Microbiologia

Ciència que estudia els microorganismes

Essers viu de tamany tan menut que solament es poden observar amb aparells òptics que ens proporcionen una imatge augmentada i que són matèria d’estudi de la Microbiologia

Amb açò excloem animals pluricel·lulars de tamany microscòpic però que són estudiats per diferents branques de la Zoologia com : àcars, copèpodes, nematodes...

Característiques dels microorganismes

• El tamany tan menut determina varies característiques:

– Relació superfície/volum gran (més gran quan més xicotet siga l’org) Tenen molta superfície de contacte amb l’ext facilita l’intercanvi de substàncies

– Taxa metabòlica elevada: les reaccions metabòliques ocorren molt ràpid

– Consumeixen nutrients i originen productes de rebuig molt ràpidament i els expulsen al medi alteren el medi en el que viuen a voltes és útil

– Elevada taxa de reproducció (cada 20-30 min)

Classificació dels microorganismes

• Domini Eukarya: Eucariotes amb ARNr eucariòtic iglicerolípids de membrana

Inclou els regnes: protoctista, fong, plantes i animals

• Domini Bacteria: Procariotes amb ARNr bacterià,paret bacteriana de mureïna i glicerolípids demembrana • Domini Archaea: Procariotes amb ARNrarqueobacterià, paret cel·lular sense mureïna i lípids demembrana tipus isoprenoïde

Regne Monera

REGNE TIPUS CEL·LULAR ORGANISMES

Monera Procariotes Arqueobacteris i Bactèries

Protoctista Eucariotes Unicel·lulars: protozous i algues unicel·lulars

Pluricel·lulars: mixomicets

Fongs Eucariotes Unicel·lulars: llevats

Pluricel·lulars: llevats, floridures i micorrices

Acel·lulars Acel·lulars VirusViroidesPrions

1. VIRUS

Es pensa que s’originaren a partir de cels primitives que s’especialitzaren en un tipus

de vida paràsit perderen totes les estructures que no eren necessàries

VIRUS

• Són formes acel·lulars microscòpiques

• No tenen metabolisme ni cap forma de autoconservació ni reproducció, únicament tenen el necessari per a transportar-se d’una cèl·lula hoste a altra i per a reproduir-se dins de la cèl·lula hoste aprofitant la maquinària molecular d’aquesta

Paràsits intracel·lulars obligats

• Fase extracel·lular = VIRIÓ

• Fase intracel·lular l’ac nucleic del virus

Estructura

• Àc nucleic: pot ser ADN o ARN, però mai els dos alhora

– Una o dos cadenes, lineal o circular

• Càpside: embolcall proteic format per unitats anomenades capsòmers d’un o varios tipus que encaixen perfectament forma geomètrica característica de cada espècie de virus

• En alguns virus per fora de la nucleocàpsida trobem una membrana lipoproteica:

– Bicapa lipídica obtesa de la cèl·lula hoste al eixir d’ella

– Proteïnes codificades per l’ac nucleic viral a voltes sobreixen i serveixen per al reconeixement de la cèl·lula hoste i per a l’entrada

nucleocàpside

Virus que infecten cels animals

• Enzims del virió¿??

Classificació

• Segons el tipus de càpsida:

Polièdrics o icosaèdrics càpsida amb forma d'icosàedreEx: adenovirus (conjuntivitis o refredat) i poliovirus

Cilíndrics o helicoïdals càpsida de forma cilíndrica amb un sol tipus de capsòmers que es munten seguint la forma helicoïdal del ac nuclèicEx: ràbia, èbola, TMV

• Aquestos tipus de virus poden estar envoltats per un embolcall lipoproteic o no Este embolcall també pot tindre espícules i /o complexos de hidrats de carboni que sobreïxen de l’embolcall serveixen per a unir-se a la cèl·lula hoste

HELICOIDAL AMB EMBOLCALL(GRIP)

POLIÈDRIC AMB EMBOLCALL(HERPES)

Complexos cap polièdric (amb el ac nuclèic) + coll + cua cilíndrica + placa basal de la que ixen unes fibres articulades i espícules (per a la fixació)Ex: bacteriofags virus que parasiten bactèries

poxvirus

• Segons el tipus d’àcid nucleic:

– DNA doble cadena miovirus (infecten bactèries (càpsida complexa)), adenovirus, herpesvirus

– DNA monocatenari inovirus (infecten bactèries (càpsida cilíndrica)

– RNA bicatenari reovirus (infecten plantes i animals)

– RNA monocatenari retrovirus transcriptasa inversa

monocatenari

Cicle vital

• La vida d’un virus està dividida en 2 fases:

– Fase extracel·lular inactiva (virió)

– Fase intracel·lular entra dins d’una cel hoste i es fa càrrec de la seua maquinària s’autoreplica, sintetitza proteïnes, ac nucleics...

