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Curso: Microbiología TEORIA_UNIDAD I_ SEMANA 01 Bacterias: Arqueobacterias y Eubacterias: Actinomicetos. Cianobacterias. Estructura. Morfología. Bacterias nutrición por absorción o fotosintética, con locomoción por medio de flagelos o inmóviles. Se encuentran en todos los medios. BACTERIAS: CARACTERÍSTICAS GENERALES Las bacterias son microorganismos unicelulares procariotas (sin membrana nuclear). Se reproducen asexualmente,por fisión binaria, rara vez sexual. La mayoría son de vida libre, a excepción de algunas que son de vida intracelular obligada, como Chlamydias y Rickettsias. Tienen los mecanismos productores de energía y el material genético necesarios para su desarrollo y crecimiento. Estructuras constantes: Pared celular, la membrana celular, los ribosomas y el material genético. Estructuras variables: Flagelos, fimbrias, cápsula, esporas SEGUIR LEYENDO. Estructuras internas o citoplásmicas: Material genético, ribosomas, cuerpos de inclusión Estructuras externas o Envoltura celular: Incluye la membrana plasmática, la pared celular que la recubre, la cápsula y los apéndices como fimbrias, pili sexual y flagelos. Contiene los sitios de transporte para nutrientes, interviene en la relación huésped parásito, es blanco de las reacciones del sistema inmune y puede contener estructuras tóxicas para el huésped. Carl Woese, pionero en el uso de ARN 16S como herramienta para el estudio filogenético de los organismos vivos, y mediante la secuenciación de este tipo de ácido nucleico, descubrió que dentro del grupo de los procariotas se habían incluidos organismos que, a nivel molecular, eran bastante divergentes; y en 1990 planteó la necesidad de separar todos los seres vivos en tres grandes dominios (categoría por encima del reino): Arqueobacteria o Archaea (que significa antiguo), Eubacteria (o bacteria verdadera), y Eucarya (Eucariotas). Las Eubacterias (o simplemente bacterias) viven en el suelo, el agua y los organismos vivos; entre ellas se encuentran las bacterias de interés médico, las bacterias verdes fotosintetizadoras, las cianobacterias o algas verde-azules y las bacterias púrpuras fotosintetizadoras. Poseen una pared celular compuesta por peptidoglicano (a excepción de los Mycoplasmas ). Algunas presentan fimbrias.
Las Arqueobacterias, comprende bacterias sin peptidoglicano como las anaerobias que viven en condiciones ácidas calientes, las que viven en condiciones salinas y las que reducen el anhídrido carbónico a metano. Por lo tanto, éstas viven en las profundidades del mar, en las aguas saladas y en las fuentes ácidas. SEGUIR LEYENDO La estructura de la pared celular de las bacterias contiene peptidoglicano y es importante el conocimiento de las diferentes paredes celulares de las bacterias (grampositivas, gramnegativas y ácido alcohol resistentes) a la hora de estudiar mecanismos de agresión, sensibilidad a los antibióticos, taxonomía, clasificación bacteriana, identificación, etc. SEGUIR LEYENDO Tamaño y forma Las dimensiones más frecuentes de estos organismos oscilan entre 0,5 - 1 por 2 – 5 pm. Para hacerse una idea de lo que este tamaño representa, se puede poner el ejemplo de que en un centímetro cúbico caben aproximadamente un millón de billones de bacterias de tamaño medio. Consecuencia de este pequeño tamaño es la elevada relación superficie - volumen de estos seres, lo que explica el rápido intercambio de sustancias con el exterior y por ello su gran velocidad de desarrollo La forma de las bacterias es variada, (figura 1.1) pueden ser esféricas (cocos), alargadas como un bastón (bacilos), con forma de estrella, de espiral (espirilos), comas, anulares, etc. También se encuentran agrupadas, normalmente en cadenas más o menos ramificadas (estreptococos, estafilococos, diplococos) VER VIDEO Algunas bacterias están rodeadas por una sustancia viscosa denominada cápsula, puede ser un depósito de sustancias nutrientes de reserva e incluso productos de desecho. La presencia de cápsula es determinante, en algunas bacterias infecciosas, al impedir la acción de los fagocitos. El desarrollo de bacterias con cápsula mucosa ha producido graves problemas de colmatación de filtros en sondeos. Algunos géneros ( Bacillus y Clostridium ) presentan la capacidad de producir esporas extraordinariamente resistentes a las condiciones ambientales y agentes desinfectantes. Arqueobacterias Son células Procariotas. Tienen membranas compuestas de cadenas de carbono ramificadas unidas al glicerol por uniones de éter y tienen una pared celular que no contiene peptidoglicano. No son sensibles a algunos antibióticos que afectan a las Eubacterias Son sensibles a algunos antibióticos que afectan a los Eucariotas. Tienen ARNr y regiones del ARNt claramente diferentes de Eubacterias y Eucariotas. Incluye las bacterias que pueden crecer en condiciones extremas como los hielos antárticos -psicrófilas-, o en fuentes termales (a veces a temperaturas superiores a las de la ebullición del agua), como las que habitan en las aguas hirvientes del parque de Yellowstone o dentro de volcanes, son las arqueas llamadas termófilas extremas, otras habitan en medios anaerobios, con pH muy ácido-acidófilas-,o en suelos y aguas altamente alcalinas son las llamadas alcalófilas, algunas arqueas son productoras de gas metano - metanógenas-, otras se desarrollan en medios salinos, o sea, las halobacterias o halófitas. Algunas arqueas son habitantes normales del intestino
https://www.um.es/eubacteria/universo_microscopico.pdf Características semejantes y diferenciales entre las Arqueobacterias y Eubacterias. Leer documento: https://www.diferenciador.com/arqueas-y-bacterias/ Cianobacterias. Son organismos fotosintetizadores aeróbicos.
Tienen clorofila a, pigmento universal para realizar la fotosíntesis aeróbica, y una serie de pigmentos accesorios y protectores. Algunas especies pueden tener también clorofila b y una cianobacteria marina presenta clorofila d. El típico color verde-azul de las cianobacterias se debe a la presencia de ficobilinas, pigmentos accesorios a la clorofila a. Estos pigmentos están asociados a proteínas y se componen de tres grupos principales: las alloficocianinas (absorbancia máxima, Amax = 650 nm), ficocianina (Amax = 620 nm) y ficoeritrina (Amax = 565 nm). La proporción de estos pigmentos puede ser alterada para aumentar la absorción de la luz en el espectro visible. Las ficobilinas solo se encuentran en las cianobacterias y dos grupos de algas eucariotas (criptofitas y rodofitas). Asimismo, las cianobacterias poseen carotenoides que se pueden encontrar en las algas eucariotas, pero también poseen otros que son exclusivos de las cianobacterias (carotenoides glicosídicos) y cumplen, principalmente, una función de protección para las altas intensidades lumínicas, actuando como antioxidantes al desviar el flujo de electrones en exceso para evitar que dañen los fotosistemas). Por otro lado, algunos carotenoides de las cianobacterias pueden cumplir funciones protectoras a bajas temperaturas o actuar como pigmentos accesorios de la clorofila a. Se ha demostrado que algunas cianobacterias producen el pigmento scitonemina (sólo presente en cianobacterias bentónicas) u otras sustancias fotoprotectoras de la luz ultravioleta o “pantallas solares”, como los aminoácidos del tipo micosporina. La mayor parte de las especies son de vida libre y se encuentran, principalmente, en ecosistemas acuáticos (marinos y continentales), pero también pueden encontrarse en ecosistemas semi-acuáticos o terrestres. Algunas especies terrestres (ej.: género Nostoc ) son simbiontes con hongos formando el 10% de las especies de líquenes conocidas, o con helechos acuáticos como Azolla sp, cuya cianobacteria simbionte es Anabaena azollae. Habitan bentos de lagos, lagunas, ríos y arroyos de todo el mundo. Las que componen el fitoplancton, comunidad de cianobacterias y microalgas eucariotas que habitan la columna de agua, desempeñan un rol clave en la producción primaria acuática. Por otro lado, algunas especies toleran condiciones de salinidad baja o intermedia y pueden encontrarse en estuarios o lagunas costeras salobres. Finalmente algunas especies planctónicas son netamente marinas, destacándose el grupo de las picocianobacterias (0,5 – 2 μm de diámetro) cumpliendo un papel clave en la producción primaria y ciclo de carbono de los océanos, y especies filamentosas de gran tamaño. Algunas especies son altamente tolerantes a condiciones extremas y pueden encontrarse en aguas termales a más de 60 °C, en lagos hipersalinos, o formando gruesas matas bentónicas, en lagos de regiones polares. Algunas especies habitan ecosistemas semi-acuáticos como plataformas de hielo en latitudes extremas, desiertos, viven en la penumbra de las cavernas o colonizan superficies de cualquier tipo, incluso pinturas artísticas como frescos. Existen especies de cianobacterias en un amplio rango de tamaños, desde especies de 0,5 μm (ej.: Prochlorococcus sp.) hasta otras que forman colonias macroscópicas de varios milímetros de diámetro (ej. Microcystis sp.). Los niveles de organización biológica unicelular, colonial y filamentoso están bien representados en las cianobacterias planctónicas, siendo el grupo que tiene mayor número de especies en el nivel filamentoso en el plancton. Este nivel de organización se caracteriza por organismos uniseriados con
Los actinomicetos también han sido descritos como agentes de biocontrol por la capacidad de producir enzimas biodegradativas como quitinasas, glucanasas, peroxidasas y otras, involucradas en el papel del micoparasitismo que llevan a cabo estos microorganismos. Por lo general se aíslan de la superficie del suelo y en profundidades entre 2 y 15 cm. Entre los géneros que se aíslan a partir de suelos son Nocardia, Streptomyces y Micromonospora. Se caracterizan por desarrollar diversas actividades en el ecosistema, tales como el mejoramiento de la estructura del suelo y producción de compuestos bioactivos con actividad antagonista contra microorganismos patógenos, siendo los principales productores de antibióticos. Ejemplo: Rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal: PGPR (del inglés Plant Growth Promoting Rhizobacteria). El género Streptomyces ha sido descrito como colonizador de la rizosfera, capaz de ejercer biocontrol sobre hongos fitopatógenos, producir sideróforos, sustancias promotoras del crecimiento vegetal in vitro, promover la nodulación y ayudar a los bacteriodes de Rhizobium a la asimilación del hierro en la fijación de nitrógeno en leguminosas, lo cual contribuye indirectamente a la promoción de crecimiento vegetal. Algunas especies son importantes en la ecología del suelo, ya que desempeñan un papel importante en la mineralización de diversos materiales orgánicos e incluso pueden degradar sustancias resistentes como la pectina, lignina, queratina, látex y compuestos aromáticos. Micromonospora , sus especies son fuente de diversos antibióticos, participan en el control biológico de enfermedades de plantas por medio de diversos mecanismos, como producción de enzimas hidrolíticas y activación en la planta de genes de defensa contra enfermedades (resistencia sistémica); tienen actividad como promotores de crecimiento y algunas especies producen fitohormonas (ácido indol acético y ácido giberélico) y otras se asocian a la bacteria simbiótica Rhizobium en el interior de pequeñas protuberancias en las raíces, por lo que Rhizobium y Micromonospora pudieran estar interaccionando positivamente para la planta en la fijación de N y, por lo tanto, mejora su nutrición. Leer documento: http://www.scielo.org.pe/pdf/rpb/v16n2/a19v16n2.pdf Este grupo microbiano ha recibido considerable atención en la biorremediación y últimamente en la agricultura, debido a que son fuente importante de sustancias con actividad biológica de gran utilidad para el hombre. El criterio utilizado para subdividir e identificar algunos grupos de actinomicetos son la forma y ornamentación de las esporas, así como la manera en que se agrupan. Un aspecto relacionado con el desarrollo de las esporas es la producción y excreción de metabolitos secundarios bioactivos que pueden ser de varios colores y que se observan como pequeñas secreciones en forma de gotitas sobre la colonia microbiana. Con relación a sus hábitos de vida se puede mencionar que estos microorganismos son generalmente saprófitos y participan activamente en la mineralización de la materia orgánica. Arthrobacter es un género de importancia ambiental, sus especies se emplean en la biorremediación, son resistentes a la desecación y a la deficiencia de nutrimentos, degradan herbicidas, pesticidas y moléculas orgánicas complejas.
Rhodococcus es otro género ampliamente distribuido en suelos y aguas; algunas especies son capaces de degradar diversas moléculas de hidrocarburos del petróleo, detergentes, benceno, bifeniles policlorados (PBC), etc. Frankia , importante en la microbiología agrícola por asociarse de manera simbiótica con varias especies de plantas superiores proporcionándoles diversos beneficios al capturar el nitrógeno (N) del aire y fijarlo para el uso de la planta. Las raíces de plantas colonizadas por Frankia desarrollan nódulos que fijan N de forma tan eficiente que un árbol puede crecer sin fertilización nitrogenada. Frankia coloniza diversas plantas y también tiene la capacidad de fijar N en vida libre. Algunas de las especies susceptibles de ser colonizadas por Frankia son utilizadas para la restauración de suelos contaminados por compuestos inorgánicos, como metales pesados o elementos potencialmente tóxicos. También coloniza suelos en proceso de formación y es tolerante a altas concentraciones de sales y niveles de pH, por lo que es apto para ser empleado en sitios con problemas de contaminación. Leer documento: file:///C:/Users/Alberto%20Llenque/Downloads/Quiones-Aguilaretal_2016_Actinomicetos.pdf Biologìa y Microbiología ambiental. 2013. Enlace: https://www.eumed.net/libros-gratis/ciencia/2013/22/22.pdf
