TEMA 4: MICROORGANISMOS...2.2.2. REINO FUNGI Los hongos son seres vivos que pertenecen al reino...

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TEMA 4:

MICROORGANISMOS

1. CLASIFICACIÓN SERES VIVOS Desde que los investigadores comenzaron a estudiar los seres vivos y las diferencias

entre ellos, surgió la necesidad de clasificarlos y agruparlos para facilitar su estudio. Aunque

las clasificaciones de los seres vivos continúan en debate y siguen cambiando, se considera

aún válido el sistema de los 5 reinos, que incluye a todos los organismos formados por

células y deja fuera a virus, viroides y priones. En los últimos años se ha ido estableciendo

el sistema de 3 dominios, que son grupos más grandes que los reinos: Archaea

(arqueobacterias), Bacterias y Eucariota. Algunos de estos seres vivos se van a estudiar en

este tema.

DOMINIO

BACTERIA

REINO MONERA

Bacterias

DOMINIO

ARCHAEA

Arqueobacterias

DOMINO

EUCARIOTA

REINO PROTISTA

Algas

Protozoos

REINO HONGOS

Levaduras

Mohos

REINO METAFITAS Plantas

REINO METAZOOS Animales

2. LOS MICROORGANISMOS Se denomina microorganismo a aquellos seres vivos que únicamente se pueden

visualizar a través del microscopio. Esta definición no hace referencia a su origen evolutivo,

ni a su organización ni a su tipo de metabolismo. Es por eso que se incluyen en este grupo a

seres tan dispares como todos los procariotas (bacterias, arqueas y cianobacterias), a muchos

eucariotas (protistas, algunos hongos) y a otras formas acelulares como los virus

(únicamente visibles al microscopio electrónico).

La microbiología es la ciencia que estudia los microorganismos, datándose su origen

en el siglo XVII. Anton Van Leeuwenhoek desarrolló el primer microscopio y con él


observó por primera vez microorganismos. En 1796 Edward Jenner desarrolló la primera

vacuna contra la viruela y en 1855 Louis Pasteur demostró el poder patógeno de algunos

microorganismos. Robert Koch estudió cómo funcionan las enfermedades infecciosas y en

1882 descubrió el bacilo de la tuberculosis. En 1925, Alexander Fleming descubrió la

penicilina, que fue utilizada como el primer antibiótico.

2.1. MICROORGANISMOS PROCARIÓTICOS

El sistema de clasificación de los seres vivos en tres dominios está basado en la

historia evolutiva, diferenciando solo tres grandes divisiones de los seres vivos, de los cuales

dos son procariotas: las bacteria y las arqueas; ambas perteneces al mismo reino: las

moneras.

Las diferencias entre arqueas y bacterias no son fácilmente visibles; en esencia la

composición de la membrana plasmática de las arqueas tiene una composición diferente, así

como su pared. La maquinaria molecular de replicación y transcripción del ADN de las

arqueas es más parecida a las eucariotas que a las bacterias, contando con proteínas similares

a las histonas ausentes en el resto de los procariotas. Sin embargo, las técnicas actuales de

comparación molecular las sitúan claramente separadas del resto de los procariotas.

2.1.1. METABOLISMO BACTERIANO

En unidades anteriores ya hemos visto la estructura bacteriana. Las bacterias pueden

vivir en ambientes muy variados ya que el metabolismo de las diferentes bacterias también

lo es; algunas son aerobias (utilizan el oxígeno) y otras anaerobias (no lo usan); hay

bacterias facultativas, que tienen la capacidad de cambiar de su fuente de materia o energía

en función del ambiente.

En cuanto a la fuente de carbono unas pueden ser autótrofas (CO2 o inorgánica) o

heterótrofas, que dependen de materia orgánica para obtener energía; en función de su

relación sobre la materia de la que se alimentan pueden tener tres formas de vida:

➢ Saprófitas. Son de vida libre y lo hacen sobre la materia orgánica de la que se alimentan, participando en su descomposición. Reciben el nombre de

descomponedoras, último paso de la cadena trófica en la que degradan por completo

la materia orgánica a inorgánica.

➢ Simbióticas. Viven asociadas con otros seres vivos en relación beneficiosa para ambos. Un ejemplo es Rhizobium leguminosarum, que vive en las raíces de los

leguminosas fijando nitrógeno atmosférico.

➢ Parásitas. Viven asociadas con otros seres vivos, pero solamente ellas sacan beneficio ocasionando trastornos en el huésped. Un ejemplo son las que causan

enfermedades a los seres humanos y reciben el nombre de patógenas, como las

causantes de la tuberculosis algunas meningitis o el cólera.

Dentro de las bacterias autótrofas están las quimiotrofas (utilizan reacciones

químicas como fuente de energía) y las fototrofas (utilizan la luz como fuente). Dentro de

las autótrofas fotosintéticas destacan las cianobacterias. Éstas forman colonias filamentosas

y destacan por dos razones evolutivas; por una parte, comparten antepasado común con las

bacterias que dieron lugar a los cloroplastos eucariotas (tienen tilacoides y en algunos casos

clorofila), por otro lado fueron las responsables de inundar de oxígeno la atmósfera terrestre

hace unos 2500 millones de años, lo que permitió la aparición del metabolismo aeróbico.


2.1.2. LAS FORMAS DE LAS BACTERIAS

En ocasiones se clasifica a las bacterias desde el punto de vista de la forma celular.

Las bacterias sueles tener una vida independiente pero en ocasiones forman colonias

imbuidas en una sustancia gelatinosa que ellas mismas segregan. Según su forma individual

y su posible asociación reciben los siguientes nombres:

➢ Cocos. Bacterias con forma redondeada individualmente. Pueden formar colonias a las que se denominan diplococos (cuando se agrupan de dos en dos), estreptococo

(si forman cadenas

lineales), tétrada

(grupos planos de

cuatro cocos),

estafilococo

(colonias planas de

número

indeterminado) y

sarcina (colonias

tridimensionales).

➢ Bacilos. Son bacterias alargadas

que también pueden

agruparse formando

diplobacilos (grupos

de dos),

estreptobacilos

(cadenas de bacilos

unidos por los

extremos) y en

empalizada

(cadenas de bacilos unidos por el lado largo). Si los bacilos son de forma redondeada

se las llama cocobacilos.

➢ Espirilos. Son bacterias con forma en espiral; si la espiral es incompleta se les denomina vibrios, si la espiral es muy cerrada se las llama espiroquetas.

Hay más formas de bacterias.

2.1.3. REPRODUCCIÓN BACTERIANA

Las bacterias se reproducen por bipartición simple, en ella la célula original se

divide en dos células de similar tamaño.

En ocasiones presentan un tipo de reproducción que recibe el nombre de

reproducción parasexual, en la que hay un intercambio de material genético, aunque no

hay meiosis, ni gametos, ni siquiera célula hija. Este intercambio de material genético puede

darse entre bacterias de distinta especie y es una importante fuente de novedades evolutivas.

Hay tres formas de reproducción parasexual:

➢ Conjugación. Consiste en la transferencia de un fragmento de ADN de una bacteria donadora a otra a través de las fimbrias o pili sexuales.


➢ Transformación. Es el mecanismo por la cual una bacteria recibe material genético de otra bacteria que se encuentra disperso en el medio donde vive. Solo algunas

bacterias se pueden transformarse y se llaman competentes.

➢ Transducción. Una bacteria asimila ADN procedente de otra por medio de un virus. Para que esto ocurra, un fago procedente de parasitar a una bacteria debe incorporar

en su cápsida un fragmento de ADN bacteriano, al parasitar a una nueva bacteria

introduce ese ADN que supone para la bacteria receptora una posibilidad de

incorporación de nuevo material genético.

2.2. MICROORGANISMOS EUCARIÓTICOS

El dominio eucariota engloba a los reinos protistas, fungi, plantas y animales. Vamos

a ver los principales microorganismos de cada uno de los reinos.

2.2.1. REINO PROTISTA

Son seres eucariotas y unicelulares, que pueden formar colonias; también pueden ser

pluricelulares, pero nunca forman tejidos. Si tienen clorofila se llaman algas, si no protozoos.


A. Protozoos

Son protistas, eucariotas, unicelulares y heterótrofos. Son móviles y viven en

ambientes acuáticos; se reproducen por mitosis y por reproducción sexual llamada

conjugación.

Se clasifican en:

1. Rizópodos o también ameboides. Se mueven

por la emisión de

pseudópodos. Destaca en

Entamoeba histolytica,

que causa la disentería

amebiana.

2. Flagelados. Se mueven mediante un flagelo. Los

Tripanosoma que causan

la enfermedad del sueño,

son un ejemplo de este

grupo.

3. Ciliados. Se mueven por cilios, un ejemplo es el

Paramecio.

4. Esporozoos. Forman esporas y no tienen un mecanismo especial de movilidad. Destaca el género Plasmidium, responsable de la malaria.

B. Algas unicelulares

El término alga hace referencia a un amplio grupo de organismos eucarióticos

fotosintéticos que pueden ser uni o pluricelulares.

A las algas unicelulares se las ha clasificado históricamente en función del pigmento

que poseen, lo que les da un color característico; existen algas verdes, pardas, rojas…

Las que tienen clorofila en sus cloroplastos pueden realizar la fotosíntesis, siendo

por lo tanto autótrofas. Pueden ser móviles o inmóviles.

Viven en ambientes acuáticos, dulces o salados, o únicamente húmedos. Viven

libres, pero algunas se asocian simbióticamente con otros seres vivos como las que forman

los líquenes (hongo y alga).

2.2.2. REINO FUNGI

Los hongos son seres vivos que pertenecen al reino fungi; se caracterizan por ser de

metabolismo heterótrofo, como los animales, y poseer pared celular, como las plantas,

aunque de quitina en vez de celulosa. Dentro de este grupo se encuentran los mohos y las

levaduras.

Los mohos son pluricelulares microscópicos, generalmente sapróftos (organismo

que obtiene su energía de la materia orgánica muerta o de detritos de otros seres vivos) pero

que en ocasiones son patógenos oportunistas causantes de varias micosis. Entre los

saprófitos destaca el género Penicillium utilizado para la producción de penicilina, y de entre

ello el Penicillum roqueforti, utilizado para la fabricación del queso Roquefort.


Las levaduras son un grupo de hongos unicelulares que descomponen materia

orgánica por fermentación, particularidad utilizada para la producción de varios alimentos

como el pan y la cerveza. La más importante es Saccharomyces cerevisiae.

2.3. VIRUS

Hasta ahora hemos estudiado los distintos tipos de estructuras que forman los seres

vivos, todos ellos se caracterizan por estar formados por células basadas en la existencia de

una membrana lipídica que contiene en su interior todas las moléculas necesarias. Sin

embrago, definir lo que está vivo no están fácil.

Los virus poseen características de seres vivos, pero no todas, por lo que no hay

consenso a la hora de considerarlos vivos o no. Se organizan de forma compleja, se

reproducen y evolucionan, pero ni responden ante estímulos del medio, ni mantienen un

medio interno, ni se desarrollan ni poseen metabolismo. Incluso, la capacidad de

reproducción no es autónoma, depende de otros seres vivos. Por lo tanto, se les considera

como entidades en el límite de la vida.

2.3.1.ESTRUCTURA

Cada partícula viva

recibe el nombre de virión,

siendo todos los viriones del

mismo virus idénticos a ser

copias exactas unos de otros.

Están formados por un

material genético rodeado por

una cubierta protectora llamada

cápsida o capside. El material

genético puede ser ARN o

ADN, incluso los dos, pudiendo

ser lineales o circulares y

monocatenarios o bicatenarios.

El cápside es una envuelta

protectora formada por la

asociación de una o varias proteínas dispuestas en diferentes formas llamadas capsómeros.

En función de la cápsida se definen tres tipos de virus:

➢ Virus helicoidales, formados por la repetición de un único capsómero en estructura circular alrededor del material genético. Un ejemplo es el virus del mosaico de

tabaco y el de la gripe.

➢ Virus icosaedros, formados por la repetición de dos capsómeros que se organizan formando un poliedro regular de 20 caras (icosaedro). Un ejemplo es el adenovirus

y el virus del herpes.

➢ Virus complejos, en ellos se observan dos partes bien diferenciadas: una cabeza del tipo de los icosaedros y una cola. En la cabeza se encuentra el material genético y la

cola tiene la función de fijarse en la superficie de las células que infecta. Un ejemplo

es los bacteriófagos o fagos, virus que infectan a bacterias.

Las cápsides helicoidales e icosaédricas pueden estar rodeadas de una envoltura

lipídica y por proteínas, que son utilizadas por el virus para reconocer las células diana y

penetrar en ellas y liberar el cápside en su interior, haciendo más eficaz la infección.


2.3.2.CICLOS DE LOS VIRUS

Los virus tienen un ciclo reproductivo que implica obligatoriamente el uso de

maquinaria de la célula que parasitan. El contenido del material genético debe tener

información para la síntesis de las proteínas del cápside y para otras funciones, como la de

facilitar la entrada del virus en el huésped e iniciar la síntesis de sus proteínas en detrimento

de las de la célula. En el caso de los virus con ARN (llamados retrovirus) se debe sintetizar

una enzima llamada transcriptasa inversa, cuya función es trascribir el ARN a ADN, para

que la célula huésped pueda fabricar las proteínas virales; un ejemplo de esto es el virus de

inmunodeficiencia humana responsable del SIDA.

El ciclo de los virus tiene una serie de fases comunes:

1. Penetración o la de la entrada en el huésped. Los virus complejos se anclan a la superficie celular e inyecta el contenido en el citosol. Los virus no complejos entran

con cápside, bien abriendo un poro o por endocitosis o fusionándose con la

membrana plasmática, si tienen envuelta membranosa.

2. Fase eclipse. El genoma del virus puede llevar dos procesos diferentes.

• En el ciclo lítico, el más habitual, se produce la replicación del material genético vírico y la síntesis de las proteínas virales; posteriormente, ocurre el ensamblaje y la

fase de liberación. Esta última puede ser por lisis celular (como en el caso de los

fagos) o por exocitosis.

• En el ciclo lisogénico, bajo ciertas condiciones, el ADN del virus se integra en el genoma celular del huésped sin llegar a la fase de la multiplicación. Durante varias

generaciones de la vida celular, esta se reproduce de forma que cada célula hija lleva

una copia del ADN viral junto a su propio genoma. Posteriormente, ante

determinadas condiciones ambientales, el ADN del virus se separa del celular

entrando en el ciclo lítico.

2.4. OTRAS PARTÍCULAS ACELULARES

Los viroides son segmentos de ARN que no codifica ninguna proteína y que tienen

capacidad infecciosa, son formas primitivas de virus. Se replican en el núcleo de las células

que infectan; son las causantes de algunas infecciones que afectan a plantas.


Los priones son proteínas anormales con capacidad infecciosa que causan

enfermedades neurodegenerativas. Alteran a las proteínas normales o a los genes que

controlan su fabricación. Produce las encefalopatías espongiformes transmisibles, que son

un grupo de enfermedades neurológicas degenerativas tales como la enfermedad de

Creutzfeldt-Jakob y la encefalopatía espongiforme bovina (enfermedad de las vacas locas)

3. MICROORGANISMOS Y MEDIO

AMBIENTE

3.1. LOS MICROORGANISMOS EN LOS ECOSISTEMAS

Los microorganismos son muy importantes para los ciclos de materia en el medio

ambiente, debido a que están distribuidos por un gran número de ambientes y poseen

metabolismos muy diversos.

En los ecosistemas pueden tener varios papeles:

1. Productores. Son los microorganismos autótrofos como las algas fotosintéticas que son la base de las cadenas alimentarias en los medios acuáticos.

2. Consumidores. Son los microorganismos heterótrofos como la mayoría de los protozoos.

3. Saprófitos. Viven de la materia orgánica procedentes de seres vivos muertos; son importantes porque convierten la materia orgánica en inorgánica, que puede ser

utilizada de nuevo por los productores. El ejemplo son los mohos.

Los microorganismos tienen relaciones con otros microorganismos y con animales

y plantas. Estas relaciones pueden ser de muchos tipos, algunas beneficiosas para ambos

seres y otras solo para uno de ellos. Cuando la relación es de beneficio mutuo se denomina

simbiosis, un ejemplo son las bacterias de la flora intestinal y los humanos. Un parásito es

un microorganismo que vive a expensas de los nutrientes de otros organismos, produciendo

un efecto negativo; cuando el parásito ocasiona un daño y produce una enfermedad es un

patógeno.

3.2. IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS

La Tierra forma un sistema en el que solamente hay intercambio de energía con el

exterior, pero su contenido en materia no es ilimitado. Los distintos organismos usan la

materia y las devuelven en diferente estado, si todos los seres vivos tuvieran las mismas

necesidades, los materiales se habrían agotado. Sobre la Tierra han ido apareciendo

diferentes seres vivos de tal forma que los nutrientes para una son los desechos para otras,

estas formas de vida se han acoplado formando un metabolismo cíclico, de tal forma que la

materia y la energía se recicla constantemente.

Uno de estos ciclos es el del carbono cuya principal fuente es la atmósfera accesible

a los organismos fotótrofos, éstos lo transforman en materia orgánica que sirve de alimento

a los animales que lo oxidan devolviéndolo en forma de CO2 a la atmósfera. Cuando mueren,

los microorganismos descomponedores (hongos y bacterias) degradan los restos

devolviendo carbono al medio.


El nitrógeno atmosférico es inaccesible a casi todos los seres vivos con excepción de

los organismos fijadores (algunas bacterias como las Rhizobium y algunas cianobacterias)

que lo transforman en sustancias amónicas que pueden ser utilizadas por las plantas o que

quedan en forma de amoniaco en el suelo. Otra fuente de nitrógeno reducido en forma de

amoniaco son los excrementos y otros restos de seres vivos que son descompuestos por

bacterias y hongos; este amoniaco es oxidado por otros tipos de bacterias produciendo

nitritos y nitratos que son aprovechados por las plantas y que es transformado en nitrógeno

orgánico incluido en proteínas y bases nitrogenadas, vitaminas…

4. ENFERMEDADES INFECCIOSAS Se denomina infección a la entrada de un microorganismo o agente infeccioso en un

huésped, que crea una relación de parasitismo, ocasionando en él una respuesta orgánica. Es

un término reservado a los procesos provocados por virus y bacterias, en el caso de

protozoos, hongos o metazoos, se usa el término infestación.

4.1. PATOGENEIDAD

El grado de patogeneidad es diferente para cada tipo de organismo, no solo a nivel

de especie sino incluso de cepa o variedad; la intensidad con la que afectan a las personas se

denomina virulencia. Esta propiedad no depende exclusivamente del patógeno, sino que

también es función de las defensas del organismo invadido. Por lo tanto, podemos encontrar

una situación en la que unos microorganismos que no causan enfermedades, la causen

debido a una falta de defensa del organismo, son los llamados patógenos oportunistas. Un

ejemplo extremo es el SIDA, en las que la ausencia de defensas hace que todos los

microorganismos se comporten como patógenos.

Cuando un patógeno entra en contacto con su huésped ocurren una serie de pasos

hasta que se establece la enfermedad:

1. PERIODO DE INCUBACIÓN. Es el intervalo comprendido entre la entrada del microorganismo y la aparición de los primeros síntomas. Depende, principalmente

de la cantidad de microorganismos que entran y de su capacidad de multiplicación.

2. PERIODO PRODÓMICO. Se caracteriza por la aparición de signos inespecíficos y de carácter general.

3. PERIODO CLÍNICO. Se caracteriza por la aparición de los síntomas y signos propios de la enfermedad, que junto a los datos analíticos permiten el diagnóstico.

Los microorganismos causan enfermedades debido a tres factores patogénicos:

producción de toxinas (exotoxinas y endotoxinas), proliferación y por la producción de

enzimas extracelulares.

4.2. CADENA EPIDEMIOLÓGICA

La cadena epidemiológica son los pasos que determinan la transmisión de la

enfermedad. Los eslabones de esta cadena son:

1. FUENTE DE INFECCIÓN. Es el foco desde el que se trasmite el agente hasta el huésped, llamando reservorio al lugar donde el microorganismo vive, se desarrolla

y se multiplica en su ambiente natural. Cuando pasa desde el reservorio al huésped

susceptible es la fuente de infección. El ser humano es la principal fuente de


infección, pues la mayor parte de los microorganismos patógenos están adaptados a

él. En general la persona como fuente de infección está por lo general enferma, lo

que implica una alta carga de patógenos, aunque también puede ser un portador, es

decir, una persona no enferma que transmita microorganismos. Los portadores

pueden ser de varios tipos: precoz, si están incubando la enfermedad, convaleciente,

si la han pasado, o portador sano, si presenta cierta inmunidad y no pasan la

enfermedad. Los animales pueden actuar como reservorio o como fuente de

infección, llamado zoonosis a las enfermedades que se transmiten desde los animales

a los humanos; la rabia y la brucelosis son alguno de los ejemplos. En el caso del

tétanos o de la gangrena, es el suelo el reservorio para los microorganismos.

2. MECANISMO DE TRANSMISIÓN. Es el conjunto de medios que facilitan el contacto entre el agente y el receptor. La transmisión puede ser directa, si la

enfermedad pasa desde la fuente de infección al sujeto sin intermediarios; contacto

físico directo o a través del aire son casos de este tipo de transmisión. La transmisión

indirecta ocurre cuando hay un mediador entre la fuente y el receptor; incluye el

agua, los alimentos, objetos o artrópodos.

3. SUSCEPTIBILIDAD DE LA PERSONA. La susceptibilidad de una persona para convertirse en huésped de la acción de un agente patógeno depende de distintos

factores como la edad, el estado nutricional, los hábitos sanitarios, el estrés,

tratamientos médicos agresivos…

4.3. ENFERMEDADES MÁS FRECUENTES

Las enfermedades se pueden clasificar desde distintos tipos de vista como el

mecanismo de transmisión, la fuente de infección, virulencia o el tipo de agente causante.

Las enfermedades causadas por bacterias fueron la principal forma de infección en todo el

mundo hasta la aparición de los antibióticos. Hoy en día son escasas en los países del primer

mundo, pero muy abundantes y con alto grado de mortandad en los países en vías de

desarrollo.

NOMBRE TIPO DE

ENFERM.

AGENTE

CASUAL

FUENTE

DE INFEC.

MECANISMO

DE

TRANSMISIÓ

N

CLÍNICA PROFILAXIS

NEUMONÍA Bacteriana Streptococcus

pneumoniae

Persona

enferma

Directo a través

del aire

Inflamación

pulmonar con

fiebre elevada

Aislamiento

respiratorio

TUBERCULOSIS Bacteriana Bacilo de koch Persona

enferma

Directo a través

del aire

Fiebre, tos,

pérdida de

peso

Aislamiento y

isoniazida

INFECCIONES

CUTÁNEAS Bacteriana

Staphylococcu

s aureus

Perona

enferma y

objetos

Contacto directo

Aparición de

forúnculos en

la piel

Medidas

higiénicas

MENINGITIS Bacteriana Neisseria

meningitidis

Persona

enferma y

portador

Directo a través

del aire

Cefalea,

rigidez en la

nuca, fiebre

Aislamiento y

vacunación

TÉTANOS Bacteriana Clostridium

tetani

Personas,

animales y

suelo

Contacto directo

e indirecto

Rigidez,

convulsiones Vacuna e Ig


SALMONELOSIS Bacteriana Salmonella Alimentos y

ratas

Ingestión

alimentos

Náuses, fiebre,

cefaleas

Control

alimentos y no

ingerirlos crudos

GRIPE Vírica Virus de la

gripe

Persona

enferma

Directo a través

del aire

Malestar,

fiebre, dolores

Vacunación y

medidad

higiénicas

PAROTIDITIS Vírica Mixovirus Persona

enferma

Directo a través

del aire

Fiebre,

inflamación

parótidas

Vacunación

SARAMPIÓN Vírica Morvillivirus Persona

enferma

Directo a través

del aire

Fiebre,

anorexia,

manchas piel

Vacunación

VARICELA Vírica Varicellavirus Persona

enferma

Directo a través

del aire

Erupción

vesicular

general, fiebre

Ig

RUBEOLA Vírica Rubivirus Persona

enferma

Secreciones

respiratorias

Fiebre,

anorexia,

ganglios

occipitales

Vacunación (no

embarazo),

aislamiento

respiratorio

RABIA Vírica Rhabdovirus

Persona

enferma y

mamíferos

Mordeduras

Cefaleas,

náuseas,

parálisis,

afectación

sistema

nervioso

Vacunación

animales e Ig

HEPATITIS B Vírica Virus de la

hepatitis B

Personas o

medio

contaminado

Contacto directo

piel, sexual y

transplacentaria

Cansancio,

astenia,

anorexia,

ictericia

Vacunación

CANDIDIASIS Hongo Candida

albicans

Personas o

medio

contaminado

Contacto directo

Afectar a

mucosa bucal

y vaginal

Medidas

higiénicas

TOXOPLASMOSIS Protozoo Toxoplasma

gondii

Personas y

animales

Contacto con

gatos e ingestión

alimentos

Fiebre e

inflamación

ganglionar

Evitar gatos y

carne poco

cocinada

MALARIA Protozoo Plasmodium

falciparium

Personas

enfermas

Mosquitos

Anopheles

Fiebre, sudor,

vómitos,

dolores

musculares

Medidas de

salud,

esterilización de

los mosquitos

5. BIOTECNOLOGÍA La biotecnología es el conjunto de técnicas y procesos industriales en los que se

cultivan microorganismos para realizar determinadas tareas u obtener productos útiles para

el ser humano, es algo tan antiguo como la Humanidad. Las aplicaciones de los

microorganismos para la fabricación de productos ha sido siempre muy frecuente, pero

desde la puesta a punto de las técnicas de ingeniería genética el empleo de la biotecnología

se ha ampliado notablemente.


5.1. BIOTECNOLOGÍA APLICADA AL MEDIO AMBIENTE

Un uso quizá menos conocido es la aplicación de la biotecnología al cuidado y

recuperación del medio ambiente. El uso del potencial metabólico de los microorganismos

para limpiar sólidos, líquidos o gases contaminados se denomina biorremediación. Posee

la ventaja que no hay que transferir los contaminantes a ninguna planta de tratamiento sino

que se hace in situ, es poco intrusiva y económica; sin embargo, posee algunos

inconvenientes como la producción de intermediarios tóxicos, duración indeterminada y

control laborioso. Su eficacia depende del producto contaminante y de encontrar el

microorganismo capaz de degradarlo.

Un ejemplo de biorremediación es la biodegradación del petróleo con bacterias de

Pseudomonas que degradan algunos componentes del petróleo; recientemente se han

descubierto un grupo de bacterias altamente especializadas en degradar petróleo que se

denominan hidrocarbonoclásticas.

La actividad industrial ha provocado un aumento significativo de metales tóxicos

en aguas y los métodos clásicos de eliminación no son rentables para grandes volúmenes.

Recientemente se han hallado microorganismos que aprovechan los metales como fuente de

energía, lo que abre una posibilidad de tratamiento de estas aguas al ser capaces de

secuestrarlos en su interior.

El tratamiento de gases por biofiltración consiste en hacer pasar un gas

contaminado a través de un soporte de gran superficie donde se encuentran los

microorganismos capaces de metabolizar la sustancia contaminante. Un ejemplo es el

tratamiento de gases contaminado con H2S con la bacteria Thiobacillus thioparus que lo

transforma en sulfato.

Los plásticos sintéticos (polímeros formados por la repetición de monómeros) son

muy resistentes al deterioro y prácticamente son no biodegradables; actualmente se tiende a

diseñar plásticos resistentes pero biodegradables, añadiendo sustancias fotoxidativas que

faciliten su degradación o a sintetizar plásticos orgánicos mediante bacterias modificadas.

La depuración de las aguas residuales urbanas es actualmente un problema de

primera magnitud, para ello son recogidas por las redes de alcantarillado y conducidas a la

estación depuradora donde son sometidas a diferentes procesos fisicoquímicos y biológicos,

entre los que se encuentran el uso de bacterias nitrificantes aerobias (Nitrosomas y

Nitrobacter; que transforman el amoniaco en nitratos) y microorganismos anaeróbicos que

forman parte del tratamiento de los fangos.

En el control de plagas se utilizan plaguicidas, muchos de ellos tóxicos y a los que

muchas plagas son resistentes; el uso de microorganismos es una solución de futuro entre

las que destacan el uso de microorganismos productores de antibióticos, uso de hongos

parásitos de los insectos plaga o de transmisores de virus patógenos, etc.

5.2. BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA FARMACÉUTICA

El empleo de microorganismos en técnicas destinadas a mejorar la salud humana se

enfoca principalmente a la obtención de sustancias mediante la recombinación, es decir,

utilizar el gen que contiene la información para codificar la proteína buscada e introducirlo

en algún microorganismo para que se exprese en su interior y posteriormente aislar y

purificar su producto. Estas sustancias se suministran con fines terapéuticos.


Las vacunas son sustancias que emulan la acción de los agentes infecciosos con el

fin de desencadenar una respuesta inmune sin producir la enfermedad. Las vacunas de

recombinación se

basan en conocer

que parte del

agente patógeno

desencadena la

respuesta

inmune,

identificar el gen,

introducirlo en

un vector que lo

inocule en un

microorganismo,

generalmente

bacteria o virus, y

que este lo

traduzca. En el

caso de la

hepatitis B se han

identificado los

antígenos que

desencadena la

respuesta inmune, utilizando la levadura Pichia pastoris y un plásmido bacteriano como

vector se produce la vacuna.

Los antibióticos son sustancias producidas por microorganismos y, actualmente,

sintéticas que tienen la capacidad de influir negativamente en otros microorganismos,

especialmente sobre las bacterias, impidiendo su multiplicación (bacteriostáticos) o

causándoles la muerte (bactericidas). Muchos productores de antibióticos son hongos,

destacando el Penicillium notatun, por ser el que dio origen al primer antibiótico la

penicilina. El problema del uso y, frecuentemente, del abuso de los antibióticos ha sido la

aparición de cepas resistentes, siendo necesario el descubrimiento y la manipulación de éstos

con el fin de mantener su eficacia. Actualmente la producción se lleva a cabo con cepas

modificadas de los microorganismos originales, que aumentan su rendimiento de

producción y la eficacia del mismo.

Ciertas hormonas se producen actualmente por recombinación en bacterias

modificadas para tal efecto. La insulina se produce en cepas modificadas de Escherichia coli

que incluyen el gen humano de la insulina introducido mediante un plásmido.

5.3. BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

La biotecnología de la industria alimentaria se basa en el empleo de determinados

microorganismos que al alimentarse de ciertos productos los modifican dándoles

propiedades que las consideramos agradables y que antes no tenían; la fermentación

alcohólica y láctica son dos de los procesos empleados en esta industria.

La fermentación alcohólica es la conversión anaeróbica de la glucosa en ATP, CO2

y etanol. El vino es el resultado de la fermentación del zumo de uva, rico en azúcares simples

como la sacarosa y la fructosa, llevado a cabo principalmente por la levadura Saccharomyces

cerevisiae, aunque hay otras. Ésta misma se emplea para la fabricación de la cerveza, aunque


la materia a fermentar en este caso son los granos de cereales, principalmente de cebada; sin

embargo, el grano de la cebada es rico en almidón pero no en azúcares simples, por lo que

hay que permitir que la cebada comience a germinar dando malta y que se produzcan las

enzimas que degradan el almidón a maltosa que sí puede ser usado por la levadura.

En la fabricación del pan se busca el efecto producido por el CO2 en el proceso de

la fermentación, pues el alcohol producido se evapora en el proceso de cocción, es este gas

el que produce la esponjosidad característica del pan.

La fermentación láctica degrada anaeróbicamente la lactosa de la leche

produciendo ácido láctico. El producto más frecuente que usa este tipo de fermentación es

el yogur, producto que se ingiere con los microorganismos vivos, por lo que la temperatura

de conservación y el tiempo hasta el consumo son parámetros importantes. También se

emplea esta fermentación en la elaboración de algunos quesos y los encurtidos.

El vinagre es el resultado de la fermentación acética del vino llevada a cabo por la

bacteria Mycoderma aceti que transforma en determinadas condiciones el etanol en ácido

acético. Los quesos pueden sufrir durante la maduración la acción de diferentes

microorganismos, especialmente hongos, que les dan sus características propias.

TEMA 4: MICROORGANISMOS...2.2.2. REINO FUNGI Los hongos son seres vivos que pertenecen al reino...

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