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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NAYARIT
PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE
Escamilla Robledo Mariana Saray
Microbiología General
Dra. María Guadalupe Orozco Benítez
16-OTC-12
Unidad Académica Medicina Veterinaria & Zootecnia
Tema I : Historia e Impacto de la Microbiología
1.1. Descubrimientos e Investigadores Importantes:
Anthony Van L. ( 1639-1732) :
Introdujo a la Fabricación de los microscopios y descubrimientos pioneros sobre los protozoos, los glóbulos rojos y el Sistema de Capilares y Ciclo vital de los Insectos.Invento la teoría de la Bacteriología, describió tres tipos de Bacterias:Bacilos, Cocos y Espirilos.
Lazzaro Spallanzani ( 1729-1799):
Investigo el Origen de la vida, la regeneración tisular, la respiración y otras funciones del ser Humano. También trabajo en la inseminación artificial, gracias a este experimento se demostró la importancia del espermatozoide en el proceso de la fecundación.
Agostino Bassi ( 1773-1856):
La primera prueba experimental de este agente biólogo como causa de una enfermedad epidémica señalo en obras que las enfermedades como el Sarampión, peste Bubónica, Sífilis, Cólera, Rabia y Gonorrea también son producidas por parásitos.
Louis Pasteur (1822-1895):
Investigo los procesos de fermentación del vino y la cerveza y aplico sus conclusiones al estudio de la causa y desarrollo de las enfermedades.• Fermentación• Se dedico al estudio de las enfermedades contagiosas y enuncio la teoría
Germinal de las Enfermedades.• Desarrollo la vacuna contra la Rabia o Hidrofobia.
Cohn Ferdinand J. (1828-1898):
Contribuyo con Louis Pasteur y John Tyndall a desterrar la Generación Espontanea.Investigo la morfología de las algas y los Hongos, y analizo el origen Bacteriólogo de enfermedades infecciosas de las plantas y animales.Descubrió la naturaleza y principales propiedades de las esporas bacterianas.
Hansen Amauer (1847-1985):
Hansen concluyo que la Lepra era una enfermedad especifica que debía tener una causa especifica y no Hereditaria.En 1873 descubrió el agente casual y lo llamo Bacilo de Hansen, actualmente ( Mycrobacterium Leprae ).
Koch Robert ( 1843-1940):
Descubrió el Bacilo de ántrax.Su mejor descubrimiento, el Bacilo de la Tuberculosis, que paso a llamarseBACILO DE KOCH.
Metchnikoff (1845-1916):
varios momentos de orden experimental se combinaron de forma sucesiva para dar lugar a la inmunología: el descubrimiento de la fagocitosis y de los fagocitos; el descubrimiento de la toxina diftérica, de la correspondiente antitoxina y de venenos vegetales capaces de producir anticuerpos; el estudio de las propiedades y la composición de los sueros inmunes; el descubrimiento de la porción termolábil del suero inmune, alexinas o complemento, y estudio de su desviación o fijación; intento de conciliar la concepción celular (fagocitosis) y la concepción humoral (antitoxinas) de la inmunidad; descubrimiento de la anafilaxia por inyección experimental de extractos de medusa y de anémona, del fenómeno de Arthus, de la enfermedad del suero y de la teoría de la alergia.
Walter Reed ( 1851-1902):
Realizo importantes investigaciones sobre la Etiología, Control y Transmisión de enfermedades Epidémicas, la examinación de la Fiebre Tifoidea y demostró que la Fiebre amarilla solo se propaga por medio de la picadura del mosquito Aedes.
Paul Ehrlich (1854-1915):
Estableció el concepto Quimioterapico, un fármaco que mataba bacterias respetando las células del Huésped y la teoría de la inmunidad de Cadena Lateral.
Welch William H. (1850-1934):
Microscópicamente observo la presencia de gran cantidad de bacilos de 3.5 mm delongitud, con los extremos levemente redondeados y capsulado, denomino a la bacteria Bacilus aerogenes Capsulatus, actualmente conocido como: Clostridium Perfingens.
David Bruce (1855-1931):
- Descubrió las causas y vías de transmisión de varias enfermedades como Brucelosis y Tripanosomiasis africana.
-Descubrió el fenómeno fiebre de malta.
Ross Ronald (1857-1991):
En 1894 descubrió el ciclo vital del parasito de la malaria, en el mosquito Anofeles.
Theodor Escherich (1857-1991):
Descubrió el bacillus Coli, hoy incluido en un genero de bacterias que lleva su nombre ‘’Escherichia’’ dentro de la familia en las enterobacrerias.
Escherichia Coli que se encuentra por lo general en el intestino de los animales, incluido en el de los humanos.
Theobald Smith (1859-1939):
Descubrió el parasito de la llamada ‘’Fiebre de Texas ‘’ el cual era transmitido por una garrapata. También hizo un trabajo que describiría la presencia de la Brucella en el protoplasma de las Células del Epitelio Cirial . Una vez jubilado estudio la anafilaxia o estado de Hipersensibilidad.
