgánicos que se necesitan a partir de la principal fuente de carbono. (que a partir del carbono se sinteticen todos los compuestos orgánicos).
    • Auxotrofia: incapacidad de sintetizar algún compuesto.
  • Metionina: aminoácido por el que empieza la síntesis de proteínas.
  • Coenzima A: presente en el ciclo de krebs (matriz mitocondrial) proceso que en las bacterias se lleva a cabo en el citoplasma.
  • Quelacion: se introduce la sustancia dentro de la molécula (se solubiliza antes)
  • Endosporas: fabricadas por un grupo reducido de microorganismos entre ellos los bacilos. (Tinción en laboratorio). Clostridium y bacilos tienen Endosporas en la bacteria problema (laboratorio). 2 FACTORES DE CRECIMIENTO Aminoácidos (purinas, pirimidinias) y vitaminas (estas últimas son las que se necesitan para crecer más frecuentemente). 3) FACTORES AMBIENTALES: Influyen sobre el crecimiento, supervivencia y actividades metabólicas de los microorganismos. -PH: Debe ser adecuado y mantenerse durante todo el periodo de crecimiento La fermentación de carbohidratos libera ácidos orgánicos al medio con la consiguiente acidificación y detención del crecimiento. Clasificación: -Acidófilos: hongos bacterias y archeas (PH menor de 6) -Alcalófilos: la mayoría de las bacterias: archeas, bacilus firmus. Son suelos sódicos o suelos ricos en carbonato. PH alto. - TEMPERATURA (FACTOR IMPORTANTE) Determina la velocidad de crecimiento en función de la ley de arrenihus. Los microorganismos tienen 3 tipos de temperatura: mínima máxima y óptima. En la mínima tendríamos gelificacion de la membrana y por tanto un crecimiento lento. Si aumenta hasta la Temperatura ideal u óptima tendríamos un crecimiento óptimo. Si llegamos a la máxima se produce la desnaturalización proteica, colapso de la membrana y lisis térmica. -Psicrofilo: temperatura óptima de 4 grados y la mínima dependiendo, por debajo de cero menos 7 o menos 8. La temperatura máxima de estos coincide con la mínima de un mesófilo. -Mesofilo: la mayoría (39 de optima) -Termófilo: temperatura óptima de 60. -Hipertermófilo: temperatura óptima de hasta 80 o 100. - OXIGENO (ambiente óxico y anoxico): Aceptor final en organismos aerobios. Las anaerobias facultativas utilizan el oxigeno si lo hay, o utilizan otro mecanismo si no hay presencia de oxigeno en su metabolismo. De acuerdo a su respuesta frente al O2 las bacterias se clasifican como: -Aerobias: dependen del O2. Microaerófilas: prefieren concentraciones bajas (2%).
    • Anaerobias facultativas: utilizan O2 si está presente, pero pueden crecer en su ausencia.
    • Anaerobias: no pueden utilizar O2. Pueden ser:  Estrictas: el O2 es tóxico (Clostridium)  Aerodúricas o aerotolerantes: toleran el O2. (Enterococcus faecalis) Las aerotolerantes y los anaerobios estrictos no pueden generar energía mediante la respiración aerobia y utilizan la fermentación y la respiración anaerobia. Toxicidad del oxígeno y de los subproducto del metabolismo oxidativo (radical superóxido, radicales y agua oxigenada). 4) LIMITACION DEL CRECIMIENTO POR FACTORES AMBIENTALES: El desarrollo de los microorganismos (cómo de cualquier ser vivo) se rige por dos principios: - Ley del Mínimo de Liebig (1840). (El nutriente menos disponible es el que va a limitar el crecimiento) - Ley de la Tolerancia de Shelford: de electrones en los organismos aerobios. (Independientemente de los nutrientes del medio los limites los van a plantear

 Esterilización por aire caliente (horno seco): Produce oxidación. Método de esterilización muy eficaz pero con una temperatura 170 grados/ 2 horas. Recipientes de vidrios vacios agujas y jeringas de vidrio. -Conceptos

