micro ambien final

7/25/2019 Micro Ambien FINAL

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

Escuela de Ciencias Agrcolas, Pecuarias y del Medio Ambiente

Microbiologa Ambiental

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS AGRCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO

AMBIENTE

358010 - MICROBIOLOGA AMBIENTAL

Autor:CARMEN JULIA PEDROZA PADILLA, Microbiol, M.Sc.

VALLEDUPAR

2012


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NDICE DE CONTENIDOPg.

ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO 8

INTRODUCCIN 9

UNIDAD 1. PRINCIPIOS DE LA MICROBIOLOGA Y METABOLISMOMICROBIANO 10CAPTULO 1. MUNDO MICROBIANO 11Leccin 1. Etapas histricas de la microbiologa 11Leccin 2. Microbiologa 12Leccin 3. Microorganismos como clulas 14Leccin 4. Importancia de los microorganismos para el hombre 14Leccin 5. Los microorganismos y sus ambientes naturales 16CAPTULO 2. PERSPECTIVA GENERAL DE LA VIDA MICROBIANA 16Leccin 6. Estructura celular en procariotas 16Leccin 7. Estructura celular en eucariotas 23Leccin 8. Estructura vrica 27Leccin 9. Morfologa de bacterias 30Leccin 10. Microscopa ptica y electrnica 31CAPTULO 3. METABOLISMO MICROBIANO 35

Leccin 11. Reacciones metablicas y conservacin de la energa 35Leccin 12. Gluclisis 37Leccin 13. Ciclo del acido ctrico 40Leccin 14. Fotosntesis en microorganismos 43Leccin 15. Alternativas catablicas 46

UNIDAD 2. DIVERSIDAD MICROBIANA 47CAPTULO 4. CRECIMIENTO MICROBIANO 48Leccin 16. Crecimiento celular y fisin binaria 48

Leccin 17. Curva de crecimiento 50Leccin 18. Medidas directas del crecimiento microbiano 52Leccin 19. Factores fsicos en el crecimiento microbiano 54Leccin 20. Oxgeno y el crecimiento microbiano 56CAPTULO 5. EUCARIOTA Y PROCARIOTA 58


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Leccin 21. Archeas 58Leccin 22. Hongos 62Leccin 23. Hongos mucosos 66Leccin 24. Protozoos 67Leccin 25. Algas 71CAPTULO 6. SISTEMA DE VIDA ANAEROBIO 74Leccin 26. Respiracin Anaerobia 74Leccin 27. Reduccin del nitrato y proceso de desnitrificacin 75Leccin 28. Reduccin de sulfatos 77Leccin 29. Metanognesis 79Leccin 30. Acetanognesis 82

UNIDAD 3. ECOLOGA Y MICROBIOLOGA 84

CAPTULO 7. MTODOS PARA ESTUDIAR MICROORGANISMOS 85Leccin 31. Anlisis de las comunidades microbianas basado entcnicas de cultivo 85Leccin 32. Aislamiento de cultivo axnico 88Leccin 33. Anlisis molecular de las comunidades microbianas 90Leccin 34. Tcnicas moleculares usadas en la microbiologa ybiotecnologa 93Leccin 35. Medicin de la actividad microbiana en la naturaleza 97CAPTULO 8. RELACIONES MICROBIANAS, COMUNICACIN

CELULAR Y CICLO DE NUTRIENTES 98Leccin 36. Ecosistemas microbianos 98Leccin 37. Comunicacin celular 101Leccin 38. Ciclo del carbono y del oxgeno 104Leccin 39. Ciclo del nitrgeno 106Leccin 40. Ciclo del azufre 109CAPTULO 9. APLICACIONES DE LA MICROBIOLOGA

AMBIENTAL 111Leccin 41. Tratamiento de residuos slidos 111Leccin 42. Tratamiento de agua potable 115Leccin 43. Biorremediacin 118Leccin 44. Biodegradabilidad y efectos ecolgicos 122Leccin 45. Biorremediacin de petrleo y otros contaminantes 125

BIBLIOGRAFA 130


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NDICE DE CUADROS

Pg.

Cuadro 1. Comparacin de virus y bacterias 59Cuadro 2. Reacciones de oxido reduccin para obtencin de energa

por bacterias 36Cuadro 3. Rendimiento energtico por la oxidacin una molcula de

glucosa 43Cuadro 4. Comparacin de fotosntesis en clulas eucariotas y

procariotas 45

Cuadro 5. Comparacin de caractersticas de filos de algas 72


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NDICE DE FIGURAS

Pg.

Figura 1. Estructuras celulares de una procariota 17

Figura 2. Estructura flagelar en bacterias 18

Figura 3. Pared celular bacteriana 19

Figura 4. Estructura celular eucariota 23

Figura 5. Estructura del retculo endoplasmtico 25

Figura 6. Aparato de golgi 26Figura 7. Tipos de virus 29

Figura 8. Morfologa de clulas bacterianas 30

Figura 9. Microscopio ptico compuesto 32

Figura 10. Imgenes de Parameciumcon microscopa ptica 33

Figura 11. Microscopios electrnicos 34Figura 12. Microfotografa de Parameciumcon microscopa electrnica 35

Figura 13. Oxidacin global de la glucosa 38

Figura 14. Fermentacin para la produccin de etanol y lactato 38Figura 15. Gluclisis 39

Figura 16. Ciclo de Krebs 41

Figura 17. Cadena transportadora de electrones 42

Figura 18. Fotofosforilacin cclica 44

Figura 19. Fotofosforilacin no cclica 45

Figura 20. Clasificacin nutricional de organismos vivos 46

Figura 21. Fisin binaria 48

Figura 22. Curva de crecimiento microbiano 50

Figura 23. Mtodo de recuento en placa de clulas viables 52Figura 24. Mtodo de diluciones seriadas para recuento en placa decolonias 54

Figura 25. Efecto de la temperatura en el crecimiento microbiano 55


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Figura 26. Efecto del oxgeno en el crecimiento microbiano 57

Figura 27. Dominio Archaea 59

Figura 28. Archaeas halfilas y metangenos 60

Figura 29. Microfotografa de Thermoplasma acidophilum 61Figura 30. Solfulobus archaea 61

Figura 31. Ejemplo de hongo filamentoso 62Figura 32. Ejemplo de hongo levaduriforme 63Figura 33. Ciclo de vida del moho del pan Rhizopus stolonifer 65Figura 34. Ciclo de vida de Basidiomycota y Ascomycota 65Figura 35. Ciclo de vida de Dictyostelium discoideum 66Figura 36. Hongos mucilaginosos 67Figura 37. Conjugacin del protozoo Paramecium 69Figura 38. Phylumdel reino protista 70Figura 39. Ejemplo de Ciliophora 69Figura 40. Ejemplo de Phaeophyta 72Figura 41. Ejemplos de ClorophytayRodophyta 73Figura 42. Ejemplos de Bacillariophyta yPyrrophyta 73Figura 43. Ejemplos de respiracin anaerobia 74Figura 44. Posible transporte de electrones en Pseudomonas stutzeridurante la desnitrificacin 76Figura 45. Reduccin del sulfato 77Figura 46. Transporte de electrones en bacterias reductoras de sulfato 78Figura 47. Proceso de metanognesis a partir de dixido de carbono 81Figura 48. Produccin de acetato a partir de la va acetil coenzima A 82Figura 49. Medio de enriquecimiento 87Figura 50. Columna de Winogradsky 87Figura 51. Mtodo de siembra por estra o agotamiento

89Figura 52. Pinzas lser 89Figura 53. Tinciones fluorescentes de clulas 90Figura 54. Tincin con anticuerpos fluorescentes y con FISH 91Figura 55. Reaccin en cadena de la polimerasa 94


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Figura 56. Electroforesis de protenas y gel de corrido 96Figura 57. Ejemplo de micorriza 101Figura 58. Biopelcula microbiana 103

Figura 59. Modelo de interferencia de mecanismos de QSdependiente de AHL 103Figura 60. Ciclo de xido reduccin del carbono 105Figura 61. Ciclo del nitrgeno 106Figura 62. Ciclo del azufre 109Figura 63. Ciclo de oxido reduccin del azufre 110Figura 64. Pila de compost 113Figura 65. Sistema de fitorremediacin 120

Figura 66. Biorremediacin de petrleo en suelos 126


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ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

Este material didctico del mdulo Microbiologa Ambiental fue desarrollado porCarmen Julia Pedroza Padilla, Microbiloga y Magster en Ciencias -Biotecnologa. Tiene un perfil profesional investigativo y docente; con desempeolaboral como investigadora en la Corporacin para Investigaciones Biolgicas(CIB) y la Universidad de Santander (UDES), y como docente catedrtica de laUniversidad de Antioquia (UdeA). Tambin tuvo formacin acadmica en elInstituto de Investigaciones Marinas y Costeras (INVEMAR). Actualmente sedesempea como instructora en el Centro Biotecnolgico del Caribe SENA-Regional Cesar.

Para citar este documento por favor hacerlo de la siguiente manera:

Pedroza Padilla, C. (2011). Microbiologa ambiental. Mdulo didctico. Valledupar:Universidad Nacional Abierta y a DistanciaUNAD.


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INTRODUCCIN

En los ltimos aos la microbiologa ambiental se ha convertido en una innovadoraciencia biolgica, que adems de estudiar la funcin y diversidad de losmicroorganismos en sus ambientes naturales y artificiales, se propone como unaalternativa fortalecida con la biotecnologa que puede dar solucin a muchosproblemas ambientales causados por las actividades humanas (agricultura,minera, industria, deforestacin, urbanizacin, etc.). Gracias al desarrollo detcnicas moleculares dej de ser una disciplina dedicada exclusivamente a laevolucin, ecologa, fisiologa y taxonoma de los microorganismos y se transformen una ciencia clave para el desarrollo de soluciones limpias y amigables al medioambiente ante los crecientes problemas de contaminacin en el planeta.