1.2. Campos de impacto de la Microbiología
Importancia del estudio de la Microbiología
La Microbiología como ciencia tiene aplicaciones importantes que producen impacto en nuestra vida cotidiana en las áreas:
Médica Industrial De los Alimentos Agrícola Microbiología Ambiental
Escamilla Robledo Mariana Saray
Microbiología General
Dra. María Guadalupe Orozco Benítez
PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE
- Identificación de los diferentes microrganismos de importancia médica.
- Prevención y tratamiento de enfermedades infecciosas causadas por microrganismos en plantas y animales, incluyendo al hombre.
MEDICA
MICROBIOLOGIA DE LOS ALIMENTOS
Deterioro microbiano de los alimentos
Método de conservación de los
alimentos
Producción de alimentos por
métodos microbiológicos:
- Productos lácteos, fermentación del
pan, bebidas alcohólicas.
Agrícola:
Fertilidad del Suelo
Enfermedades microbianas de las
plantas
Plaguicidas microbianos
INDUSTRIAL
Aminoácidos, enzimas,
disolventes, combustibles
( Metano, etanol, otros )
Pintura, corrosión de metales.
En procesos de fermentación, en la
producción de antibióticos, ácidos
orgánicos.
Control de calidad de productos industriales:
Biodeterioro de papel, madera &
textiles.
Recuperación de recursos minerales,
reforzada por acción microbiana.
Microbiología Ambiental:
Ciclos biogeoquímicos
(fijación de nitrógeno en el
suelo )
Interacciones entre las
poblaciones:Simbiosis
fijadora de Nitrógeno, Micorrizas.
-Bioluminiscencia- Los
microrganismos en sus hábitats naturales: Aire, agua, suelo y
ambientes externos.
Es evidente que la Microbiología abarca un campo muy amplio, cubriendo en particular la Microbiología Ambiental muchos aspectos relacionados con la calidad de vida actual.
IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL:
MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL:
- Son una de las principales fuentes de contaminación de: Aire
Agua
Suelo
Pudiendo ser algunos de ellos patógenos para el humano y otros organismos así como causar daño a materiales.
MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL
Muchos son útiles en procesos de Biorremediación:
AGUA
SUELO
TEMA ll . Características Células Procariotas & Eucariotas
2.1 Contraste entre células procariotas y eucariotas:
Procariotas:
1.- Célula con falso núcleo Pro = Falso sin embargo poseen una zona Cariota= Núcleo nuclear primitiva no membranosa llamada Nucleoide, donde el ADN se encuentra compactado y plegado. 2.- Se dividen por amitosis o división directa.3.- Carecen de sistemas de Endomembranas.4.- Presentan pared celular no celulósica, esta compuesta químicamente por ácidos orgánicos elaborados por la propia célula. 5.- No poseen organelos membranosos ( mitocondrias, lisosomas, vacuolas etc. ) solo comparten con ambas células los Ribosomas.6.- Las funciones de endocitosis y exocitosis están ausentes. 7.- Presentan Cilios y Flagelos para la locomoción, en ellas los flagelos están formados por una fibrilla única, en los eucariontes están formados por fibrillas múltiples. 8.- El ADN de las procariotas es desnudo o libre ( no isotónico ).9.- Nutrición autótrofa ( solo en especies coloreadas ) Heterotrofa por absorción simple y Quimiosintetica ( bacterias del hierro, hidrogeno, azufre etc.)
Eucariotas:
Las Células Eucariotas Eu= verdadero se caracterizan por: Carion= núcleo 1.- Presentar un núcleo membranoso constituido por la envoltura nuclear o CARIOTICA y el contenido nuclear en el Cario plasma. 2.- El ADN de moléculas múltiples Histónico formado por un complejo de Nucleoproteínas llamada Cromatina. 3.- Por presentar un sistema de Endomembranas ( carioteca, retículo endoplasmico rugoso y liso, complejo de Golgi ).4.- Por presentar todos los organelos membranosos y no membranosos en eucariotas vegetales y animales.5.- Membrana plasmática con permeabilidad selectiva desprovista de la cadena oxidativa.6.- División celular por mitosis o Cariocinesis ( células somáticas ) y Meiosis ( células germinales).7.- Nutrición autótrofa ( solo en las eucariotas vegetales ) y heterótrofa ( eucariotas animales).8.- Endocitosis & Exocitosis presente.9.- Presentan los tres elementos que componen la maquinaria biosintetica ( ADN, ARN, RIBOSOMAS ) por tal razón pueden sintetizar sus propias proteínas celulares.10.- Ambas presentan una membrana lipoproteica con funciones de permeabilidad Selectiva.
2.2. Estructura de la Célula Procariota:
• Capsula
• Pared Celular
• Membrana Plasmática
• Citoplasma
• Ribosomas
• Plásmido
• Pili
• Flagelo
• Nucleoide ( AND circular )
• Laminillas
Núcleo: Contiene el material GenéticoNucléolo: Fabricación de RibosomasRetículo Endoplasmatico Liso: Fabrica LípidosRetículo Endoplasmatico Rugoso: Fabrica ProteínasAparato de Golgi: Aquí se modifican algunas proteínas, es director de transito de las proteínas que fabrica la Célula.
Centriolos: Participan durante la division Celular.
Pared Celular: Otorgan las partes de las plantas, y la dureza y rigidez.
Lisosoma: Digestión CelularMitocondria: Lleva a cabo la respiración Celular,Cloroplastos: Permite realizar el proceso de fotosíntesis Ribosomas: Síntesis de las proteínasCitoesqueleto: Mantiene la forma de la célula sostiene sus organelos
Vacuola Central: se encargan de la excreción celular, son organelos que acumulan desechos producto de la actividad celular y luego los expulsan.
Plasmodesmos: Permiten la circulación directa de las sustancias del citoplasma entre célula y célula comunicándolas, atravesando las dos paredes adyacentes a través de perforaciones acopladas, que se denominan poros cuando sólo hay pared primaria.
Microtubulos: Intervienen en diversos procesos celulares que involucran desplazamiento de vesículas de secreción movimiento de orgánulos, transporte intracelular de sustancias, así como en la división celular (mitosis y meiosis) y que, junto con los micro filamentos y los filamentos intermedios , forman el citoesqueleto.
22.1. Membranas & Paredes Celulares:
FUNCIONES:
a) Delimita y protege las células.
b) Es una barrera selectivamente permeable, ya que impide el libre intercambio de materiales de un lado a otro, pero al mismo tiempo proporcionan el medio para comunicar un espacio con otro.
c) Permite el paso o transporte de solutos de un lado a otro de la célula, pues regula el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior de la célula siguiendo un gradiente de concentración.
d) Poseen receptores químicos que se combinan con moléculas específicas que permiten a la membrana recibir señales y responder de manera específica, por ejemplo, inhibiendo o estimulando actividades internas como el inicio de la división celular, la elaboración de más glucógeno, movimiento celular, liberación de calcio de las reservas internas, etc.
2.2.1.2. Bacterias Gram positivas y Negativas:
2.2.1.3. Bacterias ácido alcohol resistentes:
Es la propiedad física de algunas bacterias a la resistencia a la decoloración de la fucsina básica (rojo) la cual penetra en la célula por acción del fenol y el calor.Las bacterias ácido-alcohol resistentes no pueden ser clasificados según la tinción de Gram, la cual es la técnica más común en la microbiología contemporánea, sin embargo puede ser teñido con algunas tinciones concentradas combinadas con calor. Una vez teñida tiene la capacidad de resistir la decoloración de una combinación de alcohol- ácido, el cual es el decolorante más común en los protocolos de tinción de bacterias, de donde viene el nombre Alcohol-ácido resistente.
2.2.1.5. Mycoplasma
Los Mycoplasmas son los organismos más pequeños capaces de auto-reproducirse. Son bacterias desprovistas de pared celular, difíciles de cultivar. Pertenecen a la Clase Mollicutes .No se colorean con la tinción de Gram. Hay 3 especies importantes para el hombre:
Mycoplasma hominis Micoplasma genitalis Ureaplasma urealítico Ureaplasma parvum Mycoplasma pneumoniae
2.2.1.6. Síntesis y función de la pared Celular
La pared celular tiene dos funciones básicas.
- La primera es dar forma y estructura a la célula.
- La segunda es proteger contra la ruptura por cambios en la presión osmótica.
PARED CELULAR GRAM +
PARED CELULAR GRAM -
PARED CELULAR BAAR:
Clasificación de las Bacterias:
*Recordatorio todas las bacterias son procariontes pero no todos los procariontes son bacterias.
Las bacterias se clasifican según la cantidad de unidades unidas.
Además se clasifican según su forma.
También según la tinción con las que son teñidas.
Según las unidades:
- 2 células = Diploide- 4 células = tétradas- 8 > = racimos - Cadenas de unidades (estrepto)
Según su forma:
- Coco- Cocobacilo- Bacilo- Vibrio- Espirilo- Espiroqueta- Plurimorfas
* Según su alimentación, el tamaño y la forma de una bacteria, dentro del mismo genero, puede variar.
2.3. Movimiento Microbiano:
-Por flagelos provistos de un motor rotatorio.
- Por pilis IV , que dan lugar a dos tipos de desplazamiento:
-Por sacudidas o contracciones en ciertas especies (de los géneros Neisseria y Pseudónimas-constituido por microrganismos Gram-negativos, )
-Movilidad “social” por deslizamiento sobre superficies sólidas en mixobacterias
-Por secreción de sustancias mucosas a través de poros especiales en la superficie celular: lo que da origen a deslizamiento en ciertas cianobacterias y en mixobacterias, a modo de “patinaje” de la célula sobre el moco depositado sobre la superficie.
-Por un mecanismo de trinquete, responsable del deslizamiento en especies del grupo Cytophaga-Flavobacterium. En este caso existen un doble juego de proteínas, uno de membrana citoplásmica y otro de membrana externa. Ambos juegos están engarzados entre sí probablemente a nivel del peptidoglucano. Las proteínas de membrana citoplásmica se desplazan, y a su vez provocan movimiento en las de membrana externa. Todo ello se asemeja a una “correa sin fin” o cadena de un tanque, que al moverse en un sentido sobre una superficie, impulsan a la célula en el sentido opuesto
2.3.1. Flagelos Bacterianos ( composición química y movimiento )
- Flagelo es un apéndice movible con forma de látigo presente en muchos organismos unicelulares y en algunas células de organismos pluricelulares se encuentran en Gram – y Gram +.
- Proporcionan motilidad a las bacterias y permiten que la célula se dirija hacia los nutrientes y evite las sustancias toxicas-- quimiotaxis — aerotaxias --fototaxias.
- Están compuestos por mas de 50 proteínas, como la flagelina.
- El movimiento se establece por un flujo de protones por las proteínas motorasPara ello debe haber un gradiente de protones.
¡IMPORTANTE! :
Estos apéndices no tienen ninguna semejanza estructural con los flagelos en células eucariotas, aunque se denominen de igual forma.La fuerza motriz que desarrolla se obtiene mediante un movimiento circular en ambos sentidos a partir de la energía obtenida de una bomba de protones.
Filamento: Es una estructura cilíndrica fina, hueca y rígida, con aspecto helicoidal. Está constituido por el arrollamiento de miles de subunidades idénticas de una proteína llamada flagelina que esta compuesta en aminoácidos. Esta forma las subunidades llamadas fibrillas.
codo o gancho: es una estructura curva que conecta al filamento con el cuerpo basal, actúa como si de una unión entre el cuerpo basal y el filamento.
Cuerpo o corpúsculo basal: estructura de gran complejidad que ancla y mueve el filamento.
• Gram+ tienen dos anillos proteicos que rodean al cuerpo basal uno de ellos en la capa de proteoglicano y uno en la membrana plasmática.
• Gram – se describen 4 o 5 anillos:
Anillo L: que asocia a la cubierta de lipopolisacaridos.Anillo P: que se asocia a la cubierta de peptidoglicanos.Anillo S: están en el espacio periplásmico, inmediatamente por encima de la membrana citoplasma.Anillo M: directamente dentro de la membrana plásmica.Anillo C: o llave reguladora de posición intra citoplásmica.
el número y localización de los flagelos varía entre especies:- Un solo flagelo: bacterias monotricas. Normalmente la inserción del flagelo (en bacterias bacilares) es polar o subpolar. - Múltiples flagelos: bacterias lofotricas tienen múltiples flagelos situados en el mismo punto (o en dos puntos opuestos).- Un solo flagelo en cada uno de los extremos opuestos: bacterias anfitricas.- Flagelos que se proyectan en todas las direcciones: bacterias periticas.
2.4. Estructuras de superficie e inclusiones en procariotas.
2.4.1. Cápsula.
Estructura que aparece en algunas bacterias, esta compuesta de polisacáridos, polialcoholes y aminoazucares.
Funciones:
Resiste a la desecación (Pérdida o eliminación de la humedad o el líquido)Resiste al ataque de células fagociticas y anticuerpos del sistema inmune.
2.4.2. Fimbrias y pilis.
--El termino Pili solo es considerado para aquellos que llevan a cabo la conjugación. --Las fimbrias son mas cortas y sirven para desplazamiento adhesión, etc.
Son apéndices proteicos que existen en la superficie bacteriana y que están constituidos por subunidades proteicas llamadas fibrinas o pilinas anclados en la membrana externa.
Tienen un diámetro de 2-8 nm y una longitud de aproximadamente 1-3 μm- micrómetros.
•Están asociadas a la capacidad de adhesión de diferentes bacterias patógenas hacia determinados tejidos del hospedador.
- Fijación de sustratos - Intercambio de información genética
durante la conjugación .
•Intervienen en los procesos de virulencia y resistencia ambiental de las cepas, ejemplo:
La adhesión a mucosas y superficies abióticas.
La formación de biopelículas.La adhesión e invasión de células
epiteliales
2.4.3. Inclusiones Celulares
Sustancias químicas presentes en el citoplasma de las células, generalmente macromoléculas, no rodeadas por una membrana. El glucógeno, los triglicéridos y la melanina son ejemplos típicos de inclusiones celulares.
2.4.4 Magnetosomas, vesículas de Gas:
Magnetosomas:
Son cristales de magnetita (Fe3O4), con forma de cubo o de octaedro que se dispone en filas paralelas al eje longitudinal de la célula. Los poseen bacterias acuáticas flageladas aerobias o microaerófilas. Su alineamiento imparte propiedades magnéticas, lo cual hace que se oriente magnéticamente, las bacterias en el medio ambiente.
Vesículas de Gas:
Estas están presentes en algunas células bacterianas cumpliendo la función de movimiento en organismos carentes de flagelos u otros sistemas de movimiento, permitiéndoles flotar o hundirse dependiendo de sus necesidades o de los factores ambientales.
Ejemplos:
Las cianobacterias que se encuentran flotando en los lagos son el ejemplo mas representativo de bacterias que se encuentran a flote por la acción de las vesículas de gas,Un ejemplo evidente es el lago Atatlan en Guatemala que presenta fluorescencia por causa de cianobacterias.
2.4.5. Capa de Lipopolisacáridos:
Los lipopolisacáridos (LPS) constituyen el antígeno O y la endotoxina de las bacterias Gram-negativas.
Están localizados en la membrana externa de la envoltura celular bacteriana y juegan un papel muy importante en la patogénesis de las infecciones bacterianas, así como en la interacción con el hospedero y su sistema de defensa
Los lipopolisacáridos (endotoxinas, LPS) de las bacterias Gram-negativas son los principales constituyentes de la membrana externa de estos microrganismos.
2.4.6. Endosporas
Las endosporas son el resultado de un proceso de diferenciación celular que tiene lugar en el interior de determinadas bacterias Gram positivas, Bacillus, Colstridium, debido a la privación de nutrientes en su medio ambiente.
Son células en reposo, con metabolismo prácticamente detenido, extraordinariamente resistentes al calor y a otros agentes físicos y químicos muy agresivos, que representan una etapa del ciclo de vida de las bacterias que las forman.
La célula Vegetativa en la que se forma se denomina Célula madre, al final de la esporogenesis se autolisa y la espora se libera. Dentro de la misma, la endospora puede ocupar distintas posiciones ( central, terminal y subterminal ) y ser o no deformante.
2.4.6.1 Propiedades, Esporulación & Germinación
Fisión en Paramecium
ESPORULACIÓN:
Tema lll : Nutrición Microbiana
La nutrición es el proceso por el que los seres vivos toman del medio donde habitan las sustancias químicas que necesitan para crecer. Dichas sustancias se denominan nutrientes, y se requieren para dos objetivos:
1) Desde el punto de vista de los fines de aprovisionamiento de energía, las bacterias se pueden dividir en:
a) litotrofas: son aquellas que sólo requieren sustancias inorgánicas sencillas (SH2 S0, NH3, NO2
-, Fe, etc.).
b) organotrofas: requieren compuestos orgánicos (hidratos de carbono, hidrocarburos, lípidos, proteínas, alcoholes...).
2) Desde el punto de vista biosintético (o sea, para sus necesidades plásticas o de crecimiento), las bacterias se pueden dividir en:
a) autótrofas: crecen sintetizando sus materiales a partir de sustancias inorgánicas sencillas. Ahora bien, habitualmente el concepto de autotrofía se limita a la capacidad de utilizar una fuente inorgánica de carbono, a saber, el CO2.
b) heterótrofas: su fuente de carbono es orgánica (si bien otros elementos distintos del C pueden ser captados en forma inorgánica).
Clases de Nutrientes:
Universales (es decir, aquellos que son requeridos por todos los procariotas): agua, CO2, fosfatos y sales minerales.
Particulares.
Factores de crecimiento.
Podemos clasificar los nutrientes en las siguientes categorías:
3.1. Macroelementos & Oligoelementos:
Macroelementos: u medición se realiza en gramos. Los Macroelementos son los siguientes: sodio, potasio, cloro, fósforo, calcio, magnesio y azufre.
Se llaman así porque son los que el organismo necesita en mayor cantidad y se miden en gramos.
IMPORTANCIA !
Se consideran esenciales para la vida o para la subsistencia de organismos determinados.
Oligoelementos:
El zinc, el potasio y el hierro son oligoelementos, pequeños elementos químicos que intervienen en el metabolismo del organismo para nutrir nuestro sistema inmunológico.
Los oligoelementos son sustancias químicas que se encuentran en pequeñas cantidades en el organismo para intervenir en su metabolismo. Se les conoce de esta manera (oligoelementos) debido a que la cantidad requerida de cada uno de ellos es menor a 100 mg. Estos elementos químicos, en su mayoría metales, son esenciales para el buen funcionamiento de las células.
Función:
Estos sistemas participan en varias funciones corporales y cada elemento tiene un rango óptimo de concentraciones, dentro de los cuales el organismo funciona adecuadamente por la eficiente estimulación del sistema inmunitario, que crea resistentes defensas contra estos radicales que envejecen o perjudican nuestras células. Por otra parte, este sistema inmunitario podría dejar de funcionar eficientemente tanto por presentar deficiencia como por presentar exceso en uno de estos oligoelementos.
3.1.1 Requerimientos nutricionales y medios de cultivo de los Microorganismos
Los microrganismos tienen la función de crecer y dividirse para duplicar el material que posee. Las células utilizan elementos químicos que provienen del medio ambiente llamados nutrientes para realizar el anabolismo y para ello necesita energía que la obtienen del medio ambiente.
Las células pueden utilizar 3 tipos distintos de energía:
- Luz- Compuestos Orgánicos- Compuestos Inorgánicos
Medios de cultivo de los microrganismos:
1.- Estado:
A.- Medios líquidos
B.- Medios sólidos: llevan un agente solidificante (Agar) que es un polisacárido acídico producido por ciertas algas rojas que gelifica por debajo de 45° C. Se usa a una concentración del 1,5%.
C.- Medios semisólidos: agar a una concentración del 0,7%.
2.- Composición:
A.- Medios sintéticos o químicamente definidos. Llevan fuente de carbono, fuente de nitrógeno, sales que suplan iones (P, K, Mg, Fe, Ca...), otros elementos como son estimuladores del crecimiento (eritreíto para Brucella abortus) pero siempre a concentraciones conocidas.
B.- Medios complejos o de composición indefinida. Estos medios llevan ingredientes como extracto de levadura, peptona, infusión de cerebro, extracto de carne, etc. que contienen nutrientes en abundancia pero sin saber con exactitud la composición cualitativa ni cuantitativa de estos nutrientes.
C.- Medios de enriquecimiento. Son medios complejos (normalmente) con aditivos adicionales para favorecer el crecimiento de determinados microrganismos (particularmente heterótrofos exigentes). Ejemplo: adicción de sangre, suero o extractos de tejidos de animales y plantas.
D.- Medios selectivos. Son aquellos que favorecen por su diseño el crecimiento específico de un microrganismo particular (o grupo de microrganismos). Es de gran utilidad para el aislamiento de microrganismos a partir de una población microbiana mixta. Ejemplo: CO2 como fuente de carbono es selectivo para autótrofos; adicionando cristal violeta se inhibe el crecimiento de los Gram (+); utilizando maltosa como única fuente de carbono sólo crecerán los que usen maltosa.
E.- Medios diferenciales. Son aquellos destinados a facilitar la discriminación de microorganismos de una mezcla por sus propiedades diferenciales de crecimiento en dichos medios. Ejemplo: Agar sangre diferencia hemolíticos de no hemolíticos; McConkey diferencia lactosa (+) de lactosa (-).
F.- Medios de mantenimiento. Suelen ser distintos a los de crecimiento óptimo ya que el crecimiento rápido y prolífico suele ocasionar la muerte rápida de las células. Ejemplo: al añadir glucosa y utilizarla los microorganismos producen ácidos, acidificándose el medio por lo que es preferible no utilizar glucosa en los medios de mantenimiento.
3.2. Metabolismo de Carbohidratos & Fermentación:
Las principales fuentes de carbono para los organismos vivos son los carbohidratos.La fuente natural de carbohidratos más abundante para los microorganismos lo constituye la biomasa vegetal. Las plantas producen una gran cantidad de polisacáridos, los cuales sirven como sustratos a los hongos y bacterias del suelo.
Funciones del metabolismo de los carbohidratos:
• Obtener energía
• Convertir los nutrientes en sustancias asimilables por las células
• Proporcionar al organismo las moléculas que requiere:
– Estructurales
– Funcionales
Categorías del metabolismo de los carbohidratos:
Catabolismo:
• Degradación
• Genera energía y poder reductor
• Vías convergentes
Anabolismo:
• Síntesis
• Consume energía y poder reductor
• Vías divergentes
Glucolisis
Vía catabólica
• Función principal: obtener energía• En el citoplasma• En todos los tejidos– Única forma de obtener energía para:
• Eritrocitos• Cerebro• Espermatozoides• Médula adrenal
Fermentación:
En condiciones anaeróbicas
Permite recuperación del NAD+
Se puede seguir obteniendo ATP
Fermentación etílica:
Ocurre en:
– Levaduras
– Otros microorganismos
– Algunas plantas
NO en animales superiores
Azúcares catabolizados por B. subtilis
Los principales cambios en el metabolismo ocurridos debido a la presencia o ausencia de oxigeno, están dados al nivel de glicólisis, fundamentalmente en el destino de los dos productos de esta vía: el piruvato y el NADH.
La glicólisis juega un papel clave dentro del metabolismo energético de los microorganismos, pero con esta vía solo se puede aprovechar una pequeña fracción de la energía, suficiente para sintetizar 2 moléculas de ATP por cada molécula oxidada de glucosa, la mayor parte de la energía permanece almacenada en forma de piruvato y NADH + H+.
3.3. Fotosíntesis Oxigenica & Anoxigenica:
La fotosíntesis es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. En este proceso la energía luminosa se transforma en energía química estable siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química.
Los orgánulos citoplasmáticos encargados de la realización de la fotosíntesis son los cloroplastos unas estructuras polimorfas y de color verde (esta coloración es debida a la presencia del pigmento clorofila) propias de las células vegetales.
El ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas,
El ATP (Adenosíntrifosfato) libera su energía al hidrolizar un enlace con el fosfato (Enlace de alta energía), generándose ADP (Adenosíndifosfato).
El NADPH transporta la energía como electrones soportados en el Hidrógeno, se trata del Nicotinadenin di fosfato hidrogenado o reducido que pasa a NADP+. Se trata de un cofactor que se emplea para reducir otras moléculas o para captar protones de moléculas que se oxidan durante la respiración celular.
En el interior de estos orgánulos se halla una cámara que contiene un medio interno llamado estroma, que alberga diversos componentes, entre los que cabe destacar enzimas encargadas de la transformación del dióxido de carbono en materia orgánica y unos sáculos aplastados denominados tilacoides o lamelas cuya membrana contiene pigmentos fotosintéticos.
Los organismos que tienen la capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis son llamados foto autótrofos y fijan el CO2 atmosférico.
La ecuación o reacción de la respiración se puede expresar de la manera siguiente:
Glucosa+Oxígeno (resp.) 6CO2 +6H2O+energíaC6H12+6O2 (respiración)6CO2+6H2O+energía
Fotosíntesis Anoxigénica:
En la fotosíntesis anoxigénica los organismos fotoautótrofos anoxigénicos convierten la energía de la luz en energía química necesaria para el crecimiento; sin embargo, y al contrario que las plantas, algas y cianobacterias en este proceso de transformación de la energía no se produce oxígeno (O2) y por ello se le llama fotosíntesis anoxigénica.
Estas bacterias contienen además carotenoides , pigmentos encargados de la absorción de la energía de la luz y posterior transmisión a la bacterioclorofila. El color de estos pigmentos son los que le dan el nombre a estas bacterias: púrpuras del azufre y bacterias verdes del azufre.
En las bacterias púrpuras y verdes sólo existe un fotosistema, de tal manera que la energía absorbida de la luz se utiliza para transportar un electrón desde la clorofila a la cadena de transporte de electrones que finalmente cede el electrón a la misma clorofila.
3.4. Ciclos Biogeoquímicos :
Son los movimientos de cantidades masivas o no, de elementos
inorgánicos entre los componentes vivientes y no vivientes del
ambiente (atmósfera y sistemas acuáticos) mediante una serie
de procesos de producción y descomposición.
COMPOSICIÓN:
Comprende la inclusión de sustancias
inorgánicas en el organismo y la subsiguiente
descomposición y re mineralización. El
intercambio de elementos es rápido, pero la
cantidad de sustancias inorgánicas no es
mayor. El organismo vivo toma elementos
inorgánicos y al morir y descomponerse éstos
son devueltos al ambiente para ser
nuevamente aprovechados.
Parte Biótica :
Gran cantidad de sustancias inorgánicas, se descomponen con lentitud y están a disposición del organismo en forma abundante y fácil (agua, dióxido de carbono, oxigeno) o escasa y difícil (fósforo y nitrógeno, por ejemplo). En el primer caso se trata de ciclos atmosféricos con grandes reservas de materiales; en el segundo se trata de materiales sedimentarios (fósforo, hierro, azufre, magnesio, y elementos menores).
Parte Abiótica :
Hay tres tipos de ciclos Biogeoquímicos interconectados:
En el ciclo sedimentario, los nutrientes circulan entre la
corteza terrestre (suelo, rocas y sedimentos), la
hidrosfera y los organismos vivos, generalmente reciclan mucho más lentamente que
en el ciclo atmosférico, porque los elementos son
retenidos en las rocas sedimentarias durante largo tiempo geológico (hasta de decenas a miles de milenios
y no tienen una fase gaseosa). El fósforo y el azufre son dos de los 36
elementos reciclados de esta manera.
En el ciclo hidrológico, el agua circula entre el océano, el aire, la tierra y la biota, este ciclo también distribuye el calor solar sobre la superficie del planeta.
En el ciclo gaseoso, los
nutrientes circulan
principalmente entre la
atmósfera y los
organismos vivos. En la
mayoría de estos ciclos
los elementos son
reciclados rápidamente,
con frecuencia en horas
o días. Los principales
ciclos gaseosos son los
del carbono, oxígeno y
nitrógeno.
Clasificación de los nutrientes de acuerdo a su uso
Macronutrientes
Micronutrientes
- Nitrógeno ( N )- Fósforo ( P )- Potasio ( K )- Calcio ( Ca )- Magnesio ( Mg )- Azufre ( S )
- Hierro ( fe )- zinc ( zn )- manganeso ( mn )- boro ( B )- cobre ( cu )- molibdeno ( mo )- cloro ( cl )
3.4.1. Ciclo Nitrógeno
Proceso cíclico natural en el curso del cual el nitrógeno se incorpora al suelo y pasa a formar parte de los organismos vivos antes de regresar a la atmósfera.
El nitrógeno, una parte esencial de los aminoácidos, es un elemento básico de la vida. Se encuentra en una proporción del 79% en la atmósfera, pero el nitrógeno gaseoso debe ser transformado en una forma químicamente utilizable antes de poder ser usado por los organismos vivos.
Fijación y asimilación de nitrógeno
El primer paso en el ciclo es la fijación del nitrógeno de la atmósfera (N2) a formas distintas susceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos, como el ion amonio(NH4
+) o los iones nitrito (NO2
–) o nitrato (NO3–), y también su
conversión a sustancias atmosféricas químicamente activas, como el dióxido de nitrógeno (NO2), que reaccionan fácilmente para originar alguna de las anteriores.
Fijación abiótica:
Por procesos químicos espontáneos, como la oxidación que se produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de nitrógeno a partir del nitrógeno atmosférico.
Fijación biológica de nitrógeno:
Es un fenómeno fundamental que depende de la habilidad metabólica de unos pocos organismos, llamados diazótrofos en relación a esta habilidad, para tomar N2 y reducirlo a nitrógeno orgánico:
Ciclo Azufre:
El azufre es uno de los indispensables para la existencia de vida forma parte de algunos de los aminoácidos que forman las proteínas que a su vez están presentes en los seres vivos.
1.- El ciclo comienza con la expulsión de azufre en las erupciones volcánicas El azufre también es enviado a la atmosfera por otros factores (minería, meteorización, erosión, industria). Sigue su camino en la atmosfera y se encuentra como S04 y a través de relaciones tróficas se oxida.
Es uno de los principales contaminantes mas importantes y se usa para la creación de fertilizantes, laxantes, insecticidas así como también para usos medicinales y antisépticos
Se concentra en los océanos en forma de sulfato inorgánico.
Ciclo Fosforo:
Nitrógeno: como componente de proteínas, coenzimas, nucleótidos y clorofila está implicado en todos los procesos de crecimiento y desarrollo vegetal.
Fosforo: forma parte de los ácidos nucléicos, adenosin-fosfatos (AMP, ADP, ATP) nucleótidos (ADN) por lo que participa en todas las reacciones energéticas del metabolismo, procesos anabólicos y transferencia de las características hereditarias. Su deficiencia, por tanto, provoca severas alteraciones del metabolismo y desarrollo vegetal.
Ciclo Carbono:
Combinado con el oxigeno forma:
-Dióxido de carbono (CO2)
- Monóxido de carbono (CO)
Es el elemento básico de los compuestos orgánicos:
•Hidratos de carbono (azucares)
•Grasas (lípidos)
•Proteínas
•Ácidos nucleicos
El carbono también forma parte de sales llamadas carbonatos, como el carbonato de sodio (Na2CO3) y el carbonato de calcio (CaCO3), entre otras.
En el ciclo se pueden encontrar dos procesos básicos. Por un lado la fijación de carbono orgánico a partir de carbono inorgánico y la mineralización del carbono orgánico a carbono inorgánico en forma de dióxido de carbono. Además estos procesos pueden ocurrir en presencia o en ausencia de oxígeno dividiendo el ciclo en dos fases (Oxic y Anoxic).
Los desechos de las plantas, de los animales y de restos orgánicos se descomponen por acción de hongos y bacterias.
Durante este proceso de putrefacción se libera CO2
Metanogenesis:
Las bacterias metanogénicas son bacilos o cocos, móviles o inmóviles, Gram positivos o Gram negativos, estrictamente anaerobios, mucho mas sensibles al oxigeno y a los agentes oxidantes, como el nitrato, que las demás bacterias anaerobias.
Ciclo de Hierro:
El cuerpo humano necesita el hierro para producir hemoglobina, la proteína portadora de oxígeno que se encuentra en los glóbulos rojos. El hierro es también uno de los componentes de muchas enzimas que son esenciales para el funcionamiento adecuado de las células cerebrales, musculares y del sistema inmunológico.
Ciclo de Fosforo:
El fósforo es un componente esencial de los organismos. Forma parte de los ácidos nucleicos , ATP, fosfolípidos que forman las membranas celulares y de los huesos y dientes de los animales.
El fósforo se encuentra en la naturaleza. Las plantas absorben los iones de fosfato. Sin fósforo las plantas no logran desarrollarse adecuadamente. Los animales herbívoros toman los compuestos de las plantas y los absorben. Los carnívoros toman el fósforo de la materia viva que consumen y lo integran a su estructura orgánica.
PASOS:
3.5. Procesos Simbióticos:
Cada grupo de organismos ha tenido que adaptarse durante su evolución no solo al ambiente inanimado sino a los otros organismos que lo rodean.
Las asociaciones simbióticas que los organismos forman con animales y vegetales, así como con otros microrganismos , varían ampliamente en cuanto a su grado de intimidad.En términos generales se puede decir que se divide en dos tipos de relaciones: Ectosimbiosis y Endosimbiosis
Tipos de Simbiosis:
Ectosimbiosis: El organismo permanece externo a las células del hospedados
Endosimbiosis: El microrganismo permanece y crece dentro de las células del hospedador .
Las simbiosis difieren también con respecto a las ventajas relativas que recibe cada socio.
Por lo general resulta difícil diferenciar si una simbiosis es mutualista o parasítica .
Tipos de Simbiosis
Grado de intimidad
Endosimbiosis
Ectosimbiosis
Balance de ventajas
Mutualismo
Parasitismo
Cuantía de su dependencia
Facultativa
Obligada o estricta
Un simbionte sustituye parcial o totalmente al ambiente inanimado que ocupan los organismos que viven libres.Entre las miles de simbiosis que se han desarrollado, podemos encontrar ejemplos en los que casi todas las funciones conocidas del ambiente están siendo proporcionadas por uno u otro simbionte.
Funciones:
Con gran diferencia la función mas común de los simbiontes es proporcionar nutrientes a sus socios.La provisión de nutrientes puede ser indirecta como en el caso de los hongos que infectan la raíz de los vegetales incrementando de este modo la capacidad de absorción de agua, sin embargo también se considera directa porque el simbionte da una ayuda nutricional a su socio.
Nutrición:
La evolución de una simbiosis está generalmente caracterizada por una interdependencia cada vez mayor entre los dos socios.Esto obliga a su vez a desarrollar mecanismos que aseguren la continuidad de la simbiosis al pasar las generaciones.
Establecimiento de las simbiosis
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