  • Bacilos de placa petry son masas blancas.
  • La temperatura es lo que mata a los organismos y no la presión (aunque esta ayuda a que se favorezca la temperatura).  Levaduras: 5 minutos a 50 o 60 grados (esporas: 70 u 80)  Mohos (30 minutos a 62 grados) (esporas a 30 mins a 80 grados)  Bacterias: 10 minutos a 60 o 70 grados (esporas 800 minutos o mas a 100 grados).  Mycobacterium tuberculosis RADICACION: Las microondas, la radiación ultravioleta etc. Va a depender de la dosis y del tiempo. -Radiaciones ionizantes. Radiaciones electromagnéticas por la que se producen electrones radicales hidroxilos o radicales híbridos. Estas radiaciones degradan macromoléculas (entre ellas el DNA). Las radiaciones ionizantes esterilizan. Estas radiaciones tienen una longitud menor de 1 nm:  Rayos gamma: que penetran profundamente (bactericida fungicida alguicida o viricida.) por tanto requieren horas de esterilización para grandes volúmenes.  Rayos x: penetran muy poco pero bastan unos segundos para destruir la molécula. -Radiaciones no ionizantes: la longitud de onda es superior a 1 nm.  Luz ultravioleta (lesiona el DNA formando dímeros de timina). La más eficaz para eliminar microorganismos es de 260 nm. Se utiliza para eliminar microorganismos en el aire: se trata de desinfección y no de esterilización: no es muy penetrante los microorganismos deben estar expuestos directamente a los rayos. (SIEMPRE CAE PREGUNTA DE EXAMEN DE AQUÍ)

FILTRACION.

  • Filtro de profundidad: (no entra en el examen) desinfección. Formado por fibras de papel: Se utiliza mucho para procesos industriales y en el ámbito domestico. EPA: filtro de aire particulado de alta eficacia. -Filtro de membrana: esterilización. Puede ser de acetato de celulosa o de nitrato de celulosa. Tamaño de poro pequeño no retinen ni virus ni nucleoplasmas pero se considera que pueden esterilizar. (Soluciones termolábiles y emulsiones oleosas). Se realiza mediante una jeringa con un filtro. (IMPORTANTE PARA EXAMEN ESTE ULTIMO). - AGENTES ANTIMICROBIANOS QUIMICOS: Compuesto químico que puede ser tanto natural como sintético que mata o inhibe el crecimiento de microorganismos. Las sustancias que destruyen microorganismos suelen terminar con el sufijo cida (matar).
  • Germicida: destruye microorganismos patógenos pero no necesariamente Endosporas. Bactericida funguicida alguicida
  • No destruyen los microbios pero impiden su crecimiento. -AGENTES ANTIMIBROBIANOS QUIMICOS DE USO EXTERNO: --Ámbito industrial. --Ámbito comercial. --Diseñados para que no crezcan dentro de los seres humanos tanto en ambientes inanimados como en superficies corporales externas
  • AGENTES ESTERILIZANTES:  Esporicidas: destruyen todos los tipos de vida microbiana incluidas las endosporas. Se utilizan en situaciones en los que no puede utilizarse el calor y la radiación. La endospora germinara en condiciones favorables de T PH y oxigeno:  Agentes químicos gaseosos: - Oxido de etileno: esterilizante y esporicida, Quirúrgico. - Formaldehido: esterilizante esporicida.  Agentes químicos líquidos: - Peróxido de hidrogeno vaporizado: utilizado para quirófanos. Cuando no es vaporizado no es esterilizante. - Hipoclorito de sodio lejía. desinfectante.

 Agentes químicos líquidos antisépticos: Matan o inhiben el crecimiento de microorganismos.

