AREA MICOLOGÍA

ESTRUCTURA FÚNGICA

Dra. Marisa Biasoli

Centro de Referencia de Micología

MICROBIOLOGÍA GENERAL

MICOLOGÍA

es la rama de la Microbiología que se dedica al estudio de los hongos.

• Etimológicamente deriva del griego

Mykes= seta logos=discurso

Hongos macroscópicos….

Los hongos se conocen desde hace muchísimos años y los primeros

hongos que se observaron fueron los hongos macroscópicos que se

encontraban en el medio ambiente y que llamaron su atención por su

tamaño, forma y colores.

• Siglo XVII Con la invención del microscopio, comienza el

estudio sistemático de los hongos.

• Siglo XVIII Pier Antonio Micheli: reúne las investigaciones

sobre los hongos (Nova plantarun genera, fueron incluidos dentro del

reino de las plantas)

Comienza el estudio microscópico de los hongos….

Microsporum gypseum

•Algunos ejemplos de hongos de importancia en la micología médica, con sus características macroscópica y microscópica:

Candida albicans

Hay dos tipos de levaduras que se utilizan en la fabricación del vino:

- Las levaduras “salvajes”, que está presentes naturalmente en el campo y

en la fruta, y que son transferidas al jugo,

- La levadura del vino cultivada, que es adicionada al jugo de uva para

comenzar la fermentación.

APROVECHAMIENTO BIOTECNOLÓGICO

Saccharomyces cerevisiae :

Levadura responsable de la transformación del mosto de uva en vino, a través

del proceso conocido como fermentación alcohólica

¿PORQUÉ NOS INTERESA ESTUDIAR A LOS HONGOS?

Responsable del proceso de

fermentación en la Producción

de la cerveza, utilizando la

malta como sustrato.

APROVECHAMIENTO BIOTECNOLÓGICO

Saccharomyces cerevisiae

Producción de Pan

Consiste en la formación de una masa

elástica (harina de trigo) con la

levadura. Utilizando los componentes

de la harina, la levadura fermenta

expulsando al medio dióxido de

carbono, que forma unas bolsas en el

interior de la masa.

Elaboración de quesos: se utilizan hongos filamentosos como

Penicillium roqueforti, Penicillium camamberti

APROVECHAMIENTO BIOTECNOLÓGICO

Penicillium roqueforti:

para la producción de quesos

azules, el hongo aporta el aroma

y el sabor característicos

Penicillium camamberti:

para la producción de queso Camambert , Brie,

Coulommiers y Cambozola, en los cuales, las

colonias de P. camemberti forman una costra

dura y blanca. Es responsable de dar a estos

quesos su sabor distintivo.

Criptococosis pulmonar: infección

producida por la levadura

Cryptococcus neoformans

Candidiasis bucal: infecciones en las

mucosa oral producida por levaduras

del género Candida

Onixis: son infecciones de las uñas

producidas por levaduras del género Candida

y por hongos filamentosos (dermatofitos)

Tiña capitis: infecciones del cuero

cabelludo producido por hongos

dermatofitos

Pueden producir MICOSIS: son infecciones producidas por hongos

¿PORQUÉ NOS INTERESA ESTUDIAR A LOS HONGOS?

Hongos fitopatógenos: producen infecciones en los cultivos que

llevan a grandes pérdidas económicas.

• Micelio de Sclerotium rolfsii en la base del

tallo de morrón. • Esclerotos de Rizoctonia solani sobre

tubérculo de papa.

• SDS en soja producido por Fusarium

tucumaniae

¿PORQUÉ NOS INTERESA ESTUDIAR A LOS HONGOS?

EFECTOS BENÉFICOS

ROL EN LA ECOLOGÍA- Descomposición de la materia orgánica: por su gran actividad enzimática los hongos

son capaces de degradar moléculas orgánicas complejas presentes en el medio ambiente

como celulosa, lignina, proteínas, etc., enriqueciendo los suelos, por acumulación de materia

orgánica rica en ácidos húmicos (contribuye a la fertilidad de los suelos), ayudan a incrementar

la biomasa y liberan CO2.

