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Clasificación y taxonomía de los microorganismos
Microbiología
Nomenclatura de los microorganismos
Clasificación o agrupamiento sistemático de los organismos en grupos o categorías.
Principios.
Cada clase distinta de organismos se designa como una especie.
Las especies se nombran por dos vocablos latinos para ajustarse a una denominación internacional “sistema binomial”.
La aplicación de los nombres esta reglamentada. Se requiere la designación de categorías para clasificar a los
microorganismos. Se establecen criterios para la publicación efectiva de nuevos
nombres específicos, así como una guía para acuñar los nuevos nombres científicos.
Ejemplos de nomenclatura
Bacillus bastoncito Lactobacillus bastoncito de la leche
Sarcina paquete o manojoStreptococcus lactis var. maltigenes
Pasteurella por Louis Pasteur Pasteurella pestis
Neisseria por Albert Neisser Neisseria gonorrhoeae
Staphilococcus albus Estafilococo blanco
Salmonella pullorum Salmonela de los pollos
Mycobacterium tuberculosis Bacilo tuberculoso
Corynebacterium diphteriae Bacilo diftérico
Escala microbiana
Relación de tamaños entre células y distintas estructuras químicas.
El microscopio óptico nos da la capacidad de resolución a partir de células procariotas.
El microscopio electrónico da la capacidad de resolución a nivel molecular.
Montaje de preparaciones
Preparación fresca: montaje húmedo o gota pendiente es cuando sobre el portaobjetos se coloca una gota de la muestra a observar.
Esta técnica se usa cuando se quiere observar si hay movilidad en los microorganismos, si hay procesos fisiológicos visibles o para observar estructuras que pueden modificarse cuando se usa una técnica de fijación.
Técnica de fijación: consiste en la colocación de la muestra sobre el portaobjetos y posteriormente se calienta y se fija a la flama del mechero con la finalidad de que se deshidrate por completo.
Esta técnica se usa cuando se quiere observar características morfológicas más superficiales y evitar movimiento celular. En estos casos es más común utilizar técnicas de tinción.
Tinción de los microorganismos
Una tinción se aplica para hacer más visibles a los microorganismos y evidenciar diferentes estructuras celulares.
Se clasifican en:
Tinción simple: consiste en usar un colorante que puede ser de carácter ácido, básico o neutro en función de las estructuras celulares que se desee observar al microscopio.
Tinción diferencial: técnica de tinción que pone de manifiesto diferencias entre las estructuras celulares de los microorganismos.
La técnica de tinción de Gram es una técnica diferencial que aplica como criterio de clasificación de las bacterias.
Coloración de GramOrden de
aplicación de soluciones
Gram positivas Gram negativas
Cristal violeta Las bacterias se tiñen en violeta
Las bacterias se tiñen en violeta
Solución de yodo yodurada (Lugol)
Complejo CV-I se forma dentro de las bacterias permanecen violeta
Complejo CV-I se forma dentro de las bacterias, las bacterias permanecen violeta
Alcohol Las paredes celulares se deshidratan, hay retracción de los poros, la permeabilidad disminuye, el complejo CV-I no puede salir de la bacteria, permanecen violeta
Extracción de lípidos de las paredes celulares, aumento de porosidad, complejo CV-I sale de la bacteria
Safranina Las bacterias no afectadas permanecen violeta
Las bacterias toman este colorante y se tiñen de rojo
Tinción de gram
Diferencias específicas de la tinción de Gram
Características Gram positivas Gram negativas
Composición de la pared celular
Baja en lípidos (1 – 4%)
Alta en lípidos (11 – 22%)
Susceptibilidad a la penicilina
Más susceptibles Menos susceptibles
Inhibición por colorantes básicos (cristal violeta)
Inhibición notable Menor inhibición
Necesidades nutritivas
Muchas especies relativamente complejas
Relativamente simples
Resistencia a la desintegración por métodos físicos
Más resistentes Menos resistentes
Las Bacterias
Prácticamente todas las bacterias son procariotas.
Capaces de sobrevivir en cualquier medio por muy inhóspito que sea.
Su ciclo de reproducción es fundamentalmente por bipartición o fisión binaria y en casos particulares por esporulación (formación de endosporas).
En su mayoría presentan pared celular que les confiere protección.
En algunos casos poseen apéndices como fimbrias o vellos, cilios y flagelos que funcionan como medio motil y de fijación.
Morfología bacteriana
Tamaño: 0.5 a 5 μm.
Forma: cocos, bacilos o espirilos
Estructura: complejidad intracelular
Tipo de agrupación: pares, racimos, cadenas y filamentos
Enfermedad
Agente Principales síntomas
Brucelosis Brucella spp.Fiebre ondulante, adenopatía, endocarditis, neumonía.
Carbunco Bacillus anthracis Fiebre, pápula cutánea, septicemia.
Cólera Vibrio cholerae Diarrea, vómitos, deshidratación.
DifteriaCorynebacterium diphtheriae
Fiebre, amigdalitis, membrana en la garganta, lesiones en la piel.
Escarlatina Streptococcus pyogenes Fiebre, amigdalitis, eritema.
Fiebre Q Coxiella burnetiiFiebre alta, cefalea intensa, mialgia, confusión, vómitos, diarrea.
Fiebre tifoidea
Salmonella typhi, S. paratyphi
Fiebre alta, bacteriemia, cefalalgia, estupor, tumefacción de la mucosa nasal, lengua tostada, úlceras en el paladar, hepatoesplenomegalia, diarrea, perforación intestinal.
Neumonía
Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus,Klebsiella pneumoniae, Mycoplasma spp., Chlamydia spp.
Fiebre alta, expectoración amarillenta y/o sanguinolenta, dolor torácico.
Tuberculosis Mycobacterium tuberculosisFiebre, cansancio, sudor nocturno, necrosis pulmonar.
Tétanos Clostridium tetani Fiebre, parálisis.
Bacterias de uso industrialAlimentos: fermentaciones para la producción de
etanol, ácido láctico, ácido acético, ácido butírico entre muchos otros.
Industria farmacéutica: producción de metabolitos a partir de la modificación genética de bacterias con estructuras genómicas simples.
Biorremediación: Ecología microbiana que se encarga de la depuración del agua y degradación de los residuos sólidos orgánicos, la producción de compostas y fertilizantes orgánicos.
Microbiología de los alimentos Determinar la calidad microbiológica de los alimentos y sus componentes.
Determinar los tipos de microbios implicados en la descomposición y los peligros para la salud, e identificar las fuentes.
Entender el mecanismo básico de la patogénesis de los microbios.
Diseñar procedimientos correctivos para controlar la descomposición y los microorganismos patógenos en los alimentos.
Aplicar técnicas rápidas para aislar e identificar a las bacterias patógenas y de descomposición de los alimentos.
Diseñar procedimientos sanitarios efectivos para controlar los problemas patógenos y de descomposición en las instalaciones de procesamiento de los alimentos.
Conocimiento y aplicación de las normas relacionadas con los alimentos
Grupos de bacterias
Efecto en los alimentos Microrganismos
Lácticas Producción de yogurt Lactococcus, Leuconostoc, Lactobacillus, Pediococcus y Streptococcus
Acéticas Producción de vinagre Acetobacter aceti
Propiónicas Adiciona sabores específicos en la producción de quesos
Propionibacterium freudenreichii
Butíricas Producción de mantequillas y cremas ácidas
Clostridium butyricum
Proteolíticas Desdoblamiento de proteínas, producción de enzimas proteolíticas y de aminoácidos
Micrococcus, Bacillus, Staphylococcus, Clostridium, Pseudomonas, Alteromonas, Flavobacterium, entre otras.
Lipolíticas Producción de enzimas degradadoras de lípidos
Micrococcus, Staphylococcus, Pseudomonas, Alteromonas y flavobacterium
Sacarolíticas Producción de enzimas que hidrolizan carbohidratos
Bacillus, Clostridium, Aeromonas, Pseudomonas y Enterobacter
Grupos de bacterias
Efecto en los alimentos
Microrganismos
Ácidorresistentes
Tolerantes a grandes concentraciones de ácido
Lactobacillus, lactococcus, Pediococcus, Enterococcus y Streptococcus
Termofílicas, Termorresistentes y psicrofílicas
Tolerantes a las temperaturas de pasteurización e incluso temperaturas extremas
Bacillus, Clostridium, Pediococcus, Micrococcus, Enterococcus, Lactobacillus, leuconostoc, Yersinia, listeria, Aeromonas, entre otras.
Productoras de gas
Producen CO2, H2, H2S Leuconostoc, Escherichia, Propionibacterium, Lactobacillus, Clostridium
Halotolzerantes Tolerantes a altas concentraciones de sal
Bacillus, Staphylococcus, Micrococcus, Pediococcus, Vibrio y Corynebacterium
Formadoras de esporas
Contribuyen a la alteración de sabores de los alimentos y en algunos casos a la producción de gas
Bacillus, Clostridium y Desulfotomaculum
Grupos de bacterias
Efecto en los alimentos Microrganismos
Productoras de limo
Excreción de polisacáridos que presentan aspecto viscoso o lamoso en los alimentos
Xanthomonas, Leuconostoc, Alcaligenes, Enterobacter, Lactococcus y Lactobacillus
,Aerobios Presentes en zonas expuestas de un proceso de producción
Pseudomonas, Bacillus y Flavobacterium
Anaerobios estrictos y facultativos
Bacterias que pueden causar alteraciones en cualquier etapa del proceso de producción
Clostridium, Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus y todos los patógenos entéricos
Coliformes Se usan como indicadores de higiene
Escherichia, Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella
Patógenos entéricos
Prevención de riesgos patogénicos a nivel gastrointestinal
Salmonella, Shigella, Campylobacter, Yersinia, Escherichia, Vibrio
Los protozoarios
Características generales
Organismos eucariotas de vida parasitaria cuyo tamaño oscila entre los 10 μm hasta 1 mm.
Se pueden encontrar en forma individual o libre o agrupados a manera de colonias. En forma de colonias existe la posibilidad de que las células se especialicen.
Presentan ciclos reproductivos complejos ya que en la mayoría de los casos requieren de huéspedes para cumplir sus ciclos reproductivos
Muchas especies de protozoarios son organismos nocivos tanto en los humanos como en los animales debido a sus ciclos reproductivos y a sus procesos metabólicos y fisiológicos dependen de la interacción con otros seres vivos.
Clasificación taxonómica
Rizópodos o sarcodinos: Organismos unicelulares amorfos. Las amebas son características de este grupo.
Ciliados: Especies de vida libre que presentan como caracteristica motriz pequeños cilios por ejemplo el Paramecium
Flagelados o mastigóforos: Presentan uno o más apéndices motrices cuya dimensión es mucho mayor a los cilios; la mayoría de estas especies es parasitaria.
Esporozoos o Apicomplexa: Organismos típicamente parasitarios que no presentan apéndices motrices y que su forma de reproducción y proliferación de las especies es por esporulación dentro de un organismo huésped.
Amibiasis (Disentería parasitaria)
Paramecium
Giardiasis (Diarrea)
Plasmidiasis (Malaria)
Taeniasis (Cisticercosis)
Los virus
Estructuras microscópicas complejas carentes de funciones vitales básicas como las de una célula.
Son agentes infecciosos parasitarios obligados a replicarse dentro de las células huésped a nivel del genoma, lo que implica riesgos de modificación genómica del organismo huésped.
Causantes de enfermedades e infecciones desde los seres humanos hasta microorganismos unicelulares como las bacterias.
Presentan una gran diversidad morfológica por lo que sus principales criterios de clasificación están en función del tipo de ácido nucleico que contienen, el tipo de reacción o efecto que producen en el organismo huésped y en la producción de enzimas específicas en el metabolismo viral.
Ciclo de replicación viral
VIRUS
ADN ARN
Cadena doble
Cadena sencilla
Cadena sencilla
Cadena doble
Con envoltura
Sin envoltura
Sinenvoltur
a
Con envoltura
Sinenvoltur
a
Con envoltura
Sinenvoltur
a
ViruelaHerpes
AdenovirusPolioma
SV40
ParvovirusFago 0X174
Fago 06 Reovirus InfluenzaRabia
RetrovirusFiebre
amarillaDengueÉbolaGripe
PoliovirusHepatitis A, B
y CRubeola
Los hongos microscópicos
Organismos eucariotas quimioorganótrofos saprofíticos de forma usualmente alargada o filamentosa, por lo general presentan estructuras ramificadas sin capacidad de movimiento.
Unicelulares: Básicamente comprende a las levaduras con procesos de reproducción por gemación.
Pluricelulares: Organismos más especializados que presentan un cuerpo fructífero o tallo, hifas y esporas para realizar la reproducción.
Morfología de los hongos
Hongos microscópicos
Usos industriales de los hongos
Producción de alcohol (vinos y cervezas) por hongos unicelulares mediante fermentación.
Producción de antibióticos (penicilina) vitaminas y ácidos orgánicos (ácido cítrico).
Procesos de fermentación en la industria panificadora.
Maduración y curado de quesos
Riesgos en la industria y en la salud
A consecuencia de la humedad pueden ser dañinos en la industria de los alimentos causando alteraciones organolépticas y riesgos de enfermedades gastrointestinales por el consumo.
La industria maderera también puede ser afectada ya que los hongos modifican la textura y el aspecto de las maderas.
Las esporas de algunas especies pueden causar irritación en la piel, mucosas y afectaciones en las vías respiratorias de humanos y animales.
Las algas
Las algas
Usos industriales.
En la industria de química y de los alimentos los pigmentos obtenidos por las algas se usan como colorantes orgánicos.
En la industria farmacéutica se obtienen los extractos de algas como fuente alternativa de carbono y producción de algunas vitaminas.
En el sector agrícola se usa como alimento para el ganado y como fertilizante orgánico.
En algunos países se usa como alimento en la dieta humana.