  • Etanol: 65 o 80 por ciento.
  • Compuestos con fenol.
  • Detergentes cationicos
  • Compuestos yodo foros La acción de todos los anteriores compuestos depende de la concentración, tiempo de exposición y el modo de administración. Sin embargo los microorganismos tienen la capacidad de responder contra lo que se le está administrando en contra. Estos agentes antimicrobianos pueden ser por tanto neutralizados. Son capaces de o bien fabricar materiales orgánicos que impidan la entrada, o bien fabricar una capsula alrededor de ellos o bien formando una biopelícula. 5) TÉCNICAS DE ENRIQUECIMIENTO:
  • Medio de cultivo: puede ser una mezcla de nutrientes para poder aislar a los microorganismos a una concentración adecuada y a unas condiciones óptimas de PH y temperatura y oxigeno. El medio de cultivo nos va a permitir el crecimiento por tanto de los microorganismos. Los microorganismos necesitan una fuente de carbono nitrógeno y azufre, una base mineral (oligoelementos: calcio) y unos factores de crecimiento (algunos esenciales y otros no, unos necesitan vitaminas otros no). -Cultivo axénico. Cultivo de una sola especie bacteriana proveniente de una sola célula (IMPORTANTE LA DEFINICION).  Tipos de medio de cultivo:
  • Estado físico como se encuentran, si son líquidos o sólidos o semisólidos. El de clase es sólido y le añadimos Agar.
  • Composición química:  Medio definido o sintético: aquel que se conoce su composición química exacta del preparado, porque ha sido preparado a partir de compuestos químicos puros.  Medios complejos o indefinidos: aquel del cual se desconoce su composición química exacta porque ha sido preparado a partir de estractos naturales. Cuando no se conoce las necesidades nutricionales de los microorganismos. (EL DE CLASE ERA ASÍ). En cuanto aparece la palabra ESTRACTO es indefinido seguro, cuando aparece PECTONA LO MISMO ya que es una proteína pero desconocemos cual. MUY IMPORTANTES AMBOS TÉRMINOS. CAEN SIEMPRE.
  • Tipos funcionales de medios de cultivo:  Medios generales o de mantenimiento: se utilizan para cultivar muchos microorganismos diferentes. Caldo tríptico de soja y el Agar tríptico de soja. Cuando le quitas el Agar se forma el caldo: TSA a TSB ( B DE CALDO EN INGLES QUE ES DE BROTH)  Medios de enriquecimiento favorece el crecimiento de microorganismos exigentes  Medios selectivos: que favorecen a determinados grupos de determinados microorganismos mientras suprime el crecimiento de otros. La selección se realiza mediante la adición de un inhibidor. (antibióticos, algunos colorantes una única fuente de carbono.) EL AGAR ENDO, EL AGAR EOSINA AZUL DE METILENO, Y EL AGAR MACcONKEY SON USADOS PARA LA

agitamos, cogemos un ml y lo vamos echando en cada uno de los tubos, bajando la carga microbiana. Los tubos están estériles. AL haberlo diluidos varias veces cojo un medio solido y paso un ml de cada tubo a la una placa petry. El rango en el que puedo contar es de 30 a 300. (LABORATORIO). Fuentes De error del recuento en placa dependen de: el medio de cultivo, las condiciones de incubación si el cultivo es mixto velocidad del crecimiento, irregularidades en el pipeteo. -Recuento de células totales: hay dos tipos

    • Directo: mediante microscopio con la cámara de recuento que está tasada y nos permite determinar por ml el número de células que hay.
    • Contador electrónico: que nos la recuenta directamente. Ambos métodos conllevan también sus limitaciones: no distingue entre células vivas y muertas, que las muy pequeñas son imposibles de detectar (afecta a la precisión): otro problema es la densidad óptica (por debajo de 10 elevado a 6 no vale), muchas de estas células tienen flagelos y se mueven, los restos se pueden contar como células.
  • Método de la masa celular: mediante espectrofotómetro. Se utiliza generalmente una longitud de onda de 550 nm ( color verde): El descenso de luz no dispersada causada por la turbidez. La lectura se expresa en unidades de densidad óptica. -Citometro de flujo: es un láser que te permite contar las células y encima es capaz de distinguir entre células vivas y muertas. Permite contar muestras líquidas.

TEMA 2: METODOS DE MICROBIOLOGIA 2.TÉCNICAS

MICROSCOPICAS.

Preguntas de microscopía caen SI O SI.

Las tinciones van a ser preguntadas en práctica y teoría.

1) MICROSCOPIO:

    • Óptico
    • Electrónico Depende del aumento el contraste y la resolución. Objetivos con lentes convexas que desvían los rayos de luz por refracción encontrándose en un solo punto: punto focal.
  • Contraste: diferencias en la intensidad de la luz lo que nos permite apreciar que una zona de la imagen es diferente de otra zona próxima o del fondo del campo. La mayoría de los microorganismos carecen de color.
      • Aumentar el contraste de forma artificial: utilizar colorantes.
    • Resolución: la menor distancia entre dos puntos que se pueden ver por separado. Para ver el movimiento de microorganismos hacemos la prueba de la gota pendiente Las tinciones se llevan a cabo ya que todos los colorantes tienen grupos cromóferos coloreantes los cuales se unen a la pared bacteriana de las bacterias por enlaces iónicos, covalentes o hidrofóbicos. Hay 3 tipos de tinciones. -Tinción simple -Tinción diferencial. -Tinción especifica 2) TINCION SIMPLE: Finalidad: estudiar la morfología de los microorganismos mediante un colorante para aumentar el contraste. 3) TINCIONES DIFERENCIALES: Sirve para identificar dos clases de bacterias diferentes en base a la tinción.
    • tención primaria: igual método que una simple.
    • tinción de contraste: se utiliza otro colorante que tiñe las células no teñidas por el primer colorante Tinción de gram Tinción de alcoholes resistentes. 4) TINCION DE GRAM: (CAE SIEMPRE) Objetivo: estudiar la morfología de las bacterias (gram positivas o gram negativas en función de la composición de la pared).
    • Tinción primaria.
    • Decoloración.
    • Tinción de contraste. Se lleva a cabo siguiendo los siguientes pasos:

ÁCIDO

ALCOHOL

RESISTENTE

ZIEHL

NEELSEN

Si veo endosporas en mi muestra problema será gram positiva. Solo los bacilos (los que tienen forma de bacilo) tienen endosporas. Los cocos en cambio no producen endosporas por lo tanto son gram negativos. 5) OTRAS TINCIONES:

  • TINCION DE FLAGELOS: (No se va a ver en el laboratorio)
  • TINCION NEGATIVA: Mediante tinta china que permite distinguir la cápsula blanca de las bacterias.
  • MICROCOPIO OPTICO: nunca entra en teoría solo vamos a verlo en prácticas. (10, 40, y objetivo de inmersión con aceite). 6) OTRAS MICROSCOPIAS OPTICAS:
  • Campo oscuro.
  • Contraste de fase.
  • Contraste diferencia de interferencia.
  • Fluorescencia. CAMPO OSCURO: Sirve para células vivas Permite visualizar células y organismos vivos que no pueden teñirse Condensador que incluye un disco opaco. Disco opaco bloquea la luz que llega directamente al objetivo El objetivo solo captura la luz reflejada por la muestra. La muestra aparece iluminada sobre un fondo negro (sífilis) CONTRASTE DE FASE Tiene un diafragma anular que nos permite ver la forma de las células y las estructuras internas de organismos vivos. Muestran con claridad las cubiertas externas, y contorno microbiano. Por tanto nos permite ver motilidad (movimiento) debido a que tiene un diafragma anular que permite que la luz pase controlada. MICROSCOPÍA DE FLUORESCENCIA:
  • Sustancias que absorben luz de longitud de onda corta (ultravioleta) y emiten una longitud de onda mayor (visible).
  • Algunos organismos fluorecen naturalmente bajo la luz ultravioleta
  • Metanobacterias P420.

BACILOS:

No tienen agrupaciones. ACTINOMICETOS: Presentan desarrollo micelar.

TEMA 3 MICROBIOLOGÍA: ORGANIZACIÓN Y ESTRUCTURA DE LA CÉLULA

PROCARIOTA 1: ENVOLTURAS CELULARES.

Los organismos se dividen en eucariotas y procariotas. A partir de esta división se establecen 3 linajes evolutivamente diferentes (DOMINIOS).