- Asociaciones Biológicas

Micorrizas: simbiosis entre un hongo y las raíces de una planta. Como en muchas

relaciones simbióticas, ambos participantes obtienen beneficios.

Líquenes: son organismos que surgen de la simbiosis entre un hongo, y un alga o una

cianobacteria .

Resumiendo la Importancia de LOS HONGOS

Líquen

EFECTOS BENÉFICOS

USO INDUSTRIAL Y BIOTECNOLÓGICO

- Fuente alimenticia consumo directo de champiñones, trufas, setas

- Producción de alimentos: quesos, pan, soja

- Producción de bebidas alcohólicas: cerveza, vino, whisky, sake, ron

- Obtención de:

. Proteínas fúngicas (pectinasas, amilasas, proteasas): muy utilizadas en la

industria alimenticia

. Ácidos Orgánicos (cítrico, láctico, málico)

. Antibióticos (Penicilina, cefalosporinas): El 1º antibiótico descubierto fue la

penicilina, en 1897 por Ernest Duchesne, en Francia, quien trabajaba con hongos del género

Penicillium.

. Antifúngicos: Griseofulvina: utilizada en el tratamiento de micosis superficiales

. Hormonas (Giberilina)

Resumiendo la Importancia de LOS HONGOS

EFECTOS NOCIVOS

BIODETERIORANTES

- Los hongos son capaces de deterior gran cantidad de sustancias como

alimentos, papel, cuero, medicamentos, instrumental, etc.

HONGOS PATÓGENOS

-Vegetales: fitopatógenos

- Animales y humanos: producen infecciones llamadas MICOSIS.

Las micosis pueden ser cutáneas (lesiones en la piel por hongos

dermatofitos llamadas tiñas o por levaduras del genero Candida), subcutáneas,

profundas e invasivas, que icluso pueden provocar la muerte.

PRODUCTORES DE TOXINAS- Micotoxicosis: son intoxicaciones por metabolitos secundarios producidos

por los hongos que contaminan alimentos: Aflatoxina, ocratoxina, zearalenona,

patulina, etc.

HONGOS VENENOSOS-Micetismo: intoxicación resultante de la ingestión de setas u hongos

venenosos, las cuales pueden ir desde molestias gastrointestinales leves hasta

la muerte. Ej: Amanita phalloides (hongo de la muerte)

Resumiendo la Importancia de LOS HONGOS

Los seres vivos se pueden clasificar en tres dominios:

¿Dónde ubicamos taxonómicamente a los hongos?

Los hongos pertenecen al dominio Eucarya, forman un Reino separado y están entre

los organismos más evolucionados.

¿Cómo definimos a los HONGOS?

Son organismos eucariotas: poseen núcleo verdadero, ADN con intrones,

ADN en cromosomas, organelas, esteroles en la membrana, ribosomas 80S

Heterótrofos (sin clorofila) : son los únicos organismos eucariotas que se

nutren por absorción.

Poseen pared celular, muy importante en el ciclo de vida de los hongos

Desarrollo filamentoso (plurinucleado) o levaduriforme (unicelular)

Se reproducen sexual y/o asexualmente

De estructura simple (unicelular) o compleja (setas, hongos de

sombrero

Saprófitos (viven a expensas de la materia orgánica en descomposición)

o parásitos (viven a expensas de otros organismos vivos)

TALO FILAMENTOSO o PLURINUCLEADO

Hifa o filamento

Estructura de los HONGOS

- TALO: es todo el cuerpo o soma del hongo. Puede ser:

Estructura de los HONGOS

- HIFA o FILAMENTO:

estructura básica de los

hongos, en forma de tubo

cilíndrico.

- MICELIO: es el conjunto de hifas que forman

una trama o tejido.

Talo LEVADURIFORME o

Unicelular

4 - 7 µm

Estructura de los HONGOS

Una única célula es la estructura

básica del talo levaduriforme. A esta

célula se la denomina levadura

Las levaduras se reproducen principalmente por brotación, es decir la

célula madre brota para formar una célula hija, que crece y termina

separándose de su progenitora.