– Etapa de fixació

– Etapa d’entrada

– Etapa de eclipsi

– Etapa d’autoreplicació

– Etapa d’autoassemblatge o encapsidació

– Etapa d’alliberament

1. Etapa de fixació o adsorció

- El virus es fixa a la membrana de la cèl·lula hoste

- Ha d’existir complementarietat entre les proteïnes de la càpsida (o del embolcall) del virus i les proteïnes (receptors) de la memb cel.lular s’uneixen mitjançant enllaços dèbils

- La unió complementària entre les prot del virus i la cel.lula marquen la especificitat cada virus sols pot infectar una espècie o fins i tot un sols tipus cel

2. Etapa d’entrada

- El virus penetra en la cel hoste de diferents formes:

- Virus sense embolcall es perfora la memb cel·lular i

solament entra l’ac nucleic

- Virus amb embolcall:

fusió de l’embolcall del virus amb la memb cel

per endocitosi formant un endosoma després

l’embolcall i la memb es fusionen i s’allibera la

nucleocàpsida dins de la cel

• Etapa d’eclipsi

- Descapsidació

- Si ha penetrat la nucleocàpsida sencera desassemblatge

de la càpsida i alliberament de l’ac nucleic

- El virus desapareix aparentment:

- no es pot veure ni amb microscopi ni tampoc hi ha

símptomes en la cèl·lula infectada

- L’ac nucleic sintetitza moltíssimes molècules ARNm(transcipció) per a la síntesi de prot víriques que es necessiten per a l’autoduplicació

• Etapa d’autoduplicació o biosíntesi

- A partir dels RNAm es sintetitzen les prot víriques aprofitant els ribosomes, RNAt, i aa de la cel hoste es sintetitzen capsòmers i còpies del ac nucleic del virus

• Etapa d’autoassemblatge

- Els capsòmers s’uneixen formant la càpsida i l’ac nucleic es plega al seu interior

• Etapa d’alliberament

- Els nous virus ixen de la cel hoste

- Si són virus nus solen eixir trencant la cel hoste per EZ víriques que indueixen el trencament de la membmort de la cel hoste

- Si són virus amb embolcall s’alliberen per exocitosi o gemmació la membrana de la vesícula d’exocitosi formarà el nou embolcall víric

Cicle LÍTIC d’un bacteriofag

Cicle LISOGÈNIC

Etapa d’eclipsi indefinida

CICLE LÍTIC

Retrovirus

https://www.youtube.com/watch?v=Rpj0emEGShQ

Altres formes acel·lulars

• VIROIDS xicotetes molecules d’ARN simple circular sense coberta protèica plegament per aparellament de nt que produeix una estructura 3D plegada i tancada que el protegeix d’EZ cel·lulars

• L’ARN no conté gens que codifiquen proteïnes depén del hoste per a replicar-se

• Solament s’han identificat en vegetals tristor dels cítrics

• La proteïna PrPC és la proteïna que trobem en organismes normals

• La proteïna PrPSC la trobem en cels infectades :

– Resistent a digestió per proteases

– Resistent a altes temperatures

– Insoluble en detergents

PrPC PrPSC

PRIONSsón agregats de glucoproteïnesProvoca encefalopaties espongiformes (xq al cervell apareixen espais buits per mort neuronal) en humans i ramat humans: Kuru i malaltia de Creutzfeldt-Jacob

Canvi conformacional

2. EUBACTERIS

Microorganismes unicel·lulars procariotes

(0.3-10 µm)

• Poden formar colònies, que es poden agrupar en biopel·lícules = fines capes de bactèries immerses en un líquid que segreguen elles mateixes i que els ajuda a subjectar-se al substrat i els protegeix d’agressions externes Permeten:

– Transferència d’informació genètica

– Intercanvi de nutrients

– Proporciona protecció i refugi contra agents externs

Ex: placa bacteriana dental

1. Morfologia

2. Estructura Procariotes

• Paret bacteriana és un embolcall responsable de la forma i la rigidesa + protegeix del trencament per osmosi

• Formada per mureïna (peptidoglicà) xarxa 3D resistent

GRAM POSITIVESGRAM NEGATIVES

+La resta de components i la disposició depenen de si són:

Admeten la Tinció de Gram

NO admeten la Tinció de Gram

GRAM NEGATIVESEl peptidoglicà suposa sols el 10% de la paret es troba en una sola capa entre dos memb a les quals s’uneix covalentment

GRAM POSITIVESEl peptidoglicà suposa el 90% forma una xarxa de varies capes superposades Estructura gruixuda i rígidaPer la part exterior té àcids teicòics i derivats

• Membrana cel·lular

Fina capa que envolta la cèl·lula i la separa de l’exterior actuant com a barrera selectiva

• Gram - tenen 2 membranes (interna i externa)

• Gram + tenen 1 membrana

– Membrana interna de G- i la de G+ (la única q hi ha) ≈ a la de eucariotes Es localitzen sist EZ que controlen intercanvi de subst, tte d’e-, sint d’ADN i altres components