  • Bacteria: dominio de microorganismos procariotas
  • Archaea: dominio de microorganismos procariotas
  • Eukarya: dominio de microorganismos eucariotas.
  1. CELULAS EUCARIOTAS
  • ADN localizado en un núcleo rodeado por una membrana nuclear.
  • Núcleo con múltiples cromosomas.
  • El ADN está asociado a proteínas. (Histonas). -Nuestras células tienen orgánulos rodeados de membrana (retículo endoplasmático, mitocondrias).
  • La pared celular si existe, tiene una estructura química sencilla.
  • La división celular se lleva a cabo por mitosis (se replican los cromosomas distribuyéndose en los núcleos de células hijas).
  1. CÉLULA PROCARIOTA:
  • El ADN no está rodeado por una membrana.
  • El cromosoma se organiza en un único ADN circular.
  • El ADN no se asocia a histonas si no a proteínas no histónicas.
  • Un rasgo distintivo es que no tienen orgánulos rodeados de membrana.
  • Fosforilación oxidativa llevada a cabo en la pared bacteriana (en caso de eucariotas ocurre en las crestas mitocondriales)
  • La pared celular casi siempre posee un polisacárido complejo conocido como peptidoglicano.
  • La membrana de procariotas tiene una composición química específica que nos permite identificarlas (ya que difieren en los lípidos que contienen) (SIEMPRE CAE LA PARED BACTERIANA)
  1. DIFERENCIAS QUÍMICAS ENTRE DOMINIOS.
  • Archaea: lípidos de membrana diferentes a las de otros dominios. Las archeas se encuentran en ambientes termófilos e hipertermófilos (ambientes extremos de temperatura), por lo que han desarrollado membranas muy resistentes ya que los enlaces éter confieren estabilidad. Los principales lípidos de las archaeas son:  Diéteres de glicerol (20 átomos de carbono, conocido como fitanol).  Es importantes saber que las archaeas NO tienen ácidos grasos.  Difitanol (40 átomos de carbono)  Tetraéteres de glicerol (con los cuales pueden formar monocapas que las hacen resistentes a la disgregación en el caso de las archeas las hacen resistentes a la temperatura).
  • Eukarya: glicerol + ácidos grasos (16 ó 18 carbonos), los cuales no se ramifican y se unen al glicerol por enlace éster. Los ácidos grasos son poliinsaturados.
  • Bacterias: poseen ácidos grasos monoinsaturados o saturados. Glicerol + cadenas laterales (isoprenos, que no ácidos grasos) que se unen al glicerol mediante enlaces éster. Son siempre ramificados, y aparte de ello los isoprenoides son siempre saturados. (FOTOCOPIA DE DIFERENCIAS).
  1. ESTEROLES Y HOPANOIDES: -Esteroles:  Los eucariotas poseen esteroles.  Los procariotas no poseen esteroles salvo las bacterias metanótrofas y micoplasma.  Los esteroles son moléculas rígidas y planas que favorecen la estabilidad de la membrana.
  • Hopanoides:  Similares a los esteroles, presentes en el dominio bacterias.  Tienen una función parecida a la de los esteroles (estabilización de la membrana)  No se han encontrado nunca presentes en las archaeas.
  1. FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA:
    • Permeabilidad selectiva.
    • Proteínas (periféricas, integrales)
    • Tienen agua, CO2, moléculas cargadas y sin carga.
    1. PROCESOS METABÓLICOS DE MEMBRANA:
    • Transporte: permeasa (enzima-proteína)
    • Síntesis de lípidos y componentes de la pared celular.
    • Respiración, fotosíntesis (fotofosforilación en tilacoides, en las bacterias se produce en la membrana)
    • Receptores especiales que permiten detectar y responder a compuestos químicos.
    • Proteínas de anclaje para el gnéforo (ADN BACTERIANO) durante la división.
    • Mesosomas: invaginaciones de la membrana plasmática (síntesis de ATP y división bacteriana).
    1. ESTRUCTURA Y FUNCION DE LAS PROTEINAS TRANSPORTADORAS: -PROCARIOTAS (3 TIPOS)
      • Transporte simple
      • Translocación en grupo
      • Sistema ABC Ambos 3 son para el transporte de moléculas pequeñas. -TRANSPORTE SIMPLE: Una sola proteína transmembrana: la fuerza motora para que se lleve a cabo el transporte la dan los protones (fuerza motriz). -TRANSLOCACIÓN DE GRUPO: Un conjunto de proteínas coopera para llevar a cabo el transporte. Modificación química de la sustancia transportadora a expensas del fosfoenolpiruvico.
      • SISTEMA ABC: tiene

PARED CELULAR DE LAS GRAM NEGATIVAS:

  • Membrana externa (solo presente en las gram negativas). No tienen ácidos teóicos, sino lipoproteínas de Braun que sirven de unión entre el peptidoglicano y la membrana externa.
  • Lipopolisacáridos:(por ejemplo en la salmonella): están formados por lípido A por núcleo de polisacárido y el polisacárido O. Confieren a la bacteria la carga negativa a la bacteria.  El lípido A esta formado por ácidos grasos que se unen por enlace éster a N acetilglucosamina-fosfato.  El núcleo del polisacárido está formado por cetodesoxioctano, heptosa (azucares de 7 átomos), glucosa galactosa y N-acetilglucosamina.  El polisacárido O: específico de los microorganismos (glucosa galactosa ramnosa manosa…). Función biológica de los LPSS: estabiliza la estructura de la membrana externa, adhesión bacteriana a superficies y formación de biofilms. Es una barrera de permeabilidad.  Las endotoxinas (compuestos químicos que segrega la bacteria para matar) están en el lípido A (salmonella, shiginella, E.coli).  Dolores gastrointestinales, infecciones alimenticias, pirogeneicidad, hipotensión, choque letal por fallo cardiaco, actividad necrótica de tejidos.  Porinas: proteínas transmembranales que poseen 3 subunidades idénticas. Tipos de porinas: inespecíficas, específicas. Tienen como función actuar como canal de entrada y salida de sustancias hidrofílicas de bajo peso molecular.  Periplasma: se sitúa entre la membrana plasmática y la cara interna de la membrana externa. Está formado por proteínas periplásmicas. Función: tiene enzimas hidrolíticas (degradación de nutrientes), transporte de sustancias (proteínas de unión) y quimiorreceptores (relacionada con la respuesta quimiostática). PARED CELULAR DE ARCHEAS:
  • Peptidoglicano: está ausente en las archeas.
  • Carecen de membrana externa típica.
  • Composición química muy variada.
  • Archeas metanógenas.
  • Tienen pseudomureína. Está formada por N acetilcalosaminuromico. OTROS POLISACARIDOS DE LAS PAREDES CELULARES: Methanosarcina: paredes celulares gruesas. (esta formada por glucosa, acido glucorónico, galactosamina, acetato, halococcus (estanque de evaporación de sal y mares y lagos salinos) Composición: a mas sulfato. Las cargas negativas de los grupos sulfatos establecen enlaces con el Na+ presente en su hábitat y estabilizan la pared celular en ambientes polares. CAPA S DE LAS ARCHEAS: Es tipo más común de pared entre las Archaea. Estructura paracristalina. Está formada por proteínas y glicoproteínas. Como funciones: refuerzo estructural, filtro selectivo, retención de proteínas. (Capsula de las archeas). FUNCIONES DE LA CAPA DE POLISACÁRIDOS:
  • Sirven para fijar los organismos a la superficie.
  • Impiden la fagocitosis.
  • Les permiten esos componentes retener el agua y evitar la desecación.
  • Las capsulas tiene gran importancia ecológica, son capaces de formar biopelículas y flóculos y gránulos indispensables para la depuración de aguas. BIOPELICULAS O BIOFILMES: (IMPORTANTE) Son ecosistemas microbiológicos muy complejos y muy difíciles de estudiar por las técnicas convencionales. No se pueden reproducir en un laboratorio ya que es un ecosistema en continuo cambio. No todos los microorganismos forman biofilmes. Pueden estar formados por bacterias, hongos algas y protozoos. Para estudiar biolfilmes se utilizan las microscopias SEM y la microscopia confocal.

-¿Cómo se forman?: En 1989 Hamilton y Characklis describieron la formación de biofilmes a través de las siguientes fases:  Transporte de moléculas orgánicas y células a la superficies  Adsorción de moléculas orgánicas que acondicionan la superficie.  Adsorción de células en la superficie.  Crecimiento de células adsorbidas con síntesis asociada de exo- polimeros (EPS).  La colonización es uno de los primeros pasos que da ligar a la formación de biofilmes en un material (produce una reducción de las propiedades de la sustancia que colonice o su destrucción).

- Papel de los exo-polimeros en el biofilme:  Retienen agua y forman un hidrogel (matriz de polímero hinchada por agua)  Unen las células y o el biofilme completo a la superficie.  Cohesionan los agregados microbianos.  Rellenan y forman el espacio intercelular.  Dan forma tridimensional a la estructura del biofilme.  Inmovilizan las células mediante largos tiempos de retención.  Confiere insertado en una serie de anillos estabilidad a los consorcios microbianos que a su vez tienen sinergia.  Retienen, estabilizan y protegen las exo-enzimas.  Permiten la transferencia genética horizontal.  Secuestra nutrientes de la fase acuosa. Los biofilmes se pueden encontrar en superficies naturales y artificiales. Son muy beneficiosos en ríos y aguas. También son necesarios en plantas de tratamiento de aguas.

 Flagelación perítrica: gran cantidad de flagelos que el movimiento es lento y siempre en línea recta. Cuando tiene que voltearse se separan todos los flagelos, rota y cambia de dirección retornando otra vez.  Flagelación polar: se giran periódicamente:

    • Flagelos reversibles cambian de sentido invirtiendo la rotación flagelar.
    • Flagelos unidireccionales: rotación en el sentido de las agujas del reloj. 3) TAXIA: Es el movimiento de acercamiento o alejamiento al estimulo
    • Quimiotaxia: químico
    • Fototaxia: luz. 4) CUERPOS DE INCLUSION: Son gránulos de material orgánico o inorgánico que se encuentran en la matriz citoplasmática. Tienen como función almacenar energía o servir de reservorio para construir otras cosas.

- TIPOS DE CUERPOS DE INCLUSIÓN EN BASE A SU FUNCION.