Algunos Hongos los llamamos dimórficos: porque pueden

tener un desarrollo levaduriforme o filamentoso,

dependiendo de las condiciones ambientales

Fase Levaduriforme Fase Filamentosa

Estructura de los HONGOS

-Histoplasma capsulatum

-Paracoccidiodes brasiliensis

-Coccidioides posadasii

Hongos patógenos

Talo LEVADURIFORME

Levadura Pseudomicelio

In vitro:

Se puede obtener desarrollo de

pseudomicelio in vitro en medios

complejos como el Agar Harina de

Maíz (AHM)

Pseudomicelio:

Es común observar este tipo de desarrollo

in vivo, en los tejidos, por ej. en

infecciones vaginales producidas por

levaduras del género Candida.

In vivo: Frotis de flujo vaginal teñido

con Gram.

Hifa o filamentoPseudodomicelio

Candida parapsilosis Candida albicans

El MICELIO es un conjunto

de hifas y puede ser:

10-15 µm

2-5 µm

Micelio no Tabicado:

es ancho (10-15µm), de

diámetro irregular e hifas que se

doblan o aplastan fácilmente

Micelio tabicado:

es fino (2-5µm), de diámetro

regular e hifas turgentes

Pared celular (PC)

Morfogénesis: determina la forma de la célula

Protección: protege a la célula contra factores externos (radiaciones,

agresiones físicas, etc.) e internos, como la elevada presión osmótica

intracelular.

Reservorio enzimático: posee gran cantidad de proteínas con

función enzimática que permiten degradar sustancias complejas y

permitir su absorción.

Adherencia: a través de adhesinas específicas puede interactuar con

receptores en el hospedero e iniciar una infeccion.

Antigenicidad: cunado se produce una infección el hospedero puede

desarrollar anticuerpos contra antígenos presentes en la PC.

Está presente en todos los hongos, es la parte más externa

de la célula y cumple funciones indispensables para la vida

del hongo:

Pared celular

ESTRUCTURA:

La PC está conformada por capas o estratos de polímeros

polisacáridos fibrilares (quitina y quitosan) y una matriz de

estructuras amorfas (glucanos, mananos y galactomananos) y

proteínas.

COMPOSICIÓN PC de Candida albicans

Pared celular

Adherencia, antigenicidad, reservorio enzimático,

Morfogénesis, resistencia

Nucleósido-péptidos (polimixina B): inhiben la enzima Quitina sintasa, impidiendo la síntesis de quitina.

EQUINOCANDINAS: Inhiben la enzima

β(1,3)-D-glucán sintasa, impidiendo la

síntesis de glucanos

Es un metabolito utilizado para detectar infecciones fúngicas invasivas (IFI)

Estructura y composición pared celular en diferentes especies

fúngicas

Juan Carlos G. Cortés, et al., Biotechnology Advances, https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2019.02.008

Composición pared celular en diferentes grupos de hongos

Porqué es importante conocer la

composición de la Pared celular?

Taxonomía y clasificación de los hongos: la composición de la PC

es uno de los criterios mas importante en la taxonomía de los hongos.

Diagnóstico: la detección de algunos componentes de la PC como (1-

3)-ß-D-glucano y galactomanano en fluidos humanos, son utilizados para

el diagnóstico de infecciones fúngicas invasivas.

Serotipificación: algunos componentes de la PC permiten determinar

serotipos de C. albicans y de C. neoformans

Tratamientos: diseño de nuevos ATF utilizando como blanco

moléculas de la pared (Equinocandinas, Polimixina B)

Hongos demateáceos Hongos hialinos

Presencia de pigmentos en la PC: Algunos hongos poseen pigmentos

melánicos en la PC. Esto les confiere color que puede ser marrón, gris hasta casi

negro. El color se puede observar en la pared y en los tabiques. A éstos hongos se les

llama demateáceos, para diferenciarlos de aquellos que no poseen pigmentos y se les

llama hialinos donde la pared celular se ve transparente o translúcida

Macromorfología de colonias:

Hongos demateáceos: tanto el anverso como el reverso de la

colonia presentan colores oscuros

Hongos hialinos: el reverso de la colonia nunca es de colores oscuros

mientras que el anverso puede ser claro o presentar colores (foto de la

derecha) que se deben a los elementos de reproducción.