– Memb externa de G- conté molec de lipopolisacàrid que no existeixen en cap altre ésser viu i que és responsable de les resistències a Ab

• Citoplasma

Subst formada per un 80% d’aigua, prot, glúcids, lípids i ions inorgànics tenen lloc les reaccions

• No té citoesquelet, però conté ribosomes, inclusions i nucleòid

– Ribosomes 70S poden estar aïllats o associats a cadenes d’ARNm formant poliribosomes

– Inclusions: grànuls que emmagatzemen substàncies

- Nucleòid: zona concreta de la matriu citoplasmàtica, forma irregular, poc densa, que conté el cromosoma bacterià + plàsmids

– Cromosoma bacterià Els bacteris són haploides amb un sol cromosoma format per una doble hèlix d’ADN circular associat a prot NO histones

– Plàsmids xicotetes molècules d’ADN circular de doble cadena poden replicar-se de forma independent al cromosoma bacterià o poden estar integrats en aquest

Els gens que contenen no són essencials per al creixement i reproducció però ofereixen avantatgesEls plàsmids xicotets poden tindre moltes còpies d’ells mateixos (≈

40 còpies) plàsmids multicòpia

Els plàsmids grans solen tindre una còpia monocòpia

• Mesosomes són artefactes

• Components externs a la paret cel·lular

• Càpsula: és una capa viscosa i apegalosa que es forma externament a la paret en G+ i G-

Formada per subst glucídiques: N-acetil-glucosamina + àcids urònics + manosa...

FUNCIÓ: protegeix de la dessecació i d’atac d’AC, fagocitosi dels leucòcits (relliscós)

augmenta la virulència

• Fímbries: filaments fins, rectes i curts de fimbrina

Funció: Adherència als substrats vius o inerts

• Pili: Més llargs i amples que les fímbries, i sols 1 o 2

Funció: intercanvi de fragments d’ADN durant la conjugació

• Flagels: apèndixs llargs i fins de flagelina

Funció: desplaçament

3. Nutrició

• Depenent de si necessiten oxigen o no:

• Aeròbies fan una respiració aeròbia (igual que a les mitocòndries de eucariotes) necessiten O2

• Anaeròbies

– Si NO poden viure amb O2 anaeròbies estrictes

– Si poden viure amb O2 o sense O2 anaeròbies facultatives

4. Reproducció

• Els bacteris es reprodueixen per bipartició o divisió binaria: es duplica l’ADN + la paret bacteriana creix fins a formar un tabic que separa les dues cèl·lules filles

• Mecanismes parasexuals transferència horitzontal de gens:

a. Per transformació: un bacteri receptor capta una molècula o fragment d’ADN (d’un altre bacteri)que es troba dispers en el medi i l’incorpora al seu cromosoma

b. Per transducció: transferència de material genètic d’un bacteri a altre gràcies a un virus bacteriòfag

c. Per conjugació: un fragment d’ADN passa d’un bacteri donador a un receptor a través d’un pili

F+ aquelles que contenen el plàsmid que es va a transmetre

F- NO contenen el plàsmid

Ara els 2 són F+

Unió del factor F al cromosoma

Es transfereix un fragment que conté gens del plàsmid i del cromosoma

El bacteri resultant té un genoma nou

5. Relació

• Els bacteris responen a estímuls del medi mitjançant modificacions del seu metabolisme o del seu comportament

– Moviments d’aproximació o allunyament de l’estímul anomenats TAXIES quimiotaxies o fototaxies

Bacteris atrets per un cristall de sucre

– Formació d’endospores (espores a l’interior de la cèl·lula) davant condicions adverses protegeixen l’ADN i el citoplasma

– L’activitat metabòlica de l’endospora es redueix al mínim (vida latent) i es manté així fins que les condicions tornen a ser favorables l’endospora germina i dóna lloc a un nou bacteri actiu

– Poden sobreviure centenars d’anys i soportar condicions de més de 100ºC

Ocorre en alguns bacteris G+ que viuen al terra Ex: Gènere Bacillus i gènere Clostridium

Uns bacteris particulars: CIANOBACTERIS

• Memb i paret com els G- + cobertura mucilaginosa que permet la formació de colònies

• Sistema de memb que conté pigments i EZ necessaris per a fer la fotosíntesi oxigènica

• Poden fixar N atmosfèric

• No tenen moviment, algunes sp suren en l’aigua

• Poden viure aïllades, en colònies o en simbiosi amb plantes

MICOPLASMES

Micoplasmes

• No presenten paret cel·lular Sensibles als xocs osmòtics, detergents, alcohols i anticossos específics

• La majoria són paràsits d’animals provoquen malalties no molt greus Exemple: Mycoplasma pneumoniae

• Resistents a la penicil·lina• Sensibles a antibiòtics que inhibeixen la síntesi de

proteïnes(tetraciclines)

ARQUEOBACTERIS

https://storify.com/microBIOblog/micromooc-extremofilos-la-vida-al-borde-de-los-imp