 TILACOIDES:

Estructuras de cianobacterias, y los únicos orgánulos procariotas intracelulares rodeados de membrana unitaria. Albergan el sistema fotoquímico.  CLOROSOMAS: Cuerpos elipsoidales. Contienen los pigmentos antena, Bacterioclorofila y carotenoides del sistema fotoquímico. Es típico de las bacterias verdes del azufre y bacterias fotótrofas.  VACUOLAS DE GAS: Propias de hábitats acuáticos. Son típicas de las cianobacterias, bacterias fotosintéticas y de las archeas (halobacterias). Sirven para la flotabilidad, permiten a las bacterias colocarse en una postura adecuada en el agua para realizar su metabolismo (capturar luz oxigeno y nutrientes). Si las condiciones son más adversas se hunden.  CARBOXISOMAS: Son inclusiones poliédricas hexagonales que contienen la enzima ribulosa 1, 5 difosfato carboxilasa. Es necesaria para las bacterias que utilizan el CO2 como fuente de carbono (fotosíntesis). Presente en quimiolitótrofas y cianobacterias.  MAGNETOSOMAS: Tienen dentro unas partículas intracelulares de mineral de hierro la magnetita y funcionan como un dipolo. Están influenciadas por el campo magnético. Presente en bacterias acuáticas (bacterias anaerobias microaerófilas.

  • TIPOS EN BASE A LA COMPOSICION QUIMICA:  De reserva (orgánicos) glucógeno o almidón o poli B hidrohidroxibutirato  De reserva (inorgánicos) gránulos de polifosfato o votulina y gránulos de azufre.  PHB: (polihidroxidobutirato) Compuesto lipídico formado por moléculas de B hidroxidobutirato unidas por enlace éster formando polímeros de PHB. La producen bacterias y archeas. Plásticos biodegradables.  GRANULOS DE FOSFATO: Se originan cuando faltan nutrientes, momento en el que se absorben del medio. Tienen como función la síntesis de los ácidos nucléicos y de la pared de fosfolípidos. Y es importante en la eliminación de aguas residuales. Está presente en hongos protozoos y algas.  GRANULOS DE AZUFRE

Almacenan azufre elemental, S. Cuando no hay sulfuro de hidrogeno en el medio , lo utilizan para oxidarlo a SO4. Almacenaran gran;ulos de azufre las bacterias fotosinteticas rojas y algunas quimiolototrofas (tipo de metabolismo de alguans bacterias)  RIBOSOMAS:

  • Ribosoma de la celula procariota Estan constituidos por proteinas y ARN. Existen unos 10 a 20.000 ribosomas por bacteria. Realizan la traduccion de la informacion genetica y llevan a cabo la sintesis de proteinas. EL 16Sr RNA se utiliza universalmente como marcador filigenetico taxonomico;. Para clasificar a los procariotas Subunidad pequeña: 30S. Subunidad grande: 50S. 5) INTRUDUCCION A LAS ENDOSPORAS Producidas por ciertas bacterias gram positivas: Bacillus y Clostridium. Cuando no existen nurtientes esenciales o estan disponibles en niveles muy bajos se produce el proceso de esporulacion en el interior de la celula vegetativa. Al final de la esporulacion, la celula madre se autolisa y la espora queda libre La endospora aguanta larquisimos periodos es ausencia de nutrientes, y resiste diversos factores de estres ambiental. Cuando las condiciones son adecuadas, la espora germina y se transforma en celula vegetativa. Solo es posible esto para microorganismos que puedan generar endosporas. Los que no, presentan otros procesos: Vacuolas de gas, reservorios. Cada celula genera una espora. ESPORAS TEÑIDAS CON VERDE DE MALAQUITA Son cuerpos refrigentes ( cuerpos que podemos teñiry diferenciar) formados dentro de la celula vegetativa al final del crecimiento exponencial. TIPOS DE ESPORAS Segun el diametro relativo a la celula madre y posicion dentro de ella pueden ser:
    • Deformantes: en palillo de tambor o cerrilla en huso
    • No deformantes
    • Segun sulocalizacion dentro del esporangio
    • Terminales
    • Subterminales
    • Centrales EL PROCESO DE ESPORULACION La celula vegetativa se transforma mediante cambios geneticamente dirigidos en una endospora. Hay 200 genes implicados

TEMA 5: GENÉTICA BACTERIANA

1) EL NUCLEOIDE:

El DNA de procariota no está rodeado de membrana. Está contenido en una region concreta del citoplasma, llamada nucleoide o genoforo. El genoma esta compuesto por un solo cromosoma (procariotas). Hay alguna excepcion. Examen:solo un cromosoma. Opcionalmente además, esta formado por plásmidos. EL CROMOSOMA PROCARIOTA: COMPOSICIÓN QUIMICA Y ESTRUCTURA

  • 60% DNA
  • 30% RNA
  • 10% proteinas. Normalmente , un solo cromosoma circular y cerrado. Es siempre Haploide (n) pero como excepcion pueden existir varias copias del cromosoma cuando la bacteria crece rapido.