Este material didctico se desarroll con el fin de proporcionarle a los futurosprofesionales de programas ambientales de la Universidad Nacional Abierta y aDistancia (UNAD) la informacin bsica, conceptual y actual de la microbiologaambiental as como tambin las diferentes aplicaciones que le permitan a losestudiantes dar posibles soluciones a problemas ambientales usando mecanismoscon participacin microbiana.

Este mdulo consta de tres unidades, nueve captulos y cuarenta y cinco leccionesy tiene el objetivo que al finalizar el curso el estudiante tenga la capacidad deconceptualizar, diferenciar tipos de microorganismos, mecanismos microbianos

naturales en sus procesos biolgicos, mtodos de anlisis microbianos y suaplicabilidad en diferentes reas.

En su orden en la primera unidad, el estudiante tendr la informacin sobre lahistoria de la microbiologa, el impacto de los microorganismos en las actividadeshumanas, las diferentes estructuras celulares y por ltimo, parte de los procesosmetablicos que realizan los microorganismos para sobrevivir. La segunda unidad,se enfoca en el estudio de las condiciones para el crecimiento microbiano,diversidad microbiana y procesos metablicos del sistema de vida anaerobio,claves para el desarrollo de tcnicas y metodologas que ayuden a la comprensiny aplicabilidad de estos procesos en el ambiente. Por ltimo en la tercera y ltima

unidad, el estudiante encontrar los elementos y algunos mtodos usados en laecologa microbiana as como tambin parte de los procedimientosbiotecnolgicos empleados actualmente para solucionar problemas ambientales atravs de mecanismos responsables, efectivos, y amigables al medio ambientedonde participan activamente los microorganismos.

Bienvenidos todos a conocer sobre la microbiologa ambiental!


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UNIDAD 1. PRINCIPIOS DE LA MICROBIOLOGA Y METABOLISMOMICROBIANO

CAPTULO 1. MUNDO MICROBIANO

Leccin 1. Etapas histricas de la microbiologa

Leccin 2. Microbiologa

Leccin 3. Microorganismos como clulas

Leccin 4. Importancia de los microorganismos para el hombre

Leccin 5. Los microorganismos y sus ambientes naturales

CAPTULO 2. PERSPECTIVA GENERAL DE LA VIDA MICROBIANA

Leccin 6. Estructura celular en procariotas

Leccin 7. Estructura celular en eucariotas

Leccin 8. Estructura celular vrica

Leccin 9. Morfologa de bacterias

Leccin 10. Microscopa ptica y electrnica

CAPTULO 3. METABOLISMO MICROBIANO

Leccin 11. Reacciones metablicas y conservacin de energa

Leccin 12. Gluclisis

Leccin 13. Ciclo del acido ctrico

Leccin 14. Fotosntesis en microorganismos

Leccin 15. Alternativas catablicas


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UNIDAD 1PRINCIPIOS DE LA MICROBIOLOGA Y METABOLISMO

MICROBIANO

CAPTULO 1. Mundo microbiano

Leccin 1. Etapas histricas de la microbiologa

Durante muchos siglos el hombre desconoci la existencia de microorganismos,su ecologa e interacciones con otros seres vivos y mucho menos su relacin conlas enfermedades, la mayora de ellas asociadas a castigos divinos individuales ocolectivos por causa de pecados, crmenes y delitos. La historia de lamicrobiologa inici en 1665 cuando Robert Hooke descubri con la ayuda de unmicroscopio rudimentario la existencia de pequeas celdas en una rodaja decorcho celdillas y la presencia de cuerpos fructferosde mohos en un objeto decuero. Aunque es posible que el primero en observar bacterias haya sido elreservado comerciante telas y cientfico aficionado, el holands Anton Van

Leeuwenhoek quien con microscopios fabricados por l pudo observar pequeosorganismos animlculos, obtenidos de heces y raspado de dientes,espermatozoides y microorganismos que hoy conocemos como algas y protozoos;todas sus anotaciones y descubrimientos fueron escritas y enviadas a la RoyalSociety de Londres la cual tambin recibi varios microscopios fabricados por estecientfico aficionado.

La teora de la generacin espontnea era la ms aceptada por la mayora de loscientficos de la poca, muchos crean que sapos podan nacer del suelo hmedoy gusanos de materia en descomposicin. Pero otros, como los italianosFrancesco Redi (1668) y Lazzaro Spallanzani (1765) respectivamente, afirmaban

que los gusanos aparecan porque eran depositados por moscas y que los caldosnutritivos se contaminaban por accin de microorganismos presentes en el aire.Slo hasta 1861 el cientfico francs Louis Pasteur desaprob la generacinespontnea y demostr a travs de una serie de experimentos empleandomatraces que contenan caldo de carne a los que les dobl el cuello en forma de Sy posteriormente hirvi, prob que al transcurrir del tiempo en la solucin fra yestril no aparecan microorganismos, mientras que el matraz sin cuello doblado


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estaba lleno de microorganismos. Con esto demostr que a pesar de tenercontacto con el aire el matraz del cuello doblado los microorganismos quedabanatrapados en ste y por lo tanto los microorganismos estn presentes en el airepero que el aire per se no creaba los microbios. Pasteur tuvo otros

descubrimientos como la fermentacin de levaduras, modo en que actan lasvacunas, la pasteurizacin, proceso muy empleado actualmente para laesterilizacin o disminucin de carga microbiana en muchos tipos de alimentos yla relacin de microorganismos en la causa de enfermedades (Tortora, Funke yCase, 2007).

Aunque en 1796 el fsico ingls Edward Jenner desarroll la primera vacunacontra la viruela y el mdico ingls Joseph Lister en 1860 practic tcnicasaspticas en cirugas para contrarrestar las enfermedades causadas por losmicroorganismos, slo hasta 1876 el fsico alemn Robert Koch demostr pasosexperimentales que relacionaban enfermedades con microorganismos especficos,

conocidos como postulados de Koch (Tortora et al. 2007). Desde los aos deobservaciones de Hooke y descubrimientos al azar como el de los antibiticos porel escocs Alexander Fleming en 1928, la microbiologa sigue teniendovertiginosos avances para contrarrestar no slo enfermedades en el hombre si notambin patgenos en plantas y animales; adems de aprovechar todos aquellosmicroorganismos benficos los cuales superan nmero en la poblacinmicrobiana.

NOTA:En los siguientes enlaces encontrar videos sobre historia de la microbiologa:

http://www.youtube.com/watch?v=vPGcszfMZjM&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=GBIw1qAOBjA&feature=related

Leccin 2. Microbiologa

Es la ciencia que trata el estudio de los microorganismos. La palabra microbiologa

deriva de las voces griegas mikros, pequeo; bios, vida y logos, estudio, es deciretimolgicamente estudia organismos demasiado pequeos para ser observadosa simple vista. Tambin llamados microbios. El objeto de estudio de lamicrobiologa incluye bacterias, hongos, protozoos y virus, estos ltimos a pesarde no ser entidades celulares definidas pueden afectar a su husped (Llop,Valds-Dapena y Zuazo, 2001; Tortora et al. 2007)
http://www.youtube.com/watch?v=vPGcszfMZjM&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=GBIw1qAOBjA&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=GBIw1qAOBjA&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=vPGcszfMZjM&feature=related


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La microbiologa ambiental es una subdisciplina que estudia la funcin, diversidadde los microorganismos y su papel en la realizacin de procesos tanto en sistemasnaturales como artificiales. Esta rea de la microbiologa es especialmenteinterdisciplinaria (Madsen, 2008).

Todos los seres vivos tienen caractersticas estructurales en comn que permite alos taxnomos agruparlos y clasificarlos para poder asignarles un nombrecientfico. La sistemtica o filogenia estudia la clasificacin de las especiesconsiderando su historia evolutiva.

La mayor categora taxonmica que divide a los organismos vivos es el Dominio,propuesta por el cientfico estadounidense Carl Woese, existen tres dominios:Eukarya, Bacteria y Archaea. En Eukarya se encuentran los hongos, plantas,animales y protistas. En Bacteria, las procariotas patgenas y no patgenaspresentes en aire, suelo y agua, las procariotas fotoauttrofos. Y por ltimo en el

dominio Arquea se agrupan todas las clulas procariotas que no tienenpeptidoglicano en su pared celular, las cuales en su mayora viven en ambientesextremos o tienen actividades metablicas poco comunes (Tortora et al. 2007).

La unidad fundamental de la clasificacin es la especie, son el grupo msestrechamente relacionado que tiene la capacidad de reproducirse entre si. Lasespecie pueden agruparse y formar gneros, los gneros relacionados forman unafamilia y las familias similares un orden y el grupo de rdenes constituyen unaclase y las clases relacionadas forman un filo y stos un reino y los reinosrelacionados se agrupan en dominios (Tortora et al. 2007).

Los virus no estn considerados como seres vivos por lo tanto no se ubican enninguno de los dominios descritos anteriormente.

NOTA:Leer la seccin 1.1 Microbiologa en: Madigan, M., Martinko, J & Parker, J.(2003). Brock biologa de los microorganismos. (10 Ed). Madrid: PearsonPrentice Hall.

Para descargar este libro usar este enlace:

http://www.4shared.com/get/YS071GWm/Biologa_de_los_Microorganismos.htmlDar click en descargar ahora. Esperar el tiempo estipulado en el cronmetro ydar click en descargar archivo ahora, as obtendr el libro en formato pdf. Debeguardarlo, se usar con frecuencia en el desarrollo del mdulo. Sera idealrevisar la tabla del contenido del libro para reforzar todas las lecciones.
http://www.4shared.com/get/YS071GWm/Biologa_de_los_Microorganismos.htmlhttp://www.4shared.com/get/YS071GWm/Biologa_de_los_Microorganismos.htmlhttp://www.4shared.com/get/YS071GWm/Biologa_de_los_Microorganismos.html


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Leccin 3. Microorganismos como clulas

La clula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos. Existen

microorganismos unicelulares, es decir, aquellos que constan de una sola clulacomo es el caso de las bacterias, levaduras, protozoos y muchas algas; y losmulticelulares, que estn constituidos por muchas clulas como la mayora de loshongos. Las clulas como entidades estructurales poseen una membrana celular oplasmtica que las separa del entorno, algunas tambin tienen pared celular, lacual siempre est al exterior de la membrana celular, un citoplasma que es dondese realizan la mayora de las actividades funcionales y un ncleo o nucleoide(procarin), para las que no tienen un ncleo definido que contiene la informacingentica.

La clula es un sistema abierto que intercambia materia y energa con el entorno

para realizar todas sus reacciones bioqumicas y fsico-qumicas, es decir, sumetabolismo, ste le permite el crecimiento o reproduccin donde a partir de unaclula se genera otra clula hija gracias a las actividades de sntesis celular, elmovimiento le permite desplazamiento y la comunicacin celular capacidad parainteractuar con otras clulas y activar as ciertos genes indispensables en lasupervivencia de la especie, todos ellos importantes en la continuidad de la misma(Madigan, Martinko y Parker, 2003).

NOTA:Leer la seccin 1.2 en: Madigan, M., Martinko, J & Parker, J. (2003). Brockbiologa de los microorganismos. (10 Ed). Madrid: Pearson Prentice Hall.

Leccin 4. Importancia de los microorganismos para el hombre

Si le diramos la opcin a un grupo de personas para mencionar una palabra queasocie con microorganismos posiblemente la mayora dira enfermedad, porquedesconocen que slo unos pocos respecto a la poblacin son patgenos(producen enfermedades); la mayora de los ellos cumplen un papel fundamental eirremplazable en el ecosistema como veremos en la prxima leccin. Aunque

gracias a la aparicin de enfermedades y pestes en tiempos atrs se desarrollaronlas primeras teoras de la microbiologa, hoy despus de muchos avancescientficos los microorganismos son utilizados en diferentes reas que beneficianal ser humano. Entre ellas tenemos:


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La industria alimentaria, no slo se han diseado nuevas estrategias para combatira los microorganismos que contaminan los alimentos y causan enfermedadesalimentarias sino que muchos de ellos son bsicos en la produccin de alimentoscomo los lcteos (quesos, yogur, mantequilla), carnes (carnes maduradas),

vegetales enlatados o encurtidos (coles, pepinillos, pimentones, cebollas,zanahorias etc), bebidas alcohlicas (vinos, cerveza, sidra, etc), vinagre, o en laproduccin del pan donde se usan cepas microbianas que ayudan al proceso defermentacin, acidificacin y/o maduracin; e incluso el consumo de hongos comoes el caso de los championes que tienen alto valor nutricional.

En la industria farmacutica y biotecnolgica los microorganismos son clave parala obtencin a bajo costo y en grandes cantidades de metabolitos (aminocidos,vitaminas, enzimas, antibiticos, compuestos orgnicos, promotores decrecimiento vegetal), produccin de organismos transgnicos y en el desarrollo detcnicas con DNA recombinante e ingeniera gentica.

En la agricultura no slo causan enfermedades en plantas (fitopatgenos) sino quetambin a travs de las interacciones procariota-eucariota o procariota-procariotapueden beneficiar a las plantas gracias a procesos simbiticos que le permiten astas tomar los nutrientes presentes en el medio con mayor facilidad o el controlde plagas gracias al uso de bacterias. Tambin gracias a los microorganismos sehan desarrollado a travs de ingeniera gentica plantas transgnicas resistentes aenfermedades y con niveles de produccin elevados respecto a las plantassilvestres (esto todava requiere muchos estudios de efectos secundarios y tieneimplicaciones ticas).

Con el aumento de la poblacin y el desarrollo tecnolgico tambin se elevan losniveles de contaminacin en fuentes de aguas y suelos, derrames de crudo ycompuestos recalcitrantes o metales pesados los cuales son muy difciles deremover y degradar pero gracias a la amplia actividad metablica microbianamuchos microorganismos usan esos compuestos como sustrato ofrecindole alhombre otra aplicacin vital para la conservacin y restauracin del medioambiente, la biorremediacin.

NOTA:

Por favor leer los siguientes artculos:

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/43/html/sec_8.html

http://www.musalit.org/pdf/IN060651_es.pdf
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/43/html/sec_8.htmlhttp://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/43/html/sec_8.htmlhttp://www.musalit.org/pdf/IN060651_es.pdfhttp://www.musalit.org/pdf/IN060651_es.pdfhttp://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/43/html/sec_8.htmlhttp://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/43/html/sec_8.html


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Leccin 5. Los microorganismos y sus ambientes naturales

La ecologa microbiana estudia las relaciones entre el microorganismo y su

ambiente natural. Estos organismos viven en ambientes competitivos y enocasiones extremos (agua de termales) pero gracias a las asociaciones de clulaso individuos se forman conjuntos llamados poblaciones, donde stas a su vezpueden agruparse para establecer comunidades microbianas e interactuar dentrode un lugar determinado llamado nicho.

Dentro de un ecosistema se establecen relaciones simbiticas, es decir, lasinteracciones entre organismos y poblaciones coexistentes donde se puede o noobtener beneficios, por ejemplo, las micorrizas (myco = hongo; rhiza = raz)participan en el desarrollo de las plantas ya que sirven como pelos de las races yabsorben nutrientes que a la planta sola le sera dificultoso y luego los libera de

forma gradual para que los pueda asimilar, otro ejemplo sera la produccin devitamina K por bacterias intestinales en los seres humanos.

Adems de este tipo de asociaciones gracias a los microorganismos se puedemantener el equilibrio entre lo bitico y abitico, por ejemplo, las bacterias queparticipan en el ciclo de nitrgeno ayudan a degradar residuos e incorporan elnitrgeno presente del aire en compuestos orgnicos. Tambin participan en losciclos biogeoqumicos del carbono y azufre.

NOTA:Leer la seccin 1.3 en: Madigan, M., Martinko, J & Parker, J. (2003). Brockbiologa de los microorganismos. (10 Ed). Madrid: Pearson Prentice Hall.

CAPTULO 2. Perspectiva general de la vida microbiana

Leccin 6. Estructura celular en procariotas

Aunque las clulas eucariotas y procariotas tienen una complejidad que lespermite realizar todas las funciones metablicas para su mantenimiento ysupervivencia existen caractersticas estructurales que ayudan a diferenciarlas, acontinuacin describiremos la composicin estructural y funcional de clulasprocariotas, eucariotas y la de los virus.


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Clulas procariotas

Son organismos unicelulares que carecen de un ncleo definido, su nombre se

deriva del griego pro= antes de; karion= ncleo. El material gentico de estasclulas, al contrario de las eucariotas se encuentra en el citoplasma y no en elncleo. Este es un grupo muy diverso y con diferencias estructurales que nospermiten su clasificacin. Est conformado por bacterias y archaea, dividas enbase a la composicin de la pared celular (figura 1).

Figura 1. Estructuras celulares de una procariota (tomado de Tortora et al. 2007).

Glicoclix

Es una capa gelatinosa de polisacridos y/o polipptidos secretados por lasclulas al exterior de la pared celular que est relacionada con la virulencia(capacidad de producir enfermedad), adherencia a superficies, reservas deenerga, proteccin a la deshidratacin, lesiones y salida de nutrientes. Cuandola capa est firmemente unida y de manera organizada a la pared celular se lellama cpsula de lo contrario se considera una capa mucilaginosa (Tortora et

al. 2007).

Flagelos

Son apndices largos y finos que se proyectan hacia el exterior y propulsan alas bacterias permitindoles el movimiento y desplazamiento. El flagelo consta


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de tres partes: el filamento, que es la parte ms larga y externa compuesto poruna protena globular llamada flagelina, el ganchoy por ltimo el cuerpo basalque est compuesto por anillos que lo fijan a la pared y membrana celular(figura 2).

No todas las bacterias tienen flagelos (tricas), peros las que los tienen puedenadoptar diferentes disposiciones alrededor de la clula. Entonces las bacteriaspueden ser monotricas (un solo flagelo polar), lofotricas (dos o ms flagelos enuno o ambos extremos de la clula), anfitricas (un flagelo en cada extremo dela clula) y pertricas (muchos falgelos alrededor de la celula). Los flagelos nopueden verse a simple vista en el microscopio ptico con la ayuda de tincioneso en el microscopio electrnico.

Figura 2. Estructura flagelar en bacterias. (a) Bacterias gramnegativas, (b) bacteriasgrampositivas (tomado de Tortora et al. 2007).

Fimbrias y pili

Son apndices ms cortos, rectos y finos que los flagelos compuestos porsubunidades proteicas de pilina. Las fimbrias pueden estar en los polos odistribuidas en toda la superficie celular y cumple funciones de fijacin,mientras que el pili que es ms largo que las fimbrias y slo se encuentran unoo dos por clula; cumple funciones de transferencia intercelular de ADN en elproceso de conjugacin, tambin es llamado pili sexual.


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Pared celular

Es una estructura compleja y rgida que delimita, da forma y brinda proteccinante la lisis celular dada la fragilidad de la membrana citoplasmtica y la

presin osmtica a la que est sometida por el entorno extracelular, tambinjuega un papel importante en la divisin celular y en su propia biosntesis. Estcompuesta por peptidoglucano (murena) un heteropolmero constituido porN-acetilmurmico (NAM) y N-acetilglucosamina (NAG), aminocidos de cadenalateral y puentes transversales de aminocidos.

Las bacterias se clasifican segn la composicin de la pared celular engrampositivas y gramnegativas (figura 3); las grampositivas adems de unacapa gruesa de peptidoglucano tienen elevadas concentraciones de cidosteicoicos mientras que las gramnegativas no, pero stas en cambio estnformadas por una capa ms delgada de peptidoglucano que a su vez est

cubierta por una membrana externa de lipopolisacridos (LPS), lipoprotenas,porinas y fosfolpidos (Llop et al. 2001; Madigan et al. 2003; Tortora et al.2007).

Figura 3.Pared celular bacteriana. Arriba se muestra la estructura de clulas grampositivas ydebajo de clulas gramnegativas (tomado de Tortora et al. 2007).


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Existen clulas procariotas que no tienen pared celular o algunas son muyescasas como es el caso del gnero Mycoplasmapero en cambio tienen unamembrana plasmtica con esteroles. Las procariotas del dominio archaea no

constan de pared celular con peptidoglucano, siendo esta la principalcaracterstica de este dominio (Tortora et al 2007).

Membrana plasmtica, citoplasmtica o celular

Es una estructura delgada que rodea al citoplasma y acta como una barrerasemipermeable y selectiva entre el interior y exterior de la clula controlandoas el ingreso y salida de sustancias; tambin gracias a la presencia dediferentes enzimas participa en la degradacin de nutrientes, la generacin deenerga (ATP) y fotosntesis. Est compuesta por una bicapa lipdicaconstituida en su mayora por fosfolpidos y protenas, stas ltimas pueden

ser de superficie (perifricas) o transmembranales (integrales) que facilitan lacatlisis y transporte de sustancias. Los iones divalentes de calcio y magnesiocontribuyen a la estabilidad inica de la membrana celular. A diferencia de lasclulas eucariotas y con excepcin de los Mycoplasmas la membrana de lasprocariotas no contiene esteroles (Tortora et al 2007).

Citoplasma

Es la sustancia semifluida (citosol) al interior de la clula donde se encuentra elcromosoma (material gentico), ribosomas y depsitos de reserva o

inclusiones. Est constituido es su mayora por agua y otras sustancias(carbohidratos, iones, lpidos, enzimas y compuestos de bajo peso molecular)A diferencia de las clulas eucariotas no tiene citoesqueleto ni flujocitoplasmtico (Llop et al. 2001; Tortora et al 2007).

Nucleoide o procarin

Es la zona que contiene el material gentico conformado por un cromosoma(molcula de ADN bicatenario), unido a la membrana celular pero que adiferencia de las clulas eucariotas no est delimitado por una envoltura omembrana nuclear. Muchas bacterias contienen pequeas molculas de ADN

circular que no estn unidas al cromosoma bacteriano y que se replicanindependientemente de ste, llamados plsmidos (muy tiles en labiotecnologa); los cuales le otorgan propiedades especiales como resistenciaa antibiticos, tolerancia a sustancias txicas, entre otras (Llop et al. 2001;Madigan et al. 2003; Tortora et al. 2007).

Ribosomas


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Son estructuras celulares que constan de dos subunidades compuestas poracido ribonucleico ribosomal (ARNr o rRNA por siglas en ingls) y protenas, seencuentran por millares en el citoplasma dada su funcin vital en la sntesis de

protenas. Cuando se estn agrupados en cadenas se les llamapolirribosomas. Los ribosomas procariotas son ms pequeos que loseucariotas y se les conoce como ribosomas 70S.

Inclusiones

El citoplasma de las clulas procariotas contiene diversas estructuras dealmacenamiento, reserva o depsito de nutrientes llamadas inclusiones, quepueden ser utilizados cuando est expuesta a medios adversos o encondiciones de inanicin. Entre ellas tenemos:

Grnulos metacromticos o volutina

Son estructuras conformadas por reservas de fosfato inorgnico utilizadospara la sntesis de ATP, se les llama as por el color rojo que toman cuandoson expuestos a colorantes azules como es el caso del azul de metileno oazul de toluidina. Adems de las bacterias, las algas, hongos o protozooslos pueden tener (Tortora et al. 2007).

Grnulos polisacridos

Son reservas de almidn y glucgeno que la bacteria almacena cuandocrece en un medio pobre en nitrgeno pero rico en carbono; al exponerse alyoduro de potasio el glucgeno toma un color rojo y el almidn azul.

Inclusiones lipdicas

Son acmulos de poli-beta hidroxibutricos (PHB) que en especies comoBacillus constituyen reservas de carbono y energa durante la esporulacin.Tambin hay bacterias que reservan poli-beta-hidroxialcanoatos (PHA), loscuales hoy son utilizados para fabricar plsticos bacterianos biodegradablesy disminuir a la contaminacin ambiental. Se tien con colorantes como el

Negro-Sudn.

Grnulos de azufre


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Se forman cuando en el medio hay compuestos de azufre reducido parausarlos como reservas de energa. Aparece en las bacterias que utilizansulfuro de hidrgeno (SH2) como el gnero de Thiobacillus.

Carboxisomas

Son inclusiones compuestas por una monocapa protenica que contiene laenzima ribulosa-bifosfato carboxilasa; utilizada por las bacteriasfotosintticas y nitrificantes.

Vacuolas de gas

Son vesculas con una monocapa protenica impermeable al agua pero queacumulan gas dependiendo de la concentracin de ste en el exterior.Estas estructuras confieren la flotabilidad ptima que les permite alcanzarluz, oxgeno u otros elementos. Estn presentes en cianobacterias,halobacterias y anoxignicas.

Magnetosomas

Son partculas cristalinas de hierro magnetita (Fe3O4), sensores del campomagntico terrestre ya que permiten la orientacin de las bacteriasmagnetotcticas (Aquaspirillum magnetotacticum y Magnetospurillummagnetotacticum); en el campo industrial se desarrollan mtodos paraobtener magnetita para la fabricacin de cintas magnticas para audio y

datos.

Endosporas

Son clulas en reposo que se forman intracelularmente por la carencia denutrientes en ciertas bacterias (Bacillus, Clostridium, Sporosarcina). Estasestructuras pueden vivir en ambientes adversos como calor extremo, falta denutrientes, radiaciones, desecacin, presencia de agentes qumicos obactericidas etc. El proceso de formacin de endosporas se conoce comoesporulacin o esporognesis e implica la invaginacin de la membrana celular

junto con material gentico en una clula vegetativa o progenitora que despus

de lisarse libera la endospora y puede permanecer en latencia por millones deaos, hasta que por un estmulo qumico o fsico se desencadena lagerminacin (recuperacin del estado vegetativo). Este no es considerado unproceso de reproduccin.


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NOTA:En este enlace encontrar un video sobre bacterias:

http://www.youtube.com/watch?v=KcFjXYzGh20

Leccin 7. Estructura celular en eucariotas

Clula eucariota

Est conformada por clulas unicelulares y pluricelulares de mayor tamao ycomplejidad que tienen un ncleo definido; comprende algas, protozoos,plantas y animales. A continuacin se describir de una forma general de las

estructuras en las eucariotas (figura 4).

Figura 4.Estructura celular eucariota (tomado de Tortora et al. 2007).
http://www.youtube.com/watch?v=KcFjXYzGh20http://www.youtube.com/watch?v=KcFjXYzGh20http://www.youtube.com/watch?v=KcFjXYzGh20


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Flagelos y cilios

Al igual que en las procariotas sirven para la locomocin y desplazamiento,pueden estar recubiertas de citoplasma y membrana plasmtica; estn

conformados por microtbulos compuestos de tubulina y didena. Si son largosse les llama flagelos y si son escasos y numerosos cilios. Son frecuentes enprotozoos y algas.

Pared celular y glicoclix

Son una estructura ms simple que en las clulas procariotas est compuestapor celulosa (en plantas y algunos hongos) y quitina, glucano y manano en lamayora de los hongos. No todas las eucariotas tienen pared, las clulasanimales estn desprovistas de ella pero en cambio constan de una cubiertade carbohidratos llamada glicoclix.

Membrana celular

Est conformada por una bicapa lipdica, pero a diferencia de las procariotascontiene carbohidratos (actan como receptores), esteroles (colesterol enanimales) y ergosterol (en hongos).

Citoplasma

Al contrario de las procariotas tiene un citoesqueleto que le da soporte y

contribuye al transporte de las sustancias gracias al flujo citoplasmtico, lasenzimas no estn disueltas en el citosol sino que estn confinadas en lasorganelas.

Ribosomas

Son estructuras ms grandes y densas que en procariotas, conocidas como80S, compuestos por ARNr y protenas, se encuentran en el retculoendoplasmtico rugoso y libres en el citoplasma. Los cloroplastos ymitocondrias contienen ribosomas de 70S. Pueden formar polirribosomas y su

funcin es la sntesis de protenas para todas las actividades celulares (Tortoraet al. 2007).

Ncleo

Es el orgnulo ms grande de la clula, con forma esfrica u ovalada rodeadopor una doble membrana nuclear con poros nucleares que controlan el


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intercambio de sustancias (ARNr, ARNmensajero y enzimas) entre el ncleo yel citoplasma. El nucleolo est inmerso en la membrana nuclear y se encargade sintetizar ARNr. El ncleo contiene el material gentico (ADN y ARN). El

ADN est rodeado por protenas llamadas histonas y contiene mltiples

cromosomas.

Retculo endoplasmtico

Existen dos tipos: el retculo endoplasmtico rugoso que es una red de canaleso sacos membranosos (cisternas) que se extiende desde la membrana nucleary estn recubiertos de ribosomas; su funcin es sintetizar protenas y catalizarlas unin entres stas y otros compuestos como carbohidratos o lpidos queluego son secretados a la membrana.

El retculo endoplasmtico liso, no tiene ribosomas (de all su nombre) pero

tiene enzimas que sintetizan fosfolpidos, grasas, esteroides (estrgenos,tetosterona y colesterol), adems de fagocitar sustancias txicas como elalcohol y drogas (figura 5).

Figura 5.Estructura del retculo endoplasmtico. Se observa el retculo endoplasmtico liso(RE liso) y el retculo endoplasmtico rugoso (RE rugoso) con ribosomas en su interior (tomadode Tortora et al. 2007).

Aparato de golgi

Es una red de canales o cisternas que recibe vesculas (con protenas) quevienen del retculo endoplasmtico rugoso y despus de reaccionesenzimticas las proteinas sufren modificaciones para generar glicoprotenas,


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glucolpidos y lipoprotenas las cuales pueden ser secretadas y transportadashasta la membrana celular (figura 6).

Lisosomas

Son estructuras esfricas rodeadas de membrana, formados a partir delaparato de golgi, contienen enzimas capaces de degradar diversas sustanciase incluso bacterias.

Vacuolas

Son cavidades derivadas del aparato de golgi rodeadas de una membranallamada tonoplasto, presentes en su mayora en clulas vegetales. Susfunciones estn relacionadas con almacenamiento de nutrientes, desechos yagua.

Figura 6.Aparato de golgi. Se observan vesculas que llegan desde el RE rugoso (tomado deTortora et al. 2007).

Mitocondrias

Son organelas esfricas o bastoniformes compuestas por una doble membrana(interna y externa) que forma pliegues llamadas crestas y con un interiorsemilquido conocido como matriz. Las mitocondrias contienen ADN yribosomas 70S indispensables para la produccin de enzimas que participan

en varias actividades metablicas exclusivas de esta organela. Sus funcionesestn relacionadas con la respiracin celular y produccin de ATP. Tambinpueden dividirse para generar nuevas mitocondrias en la misma clula.

Cloroplastos


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Son estructuras grandes de doble membrana que contienen la clorofilanecesaria para la fotosntesis. Tambin contienen ADN, ribosomas 70S yenzimas que participan en la sntesis de protenas; adems de poderreproducirse dentro de la misma clula. Los cloroplastos contienen granas,

las cuales son agrupaciones de sacos aplanados llamados tilacoides dondese encuentra el pigmento de la clorofila. Estn presentes en algas y plantas.

Peroxisomas

Son orgnulos pequeos rodeados de membranas con enzimas que oxidansustancias orgnicas (aminocidos, cidos grasos) y txicas (alcohol, perxidode hidrgeno). La catalasa se encuentra en esta organela.

Centrosomas

Est formado por material pericentriolar (zona del densa citosol de fibrasprotenicas) y centriolos (nueve tripletes de microtbulos). Sus funciones estnrelacionadas con la divisin celular en la formacin del huso mittico.

NOTA:En este enlace encontrar un video sobre estructura y funcin celular:

http://www.youtube.com/watch?v=395B4JZg6I0&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=f9TA7-sypXs&feature=related

Leccin 8. Estructura vrica

Los virus (del latn virus = veneno) son entidades infecciosas o elementosgenticos de ADN o ARN que se replican indispensablemente dentro de unaclula husped utilizando su maquinara celular y enzimtica; pero tienen formasextracelulares que facilitan su transmisin entre clulas. Muchos autores no los

consideran seres vivos porque sin la clula husped que infectan stos no podranreplicarse y por lo tanto no existiran. A diferencia de las clulas eucariotas yprocariotas los virus no tienen estructuras celulares (membrana celular, paredcelular, citoplasma, ncleo) y pocas o ninguna enzima que le permita realizaractividades metablicas.
http://www.youtube.com/watch?v=395B4JZg6I0&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=f9TA7-sypXs&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=f9TA7-sypXs&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=f9TA7-sypXs&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=395B4JZg6I0&feature=related


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Los virus son entidades muy pequeas (20 - 1000 nm) que slo puedenobservarse con la ayuda de microscopios electrnicos y tienen la capacidad deatravesar filtros bacteriolgicos. Su espectro de clulas husped es amplio(plantas, animales) y los que infectan a bacterias conocidos como bacterifagos.

Cuando los virus estn libres de manera extracelular se le conoce como virin,estn compuestos por cidos nucleicos (ADN o ARN pero nunca ambos) y unacubierta o cpside. Los virus no son susceptibles a antibiticos por lo tanto suempleo en enfermedades virales es inocuo es innecesario, slo aumenta laposibilidad de resistencia bacteriana (cuadro 1). Entre las partes vricas estn:

Acido nucleico

Est constituido por ADN o RNA y stos pueden ser monocatenario (unacadena o cadena sencilla) o bicatenario (dos cadenas o cadena doble) odividido en varios segmentos. Por lo general el material gentico viral es

mucho ms pequeo que en bacterias (5000 bases230.000 pared de bases).Los cidos nucleicos tienen la informacin necesaria para sintetizar protenas yenzimas virales indispensables para la replicacin viral.

Cpside y envoltura

La cpside es la cubierta protenica que envuelve al material gentico y estconstituido por subunidades estructurales proteicas llamados capsmeros, lacomposicin qumica de stos puede ser de una o varias protenas y vara deacuerdo al virus. La cpside es la que determina la forma del virus.

La envoltura es una membrana constituida por lpidos, protenas ycarbohidratos, se forma durante la maduracin viral mediante un proceso degemacin a travs de la membrana celular de la clula husped. Algunos virustienen prolongaciones por fuera de la envoltura conocidas como peplmeros;usualmente estn conformados por glucoprotenas virales. Tambin tienenprotenas no glucosiladas por debajo de la envoltura. Es importante aclarar queel carbohidrato que se aade a las protenas no es de origen viral si no que esaportado por la clula husped mientras que la protena si es codificada por elvirus (Llop et al. 2001).

Existen virus sin envoltura o virus desnudos, en este tipo de virus la cpsideprotege al material gentico de la degradacin por parte de nucleadas (DNasay RNasa).

Los virus se clasifican morfolgicamente con base a la simetra o arquitecturade su cpside mediante estudios de microscopa electrnica, crioelectrnica ycristalografa de rayos X. Los principales grupos son: virus helicoidales (virus


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de la rabia, virus mosaico del tabaco, TMV), virus polidricos (virus delpapiloma humano, HPV), virus con envoltura (virus de la gripe, VIH) y viruscomplejos como el caso de los bacterifagos (Fago T4), ver algunos en lafigura 7.

Cuadro 1.Comparacin de virus y bacterias (tomado de Tortora et al. 2007).


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Figura 7. Tipos de virus (tomado de Tortora et al. 2007).

NOTA:En este enlace encontrar un video sobre virus :

http://www.youtube.com/watch?v=L9kwsj9h2Hg

Leccin 9. Morfologa de bacterias

Las bacterias tienen diversidad de formas y tamaos y se clasifican de acuerdo asu forma en varios grupos (figura 8):
http://www.youtube.com/watch?v=L9kwsj9h2Hghttp://www.youtube.com/watch?v=L9kwsj9h2Hghttp://www.youtube.com/watch?v=L9kwsj9h2Hg


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Figura 8.Morfologa de clulas bacterianas (tomado dewww.oocities.org).

Cocos

Bacterias de forma esfrica, redonda u ovalada. Cuando se dividen puedenagruparse entre si de varias formas: diplococos (cocos en pares), tetracocos(grupos de cuatro), estreptococos (cocos unidos en forma de cadena) yestafilococos (en agrupaciones amplias semejantes a racimos).

Bacilos

Bacterias en forma cilndrica o de bastn. Despus de la divisin celular

pueden agruparse de diversas formas: diplobacilos (bacilos unidos en pares),estreptobacilos (unidos en cadenas) y cocobacilos (bacilos ovalados).

Espirilos

Bacterias en forma helicoidal o de espiral, son relativamente rgidos.

Espiroquetas

Bacterias en forma de espiral, sacacorchos o helicoidal pero flexibles.

Otras formas menos comunes como las bacterias en forma de estrella,rectangular y triangular.
http://www.oocities.org/http://www.oocities.org/


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NOTA:En este enlace un documento para ampliar esta leccin y las anteriores:

http://www.higiene.edu.uy/cefa/2008/MorfologiayEstructuraBacteriana.pdf

Leccin 10. Microscopa ptica y electrnica

La gran mayora de los microorganismos no se pueden observar a simple vista ypor lo tanto se requiere el uso de un equipo o instrumento muy conocido, elmicroscopio (micro = pequeo; scopio = observar) el cual permite visualizarobjetos de estudios que a simple vista sera imposibles de percibir por el ojohumano.

El primer microscopio simple fue diseado por Anton Van Leeuwenhoek einicialmente tena una sola lente; al transcurrir de los aos muchos investigadoresmejoraron las tcnicas hasta llegar a la microscopa moderna.

Microscopa ptica (MO)

Se refiere al uso de microscopios que usen luz visible con el fin de visualizar uobservar muestras. Existen varios tipos de microscopa ptica:

Microscopio ptico compuesto

Tiene varias lentes y usan luz visible como fuente de iluminacin. Con suslentes talladas permite aumentar muchas veces el tamao de la muestra realgracias a los rayos luminosos que vienen de la fuente de luz y pasan por elcondensador hasta llegar a la muestra, luego los rayos pasan a travs de lalente del objetivo (lentes de 10X, 40 X y 100X) y puede finalmente observarsela muestra en el ocular (monocular o binocular), mirar la figura 9. Es usadopara observar microorganismos vivos o teidos.

Microscopio de campo oscuro

El condensador tiene un disco que bloquea los rayos de luz directa que llegaraa los objetivos, al no tener una luz de fondo directa, la muestra se observailuminada en los bordes pero con un fondo o campo oscuro; es una tcnicamuy usada para observar estructuras muy pequeas como flagelos yespiroquetas por la alta resolucin (capacidad de distinguir entre dos puntos)de este tipo de microscopio. Ver figura 10.
http://www.higiene.edu.uy/cefa/2008/MorfologiayEstructuraBacteriana.pdfhttp://www.higiene.edu.uy/cefa/2008/MorfologiayEstructuraBacteriana.pdf


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Figura 9.Microscopio ptico compuesto. A la izquierda partes y funciones del microscopio. Ala derecha trayecto de la luz de abajo hacia arriba hasta el ojo humano.

Microscopio de contraste de fase

Con la ayuda de un diafragma anular los rayos de luz de una fuente se reflejano se difractan en la muestra, mientras que otros rayos la atraviesan, cuandoambos rayos se unen en los oculares se pueden detectar muestras con mayordiferenciacin de estructuras internas de clulas vivas. (Figura 10)

Microscopio de fluorescencia

Se utilizan en muestras que fluorescen al exponerse a la luz ultravioleta.Algunas clulas lo hacen de forma natural como las que contienen clorofila; enlas que no fluorescen naturalmente se puede usar fluorocromos (colorantesfluorescentes que tien las clulas) que absorben la longitud de onda corta (luzU.V) y emiten luz visible, que es de mayor longitud de onda. Con este tipo demicroscopio la muestra se observa brillante o fluorescente contra un fondooscuro (figura 10). Usado para diagnstico de microorganismos, ecologamicrobiana o tcnicas de inmunofluorescencia (se tien anticuerpos parareaccionar con antgenos).


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Figura 10. Imgenes de Paramecium por microscopia ptica (MO). A la izquierda fotografacon microscopio de campo claro, en el centro con MO de campo oscuro y a la derecha con MOde contraste de fase (Tomado de Tortora et al. 2007).

Microscopa electrnica (ME)

El microscopio electrnico se ha convertido en una valiosa herramienta para elestudio detallado de estructuras muy pequeas, virus e incluso molculas queseran imposibles de ver con microscopa ptica. Aunque la finalidad es lamisma existen varias diferencias entre ambos microscopios; los microscopioselectrnicos no usa una fuente de luz o fotones sino un haz de electrones queviajan en forma ondulatoria en longitudes de onda mucho menores que la luzblanca lo que aumenta notablemente el poder de resolucin. Tambin sediferencia en el uso de lentes electromagnticas para enforcar la luz en lamuestra deshidratada en lugar de lentes de vidrio; no se usan portaobjetos devidrio sino una rejilla de cobre (Tortora et al. 2007). Las imgenes obtenidasson a blanco y negro pero se les puede dar color desde el ordenador. No se

puede trabajar con organismos vivos. Hay dos tipos de microscopaelectrnica:

Microscopio electrnico de transmisin (MET)

Un haz o rayo de electrones enfocado por un lente condensadorelectromagntico se dirige sobre una muestra ultra delgada que es atravesadapor los electrones dirigidos hacia lentes electromagnticas del objetivo, ste seencarga de ampliar la imagen y por ltimo enfocarlos en las lenteselectromagnticas proyectoras sobre una pantalla que fluoresce cuando recibeel impacto de los electrones (figuras 11 y 12). Se pueden usar sales de metales

pesados para teir las muestras (Llop et al. 2001; Tortora et al. 2007). Comodesventajas se destaca que los cortes deben ser ultradelgados, fijados ydeshidratados en vaco. No genera imgenes tridimensionales. Lasmicrofotografas por ME son a blanco y negro pero son coloreadas desde unordenador.


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Figura 11. Microscopios electrnicos. A la izquierda microscopio electrnico de transmisin(MET) y a la derecha microscopio electrnico de barrido (MEB) (tomado de Tortora et al. 2007).

Microscopio electrnico de barrido (MEB)

Un haz de electrones (haz primario) producido por un can pasa las lenteselectromagnticas y la muestra que a su vez libera electrones secundarios dela superficie de sta que pueden ser capturados, detectados y ampliados paraproducir una imagen tridimensional en una pantalla. A pesar de tener menorresolucin que el MET es muy til para producir imgenes tridimensionales desuperficies de clulas o virus (Llop et al. 2001) ver las figuras 11 y 12.

Figura 12.Microfotografas de Paramecium con microscopa electrnica. A la derecha imagendesde un microscopio electrnico de transmisin (MET) y a la derecha desde un microscopioelectrnico de barrido (MEB).


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NOTA:En este enlace encontrar un video de microscopa:

http://www.youtube.com/watch?v=gA3V7N6E6LA&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=fgnkdgHXK_Y&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=9-qps2KU7WM&feature=related

CAPTULO 3. Metabolismo microbiano

Leccin 11. Reacciones metablicas y conservacin de energa

Para que un organismo pueda cumplir con todas las funciones celulares ycrecimiento realiza un conjunto de reacciones y transformaciones bioqumicasque liberan o consumen energa, proceso conocido como metabolismo.Cuando la clula degrada compuestos orgnicos en molculas ms simples ylleva a cabo reacciones qumicas que producen energa (exergnicas) se leconoce como catabolismoo metabolismo degradativo; un ejemplo de sto esla gluclisis donde se degrada el azcar para obtener o liberar energa y otros

compuestos. Esta energa liberada se usa en el anabolismoo biosntesis, elcual tiene como finalidad la construccin de macromolculas a partir demolculas simples, ste es un proceso endergnico; por ejemplo laconstruccin de protenas a partir de sus monmeros (aminocidos). Todas lasreacciones catablicas y anablicas estn mediadas por enzimas y ambas secomplementan, es decir, para la supervivencia de una clula debenpresentarse ambos procesos acoplados.

La forma qumica ms usual de energa es la molcula de adenosn-trifosfato(ATP) conocida como la moneda energtica del metabolismo, ste se forma enprocesos de fotosntesis o en la degradacin de compuestos orgnicos o

inorgnicos. Las reacciones catablicas estn acopladas a liberar o sintetizarATP mientras que las anablicas lo degradan o consumen. Es importantemencionar que aunque las clulas mantienen el equilibrio metablico paratodas sus funciones celulares con el ATP, la mayor proporcin de energaaportada por esa molcula es liberada en forma de calor. Ejemplo, la mayorcantidad de energa en el ser humano es liberada en forma de calor para
http://www.youtube.com/watch?v=gA3V7N6E6LA&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=gA3V7N6E6LA&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=fgnkdgHXK_Y&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=9-qps2KU7WM&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=9-qps2KU7WM&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=fgnkdgHXK_Y&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=gA3V7N6E6LA&feature=related


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mantener la temperatura corporal y la restante para las actividadesmetablicas.

Dentro del metabolismo generador de ATP existen dos mecanismos a nivel de

membrana para sintetizarlo, la fosforilacin a nivel de sustrato y el transportede electrones (tambin conocido como fosforilacin oxidativa) y dentro de esosmecanismos hay dos modos para generar ATP: la oxidacin biolgica(fermentacin o respiracin) y la fotosntesis. La fermentacin y la respiracinson dos mecanismos para la conservacin de la energa, la cual estableceque la energa no puede crearse ni destruirse, solo se transforma (cuadro 2).

Cuadro 2.Reacciones de oxido reduccin para obtencin de energa por bacterias (tomado deLlop et al. 2001).

Fermentacin

Es un proceso catablico generador de ATP a partir de compuestos orgnicosen el que stos sirven como donadores y aceptores de electrones. Aqu noexiste un aceptor final de electrones como lo es el O 2 en la respiracin. Losmicroorganismos pueden usar como sustrato en la fermentacin carbohidratos,cidos orgnicos, aminocidos y nucletidos. La fermentacin es un procesoanaerbico que slo puede generar ATP a travs de la fosforilacin a nivel

sustrato. Por ejemplo la produccin de cido lctico a partir de glucosa porStreptococcus. Este proceso es propio de microorganismos anaerobiosestrictos, facultativos y anaerobios aerotolerantes.


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Respiracin

Es un proceso metablico generador de ATP a travs de la fosforilacinoxidativa donde el oxgeno u otro aceptor de electrones pueden actuar como

aceptor final de electrones. En la respiracin compuestos orgnicos (enhetertrofos) e inorgnicos (bacterias littrofas) pueden donar y aceptarelectrones. La respiracin puede ser aerobia, donde el oxgeno es el aceptorfinal de electrones y anaerobia, donde el aceptor final de electrones puede sersulfatos, nitratos y carbonatos (Llop et al 2001) ver cuadro 2. La respiracinaerobia produce mucha ms energa que la fermentacin.

La respiracin aerobia consta de tres pasos: formacin de piruvato a partir desustancias orgnicas, ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones. Larespiracin aerobia produce mucha ms energa que la anaerobia.

Fotosntesis

Esta actividad metablica la veremos ms adelante en la leccin 14.

Leccin 12. Gluclisis

Es un proceso metablico catalizado por enzimas que oxidan una molcula deglucosa en dos molculas de piruvato, produce 2 ATP por fosforilacin a nivel

de sustrato y 2 NADH+

. Este proceso de degradacin de azcares se da en elcitosol de las clulas y el destino de los productos finales vara de acuerdo alas necesidades fisiolgicas del organismo (figura 13).

En presencia de oxgeno el piruvato puede pasar al ciclo de Krebs (ciclo delcido ctrico o tricarboxlico) en las mitocontrias, el ATP puede usarse comofuente de energa y el NADH puede pasar a la cadena transportadora deelectrones en las mitocondrias para generar ms ATP (figura 13).En ausencia de oxgeno el piruvato puede usarse como sustrato para lafermentacin y producir lactato, etanol y CO2.El NADH se usa en la reduccindel piruvato en la fermentacin (figura 14).


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Figura 13. Oxidacin global de la glucosa (tomado del enlace:http://iescarin.educa.aragon.es/estatica/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%202/2%20-%20Capitulo%208.htm).

Figura 14. Fermentacin para la produccin de etanol y lactato (tomado delenlace:http://iescarin.educa.aragon.es/estatica/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%202/2%20-%20Capitulo%208.htm).

En honor a sus descubridores la gluclisis (figura 15) tambin es conocidacomo la va de Embden-Meyerhof. La gluclisis se divide en dos etapas,
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algunos autores la dividen en tres cuando se refieren a la fermentacin delpiruvato en ausencia de oxgeno.

Figura 15. Gluclisis

En la primera etapa preparatoria no se incluyen reacciones de oxido-reduccin,se invierten dos molculas de ATP pero no se genera energa, al terminar estafase a partir de una molcula de glucosa se forman dos molculas degliceraldehido 3-fosfato. Una de ellas obtenida por la catlisis de una aldolasa yla otra para la actividad enzimtica de una triosa fosfato isomerasa. Por lo tantoen lo sucesivo ocurre el mismo proceso degradativo para ambas molculas degliceraldehido 3-fosfato.

La segunda etapa es la fase de oxido reduccin o conversin de energa, enella por la accin de la gliceraldehido 3-fosfato deshidrogenasa de forman dos


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equivalentes reductores (NADH + H+) y por la fosfoglicerato quinasa segeneran las dos primeras molculas de ATP. Luego por la actividad de laenzima piruvato quinasa sobre el fosfoenolpiruvato se forman los dos ATPrestantes y dos piruvatos.

En la gluclisis se generan 4 molculas de ATP, pero el valor neto es de 2 ATPdada a inversin de ATP que se hizo en la primera etapa.

La etapa fermentativa de la gluclisis en ausencia de oxgeno no generaenerga, sino etanol, lactato, acetato o CO2 dependiendo de la enzima querealice la actividad degradativa, aunque estos productos son muy tiles en laindustria alimentaria no se tiene claro la importancia de estos metabolitos enlos microorganismos que los producen (bacterias, levaduras). La fermentacinque forma el lactato tambin se da en clulas humanas (clulas musculares yeritrocitos).

NOTA:Favor ver el siguiente enlace para profundizar en la leccin:

http://comunidad.uach.mx/carzola/apuntesglucolisis.pdf

Leccin 13. Ciclo del cido ctrico

Tambin conocido como ciclo de Krebs o ciclo de cidos tricarboxlicos, es unaserie de reacciones bioqumicas de oxido reduccin de gran energa que hacenparte de la respiracin de clulas aerobias, en las procariotas este proceso serealiza en el citosol mientras que en la clulas eucariotas en las mitocondrias.

En este ciclo el piruvato proveniente de la gluclisis sufre una descarboxilacinpor la accin de la enzima piruvato deshidrogenasa para generar aceltil-CoA,NADH y CO2 antes de ingresar al ciclo de Krebs en la mitocondria. All elgrupo acetilo se integra con el oxalacetato para formar citrato (un compuestode 6 carbonos), luego se dan una serie de reacciones qumicas(deshidratacin, hidratacin, descarboxilacin, fosforilacin, oxido-reduccin,ect) donde a partir de una molcula de piruvato se forma: 1 molculaoxalacetato, 2 molculas de CO2, 3 equivalentes reductores de NADH

+, 1FADH y una molcula de GTP (figura 16).
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Cada equivalente reductor de NADH al ingresar a la cadena de fosforilacinoxidativa genera 2.5 3 molculas de ATP; cada FADH produce 1.5 2molculas de ATP. Ambas cantidades son usadas. Si usamos la primeraentonces a partir de una molcula de glucosa en la respiracin aerobia se

pueden generar 38 molculas de ATP o 32 ATP en la segunda (cuadro 3).

Figura 16. Ciclo de Krebs o del cido ctrico (tomado del enlace:http://iescarin.educa.aragon.es/estatica/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%202/2%20-%20Capitulo%208.htm).

En la cadena transportadora de electrones o fosforilacin oxidativa, lasmolculas transportadoras (flavoprotenas, citocromos, ubiquinona y coenzima
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Q) producen reacciones de oxido reduccin que liberan energa para generarATP. En las clulas eucariotas la cadena transportadora se encuentra en lamembrana interna mitocondrial mientras que en las procariotas en lamembrana celular (figura 17).

Figura 17. Cadena transportadora de electrones en (tomado delenlace:http://iescarin.educa.aragon.es/estatica/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%202/2%20-%20Capitulo%208.htm).
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Cuadro 3.Rendimiento energtico por la oxidacin de una molcula de glucosa. Tomado delenlace:(http://iescarin.educa.aragon.es/estatica/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%202/2%20-%20Capitulo%208.htm).

NOTA:Favor ver este video en el siguiente enlace:

http://video.google.com/videoplay?docid=-4979202337380045677#

Leccin 14. Fotosntesis en microorganismos

La fotosntesis es el proceso de conversin de energa lumnica en energaqumica, donde a partir de sustancias inorgnicas simples (CO2) se puedenobtener compuestos orgnicos de mayor complejidad (azcares)indispensables para la vida de los organismos hetertrofos. La molcula de

ATP se produce por transferencia de energa de fotones de luz absorbidos porpigmentos fotosintticos (clorofilas o bacterioclorofilas) donde los electrones setransfieren de tomos de hidrgeno a molculas de azcar. Este proceso esrealizados por una diversidad de organismos: plantas, algas, cianobacterias,bacterias sulfurosas verdes y prpuras.

En la fotosntesis el CO2 sirve como fuente de carbono y el hidrgeno comoaceptor final de electrones, el cual se oxida y forma agua, las bacteriasfotosintticas usan compuestos inorgnicos como el hidrgeno o cidosulfrico como aceptor final de electrones.

Las plantas, algas y cianobacterias usan el agua como fuente de hidrgeno yliberan el oxgeno:
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6CO2+ 12H2O + Luz C6H12O6+ 6H2O + 6O2

Las bacterias rojas, sulfurosas y verdes usan el H2S como fuente de hidrgeno

y producen grnulos de azufre:

6CO2+ 12H2S C6H12O6+ 6H2O + 12S

La fotosntesis se da en dos fases. Fase lumnica (fotofosforilacin) oreacciones dependientes de luz, donde la energa aportada por fotones esabsorbida por la clorofila y excita sus electrones, stos al excitarse pasan auna cadena transportadora de electrones donde bombean protones y el ADPse convierte en ATP, cuando la fotofosforilacin es cclica los electronesretornan a la clorofila pero cuando no lo es (no cclica) reducen el NADP en

NADPH y los electrones perdidos en este procesos son devueltos a lasfotofosforilacin cclica por molculas de agua (figura 18 y 19). En la faselumnica de forma entonces: oxgeno, ATP y NADPH. En la fase oscura(ciclode Calvin) o reacciones independientes de luz los electrones derivados de lafase lumnica, NADPH y el ATP son empleados para la reducir el CO2a azcar.

Figura 18.Fotofosforilacin cclica (tomado de Tortora et al. 2007).

Cuando las plantas, algas y cianobacterias utilizan protones (tomos dehidrgeno) provenientes del agua para reducir el CO2 y producir oxgenomolecular se dice que hay una fotosntesis oxignica, pero existen bacterias(bacterias verdes y prpuras) que no pueden usar el agua para reducir eldixido de carbono y al no generar oxgeno se le conoce como fotosntesisanoxignica. Estas bacterias no utilizan la clorofila asino bacterioclorofila, unpigmento que absorbe la luz en longitudes de onda superior a la clorofila a; la


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localizacin de la bacterioclorofila en los microorganismos es variable (enclorosomas, en la superficie, inmersas o en invaginaciones de la membranacelular). El cuadro 4 compara la fotosntesis en procariotas y eucariotas.

Figura 19.Fotofosforilacin no cclica (tomado de Tortora et al. 2007).

Cuadro 4. Comparacin de fotosntesis en clulas eucariotas y procariotas (tomado de Tortoraet al. 2007).

NOTA:Leer en el siguiente enlace para mayor informacin:

http://web.usal.es/~jmcsil/biblioteca/biofisica/unizar/FOTO.htm
http://web.usal.es/~jmcsil/biblioteca/biofisica/unizar/FOTO.htmhttp://web.usal.es/~jmcsil/biblioteca/biofisica/unizar/FOTO.htm


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Leccin 15. Alternativas catablicas

As como los microorganismos son diversos, de la misma manera su

comportamiento nutricional donde las fuentes de carbono y energa varan, lafigura 20 sintetiza de forma clara los tipos de nutriciones.

Segn la fuente de energa que usen los microorganismos pueden serfottrofos o quimitrofos. Los fottrofosutilizan la luz como fuente de energamientras que los otros usan compuestos orgnicos a travs de reacciones deoxido reduccin. Segn la capacidad para producir alimento pueden ser:auttrofos, fabrican su propio alimento y usan el CO2como fuente de carbono,los hetertrofos requieren una fuente de carbono orgnica. Entonces sicombinamos la fuente de energa y carbono los microorganismos se puedenclasificar en otras categoras: fotoauttrofos, fotohetertrofos, quimioauttrofos

y quimiohetertrofos.

Figura 20. Clasificacin nutricional de organismos vivos. Se realiza de acuerdo a la fuente deenerga y carbono (tomado de Tortora et al. 2007).


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UNIDAD 2. DIVERSIDAD MICROBIANA

CAPTULO 4. CRECIMIENTO MICROBIANO

Leccin 16. Crecimiento celular y fisin binaria

Leccin 17. Curva de crecimiento microbiano

Leccin 18. Medidas directas del crecimiento microbiano

Leccin 19. Factores fsicos en el crecimiento microbiano

Leccin 20. Oxgeno y el crecimiento microbiano

CAPTULO 5. EUCARIOTA Y PROCARIOTA

Leccin 21. Archaea

Leccin 22. Hongos

Leccin 23. Hongos mucosos

Leccin 24. Protozoos

Leccin 25. Algas

CAPTULO 6. SISTEMA DE VIDA ANAEROBIO

Leccin 26. Respiracin anaerobia

Leccin 27. reduccin del nitrato y proceso de desnitrificacin

Leccin 28. Reduccin de sulfatos

Leccin 29. Metanognesis

Leccin 30. Acetognesis


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UNIDAD 2DIVERSIDAD MICROBIANA

CAPITULO 4. Crecimiento microbiano

Leccin 16. Crecimiento celular y fisin binaria

El crecimiento celular de las bacterias contrario a lo que podemos inferir noest relacionado con el aumento de tamao de las bacterias si no conincremento del nmero de clulas, las cuales incluso pueden ser observadas a

simple vista cuando stas se agrupan y forman colonias. Pero para que unabacteria sea capaz de dividirse tiene requerimientos energticos y nutricionales(disponibilidad de nutrientes, condiciones ambientales qumicas y fsicas) quele ayuden a realizar todas las actividades de sntesis que permitirn conformarsu estructura fsica, es decir, pared celular, membrana, material gentico,cuerpos de inclusin, etc.

La mayora de las bacterias se reproducen asexualmente por fisin binaria(figura 21), donde una clula se divide para producir dos clulas hijas con lamisma informacin gentica (con altas tasas de mutaciones) que suprogenitora. Durante el crecimiento celular se duplican los componentes que

constituyen a la clula (macromolculas, monmeros, sustancias orgnicas) eincluso el ADN donde ste en su origen de replicacin (Ori) inicia la sntesis deuna molcula de ADN a partir de una preexistente; permitiendo que la clulahija reciba todo el componente gentico y estructural de manera que puedarealizar todas las funciones metablicas.

Figura 21. Fisin binaria. Tomado del enlace:http://elprofedebiolo.blogspot.com/2010/01/la-celula-procariota.html
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Adems de las bacterias, tambin las levaduras, algas unicelulares, protozoosy archaeas se reproducen por fisin binaria.

Para el crecimiento celular se necesitan varias condiciones o requerimientosfsicos (pH, temperatura, presin osmtica) y qumicos (fuentes de carbono,nitrgeno, azufre, fsforo, elementos traza, oxgeno, vitaminas, etc). En estaleccin describiremos los requerimientos qumicos o nutricionales y en lasprximas lecciones los fsicos.

Fuente de carbono

Es la principal fuente para la obtencin de energa, y composicin deelementos o estructuras celulares. Los organismos fotosintticos (auttrofos)obtienen el carbono a partir del CO2y lo convierten en glucosa, mientras que

los hetertrofos lo obtienen de fuentes orgnicas como carbohidratos,protenas, y lpidos. El carbono constituye casi la mitad de peso seco de unaclula.

Fuente de nitrgeno

Sirve para la sntesis de protenas, cidos nucleicos (ADN, ARN) y enzimas.Los microorganismos lo pueden asimilar a partir de fuentes inorgnicas o decompuestos que lo contengan como es el caso de las protenas. Unasbacterias utilizan el nitrgeno en la forma reducida proveniente del amonio

(NH4+

), otras a partir de nitratos (NO3-

) o nitritos (NO2-

) y las fijadoras denitrgeno o las simbiticas a parir de nitrgeno molecular o libre (N 2).

Fuentes de azufre y fsforo

El azufre es til para la sntesis de ciertos aminocidos, coenzimas y vitaminasque contienen este elemento es su composicin estructural (indispensable parala formacin de enlaces disulfuro en protenas). Se puede obtener en lanaturaleza partir del in sulfato (SO4

-2), sulfuro de hidrgeno (H2S) yaminocidos que lo contengan.

El fsforo es un elemento indispensable para la sntesis de ATP, cidosnucleicos y fosfolpidos y se encuentra principalmente en iones de fosfatoinorgnico (PO4

3-).

Elementos traza y vitaminas


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Existen otros elementos que si bien no se requieren en grandes cantidades sonimportantes para la actividad metablica o composicin celular, donde algunode ellos acta como cofactores o facilita la produccin, degradacin de ciertossustratos o sustancias y en la formacin de esporas, entre ellos tenemos al

calcio, hierro, cobre, magnesio, manganeso, potasio, zinc, sodio y cloro. Estosltimos se requieren en grandes cantidades (NaCl) para el crecimiento debacterias halfilas.

NOTA:Por favor ver el siguiente enlace las pginas 168 hasta 183 y 188 hasta 208:

Ir al documento

Leccin 17. Curva de crecimiento microbiano

Durante el ciclo de crecimiento el comportamiento de las poblacionesbacterianas puede estudiarse mediante el crecimiento de las clulas en funcindel tiempo. Cuando inoculamos bacterias en un medio de cultivo lquido yfresco se dan cuatro fases en las que se puede dividir el crecimientomicrobiano (figura 22).

Figura 22. Curva de crecimiento microbiano. Ver detalle en el texto. (Tomadohttp://www.facmed.unam.mx/deptos/microbiologia/bacteriologia/generalidades.html)

Fase de adaptacin, retraso o latencia
http://books.google.com.sv/books?id=Nxb3iETuwpIC&printsec=frontcover&dq=introducci%C3%B3n+a+la+microbi%C3%B3logia+tortora&hl=es&ei=15w9TuzyHuPX0QH3v7DDBw&sa=X&oi=book_result&ct=book-thumbnail&resnum=1&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.com.sv/books?id=Nxb3iETuwpIC&printsec=frontcover&dq=introducci%C3%B3n+a+la+microbi%C3%B3logia+tortora&hl=es&ei=15w9TuzyHuPX0QH3v7DDBw&sa=X&oi=book_result&ct=book-thumbnail&resnum=1&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://www.facmed.unam.mx/deptos/microbiologia/bacteriologia/generalidades.htmlhttp://www.facmed.unam.mx/deptos/microbiologia/bacteriologia/generalidades.htmlhttp://books.google.com.sv/books?id=Nxb3iETuwpIC&printsec=frontcover&dq=introducci%C3%B3n+a+la+microbi%C3%B3logia+tortora&hl=es&ei=15w9TuzyHuPX0QH3v7DDBw&sa=X&oi=book_result&ct=book-thumbnail&resnum=1&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage&q&f=false


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Es un periodo de adaptacin al medio donde las bacterias comienzan aprepararse metablicamente sintetizando enzimas y molculas importantespara la reanimacin del crecimiento. En esta fase la divisin celular es escasao nula con velocidad de crecimiento Vc= 0. Este periodo puede durar entre 1

hora o varios das dependiendo del microorganismo, las condiciones decrecimiento y la edad del cultivo del que se tom el inculo.

Logartmica o exponencial

Es la fase de mximo crecimiento celular y actividad metablica donde lasclulas comienzan a dividirse activamente a velocidad constante Vc =constante. En este periodo los microorganismos aprovechan al mximo losnutrientes presentes en el medio de cultivo y cuando se le aportan todas lascondiciones ptimas puede generar productos de inters industrial; aunque esla fase de mayor sensibilidad a antimicrobianos.

Fase estacionaria

Cuando de agotan los nutrientes, aumentan las toxinas, cambia el pH ydisminuye el oxgeno la velocidad de crecimiento comienza a decrecer hastallegar a cero Vc= 0, ya que el nmero de clulas que se dividen es igual alnmero de clulas que mueren.

Fase de declinacin o muerte

En esta fase el nmero de clulas de clulas que se dividen comienzan adisminuir notablemente mientras que aumentan de una forma sostenida lasque mueren, Vc = negativa, en esta etapa las clulas pierden casicompletamente toda sus actividad metablica y comienzan a lisarse mientrasque unas pocas, las ms resistentes pueden sobrevivir con los nutrientes delas que mueren.

NOTA:Leer en el siguiente enlace para mayor informacin:

http://www.ucv.ve/fileadmin/user_upload/facultad_farmacia/catedraMicro/08_Tema_6_crecimiento.pdf
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Leccin 18. Medidas directas del crecimiento microbiano

Existen varios mtodos para medir el crecimiento de las poblacionesmicrobianas:

Recuentos en placa o de colonias

Es el mtodo ms usado para medir poblaciones bacterianas, ya que adiferencia de otros permite contabilizar el crecimiento de clulas viables, esdecir clulas que pueden dar una descendencia. Su principal desventaja esque requiere mnimo 24 horas para conocer los resultados del recuento y en laindustria a veces se requieren resultados ms rpidos. Es muy usado en lamicrobiologa de alimentos, pe

micro ambien final

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