En forma excepcional algunos hongos, como las levaduras del

género Cryptococcus , como C. neoformans y C. gattii, poseen

cápsula. Esta posee propiedades antifagocíticas, aumenta la

antigenicidad y la virulencia de este patógeno.

Está formada por 3 polímeros diferentes: glucuronoxylomanano,

galactoxylomanano y manoproteinas.

Observación microscópica de C. neoformans, con tinta china (suspensión de

partículas de carbón), que se utiliza como liquido de montaje para poner en evidencia

la presencia de la cápsula.

Membrana Plásmatica

FUNCIONES:

Regula entrada y salida de moléculas

ESTRUCTURA:

- Fosfolípidos

- Proteínas

- Ergosterol

Molécula target de la mayoría de los antifúngicos:

Polienos (anfotericina B)

Azoles (fluconazol, voriconazol)

Alilaminas (terbinafina)

Número de núcleos:

Levaduras: por definición es un organismo unicelular y posee un solo

núcleo.

Hongos Filamentosos: nº de núcleos variable por compartimiento hifal

(por definición es un desarrollo plurinucleado)

Haploide (n): durante la mayor parte del ciclo de vida del hongo.

Durante la reproducción sexuada puede encontrarse núcleos diploides (2n)

ADN en cromosomas: se puede encontrar un número variable de

cromosomas en los distintos géneros y especies de hongos, el numero varía

de 6-20. Esto no tiene que ver con la complejidad del organismo:

Saccharomyces cerevisiae : tiene 16 cromosomas y es una levadura (organismo

unicelular)

Aspergillus nidulans : tiene 8 (es un hongo filamentoso de desarrollo más complejo)

ADN con intrones

Núcleo

Formado por:

• Microtúbulos de tubulina (blanco de fungicidas benzimidazoles)

• Microfilamentos de actina

Función:

• Firmeza celular

• Movimientos intracelulares (mitosis, movimiento de organelos

dentro de la hifa)

Citoesqueleto

Crecimiento fúngico

Crecimiento apical

Colonia

fúngica

Ramificación

Ramificaciones

dicotómicas

Crecimiento apical de la hifa

Se produce una extensión por el ápice o extremo de la hifa, y se

observan los siguientes eventos:

-En el ápice la PC se hace más delgada y las fibras de actina se

concentran.

- Los microtúbulos de tubulina facilitan el transporte de vesículas

desde Golgi hacia el extremo de la hifa.

- Estas vesículas contienen enzimas de lisis, precursores de la PC y

enzimas de síntesis.

En el extremo de la hifa, las vesículas se

funden con el plasmalema y liberan su

contenido en forma secuencial:

1-Enzimas de lisis: rompen los enlaces de

los componente estructurales de la

pared celular en el extremo. Por la

fuerza osmótica interna la pared se

estira.

2-Precursores de los componentes de

pared, que se unen a los componentes

preexistente

3-Enzimas de síntesis: regeneran la

estructura intacta de la pared

Pared

celular

Plasmalema

Vesícula

de lisis

Precursores

Vesícula

de síntesis

Crecimiento apical de la hifa

Eventos en el ápice de las hifa durante el crecimiento fúngico

1

2

3

Septos o tabiques

Están presentes en los hongos tabicados

•Forman compartimientos dentro de la hifa

• Son incompletos: Presentan poros

• Los poros permiten el paso de núcleos y la corriente citoplasmática

• Dan soporte estructural especialmente en condiciones de sequedad

• Aumentan la turgencia de la hifa.

• Cuerpos de Woronin : son estructuras densas que se encuentran cerca a los tabiques,

son una defensa frente a daño: tapan los poros de los septos en caso de daño

•La presencia de septos o tabiques es el primer criterio de clasificación en hongos

filamentosos.

Corte transversal de la hifa

• SEPTO SIMPLE

-Presentes en hongos superiores-Controlan el paso de los núcleos durante la reproducción sexuada.

• SEPTO CON DOLIPORO

Clasificación del Micelio

2- Por su situación en el sustrato:

-Micelio profundo: sumergido en el sustrato desempeñando funciones

de absorción y sostén (funciones vegetativas).

-Micelio basal: ubicado sobre la superficies del sustrato, con

funciones vegetativas.

-Micelio aéreo: emerge del sustrato, generalmente con funciones de

reproducción.

1- Por su función:

- Micelio Vegetativo: se refiere al conjunto de hifas que cumplen funciones de

absorción, conducción, asimilación, nutrición, fijación, sostén, resistencia.

- Micelio de Reproducción: se refiere al conjunto de hifas encargadas de formar las

estructuras destinadas a perpetuar la especie.

En el caso de las levaduras estas 2 funciones la cumple una única célula.

Micelio Vegetativo

Por la disposición de las hifas, el micelio vegetativo puede

clasificarse como:

- Micelio laxo:

- Micelio plectenquimatoso

- Micelio con funículo

Prosénquima

Micelio Plectenquimatoso

Pseudoparénquima

Prosénquima y pseudoparénquima forman parte de:

-Estructuras de resistencia del micelio vegetativo, bulbillos y esclerotes

(como veremos más adelante)

-Cuerpos fructíferos en la reproducción sexuada: cleistotecios, peritecios y

apotecios. (se verá en la clase de Rep. Sexuada)

-Cuerpos fructíferos en la reproducción asexuada: picnidios, acervuli. (se

verá en la clase de reo. Asexuada)

Formaciones especiales del Micelio Vegetativo

Con funciones de fijación e infección: APRESORIO

Con funciones de fijación y absorción: RIZOIDES

Tejido

vegetal

Con funciones de fijación y perforación: Órgano perforador

Con funciones de absorción: HAUSTORIOS

Organo

perforador

Pelo

Con funciones de resistencia: bulbillos, esclerotes.

Son estructuras macroscópicas

(de tamaño de la cabeza del un

alfiler) Los bulbillos son más

pequeños que los esclerotes y

ambos cumplen funciones de

resistencia.

Tiene pigmentos melánicos por

lo que son oscuros, casi negros

y están formados por

prosénquima y

pseudoparénquima,

organizados en 3 capas:

1- Cutícula, la más externa,

pseudoparénquima.

2- Corteza, pseudoparénquima

3- Médula, la más interna,

prosénquima

Esclerote

Cutícula

CortezaMédula

Otras formaciones especiales del Micelio Vegetativo, que no poseen ninguna función especial son:

• Hifas peridiales

Son hifas que rodean a los cuerpos

fructíferos, principalmente cleistotecios

y peritecios (rep. Sexuada) y se

presentan como hifas dentadas o

espiraladas. Tiene utilidad taxonómica.

• Hifas en espiral: son hifas

en forma de tirabuzón, comunes

en los hongos conocidos como

dermatofitos y ayudan en la

identificación de los mismos

• Hifas en raqueta:

Son hifas que se ensanchan en la zona

cercana al tabique al en forma de

tirabuzón, también se observan en los

dermatofitos.

DESARROLLO FÚNGICO

1- PROLIFERACIÓN Crecimiento del micelio

2- DISEMINACIÓNFormación de propágulos asexuales

(conidios y esporas asexuales)

3- PRESERVACIÓNFormación de estructuras de resistencia (bulbillos, esclerotes)

4- SUPERACIÓNFormación de esporas sexuales

(mejoramiento x entrecruzamiento

genético)

Son los cambios morfológicos durante el crecimiento. Se pueden

diferenciar 4 etapas:

1

23

4