EXCEPCIONES:

  • Borrelia y Streptomyces tiene un cromosoma lineal.
  • Bacterias con dos o mas cromosomas
  • Rhodobacter, Vibrio, Leptospira, Brucella: dos cromosomas lineales
  • Sinorhzobium meliloti: tres cromosomas circulares
  • Agrobacterium tumefaciens: una lineal y uno circular TAMAÑO DEL CROMOSOMA Bacterias t'ipicas: 3000 – 5000 kpb Escherichia coli (4700) Bacterias pequi;as 70 – 1000 kpb Mycoplasma genitalium 700 Bacterias con ciclos complejos 12000kpb Actinomicetos y cianobacterias 6) PLASMIDOS: DEFINICION Y CONCEPTOS GENERALES: Elementos geneticos extracromosomicos con la capacidad de autoreplicarse. DNA bicatenario. Menos que 5% del tamaño del cromosoma. La gran mayoria circulares, la minoria lineales. No tienen capacidad replicativa. Las enzimas que replican los plasmidos son encimas celulares normales 1 – 1000 kbp FUNCION PRINCIPAL DE LOS PLASMIDOS:
  • Controlan la iniciación de la replicación (sobre todo en la conjugación).
  • Confieren a las bacterias resistencia a antibióticos.
  • Confieren tolerancia a metales pesados.
  • Confieren la capacidad de degradar sustancias poco habituales en el medio ambiente (plásmidos catabólicos importantes en biorremedacion) -Según su capacidad de transferencia horizontal se clasifican en:  Plásmidos conjugativos: son aquellos que se transfieren en cepas por medio de fenómenos de conjugación.  Plásmidos promiscuos: son aquellos plásmidos que no solo se transfieren entre cepas de la misma especie, sino que son capaces de hacerlo entre especies y géneros muy diversos o de amplio espectro de hospedadores permitiendo transferencia horizontal de información genética entre grupos bacterianos filogenéticamente alejados.

 Plásmidos no conjugativos: son aquellos carentes de la propiedad de conjugación (no se pueden auto transmitir pero puede ser ayudados por un plásmido conjugativo presente en la misma bacteria.  Episomas: plásmidos que pueden integrarse en el cromosoma bacteriano. Transposones: segmentos pequeños del ADN de la bacteria que pueden desplazarse a otra zona cambiando la codificación de la proteína. Tienen entre 700 y 40000 pares de bases. Contiene la enzima necesaria para la transposición (la transpopasa). No tiene que ver ya con los plásmidos. 7) MECANISMOS DE TRANSFERENCIA GENETICA ENTRE MICROORGANISMOS:

  • Haploides.
  • Se reproducen asexualmente
  • Intercambio de material genético por la transferencia horizontal de

información genética.

  • Proceso fragmentario y unidireccional. - CONJUGACION: Mecanismos por el cual se transfiere material genético de una bacteria a otra. Es un proceso rápido y eficiente. Es mediado por un plásmido (fragmento circular de DNA) que se replica independientemente del cromosoma.
    • El plásmido conjugativo más habitual es el PLASMIDO F.
    • La conjugación requiere contacto directo entre las células, necesita célula donadora y receptora.
    • Tenemos una celula donadora ( contiene el plásmido conjugativo) Célula F+. Tenemos ademas una celula receptora ( no contiene el plasmido) Celula F-
    • Las células que se conjugan tienen que ser de tipo sexual opuesto.
    • En las gramnegativas el plásmido contiene genes que codifican la síntesis de los pili sexuales para mantener en contacto directo las células. A través del pili pasan el plásmido
    • Las grampositivas producen moléculas de superficie cohesivas que mantienen el contacto directo .El plásmido se replicara durante la transferencia de una copia monocatenaria del DNA del plásmido a la cepa receptora. El plásmido se duplica primero y luego se transfiere. Cuando el plásmido, Factor F, se encuentran dentro de la célula F, se produce la recombinación entre el plásmido el factor F y el cromosoma de la célula. El plásmido queda integrado y se convierte en una célula de esta recombinación: HFR. - TRANFORMACION: