UNIDAD 4: MICROORGANISMOS





 CONTENIDOS DE LA UNIDAD: BLOQUE IV. EL MUNDO DE LOS MICROORGANISMOS Y SUS APLICACIONES. BIOTECNOLOGÍA

I. CONTENIDOS
1. Microbiología. Concepto de microorganismo.
2. Criterios de clasificación de los microorganismos.
3. Microorganismos eucarióticos. Principales características de algas, protozoos y hongos.
4. Bacterias.
4.1. Características estructurales.
4.2. Características funcionales.
4.2.1. Reproducción.
4.2.2. Tipos de nutrición.
5. Virus.
5.1. Composición y estructura.
5.2. Ciclos de vida: lítico y lisogénico.
6. Partículas infectivas subvirales: viroides y priones.
7. Métodos de estudio de los microorganismos. Esterilización y pasteurización.
8. Relaciones entre los microorganismos y la especie humana.
8.1. Beneficiosas.
8.2. Perjudiciales: enfermedades producidas por microorganismos en la especie humana, animales y plantas.
8.3. Los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos.
9. Biotecnología.
9.1. Concepto y aplicaciones.
9.2. Importancia de los microorganismos en investigación e industria: productos elaborados por biotecnología.

 II. OBSERVACIONES
1. Es conveniente resaltar que la definición de microorganismo se hace en razón de su tamaño y que los grupos que se incluyen bajo este término presentan una gran heterogeneidad.
2. Al establecer distintos grupos de microorganismos, deben destacarse las diferencias que permitan su identificación. Para ello, se recomienda la utilización de imágenes que posibiliten la distinción, por ejemplo, entre una bacteria y un alga o un protozoo.
Se sugiere que de los virus se elijan imágenes de adenovirus, VMT, virus del SIDA y bacteriófagos; del Reino Monera se elijan imágenes de cocos, bacilos, vibrios y espiroquetas; del Reino Protoctista, imágenes de algas unicelulares flageladas, diatomeas, paramecios, vorticelas y amebas; y del Reino Fungi, imágenes de levaduras (Saccharomyces cerevisiae) y mohos (Penicillium, Rhizopus). No se trata, por tanto, de discutir pormenorizadamente la estructura y fisiología de dichos grupos.
3. Con relación a los virus debe destacarse su carácter acelular. Al exponer la composición y estructura general de los virus, es aconsejable utilizar como ejemplos el bacteriófago T4 y el virus del SIDA. La replicación de los virus puede ejemplificarse mediante los ciclos del fago lambda y del virus del SIDA.
4. Respecto al ciclo lisogénico de los virus, se sugiere destacar que tras la etapa de integración del ADN vírico en el ADN de la célula huésped, en determinadas condiciones, el ADN vírico puede activarse dando lugar a la duplicación del ADN, transcripción y síntesis de las proteínas víricas, ensamblaje y liberación.
5. El alumnado debe conocer la existencia de otras formas acelulares diferentes a los virus, como son los viroides y los priones.
Deben destacarse las diferencias en su composición y su relación con enfermedades de plantas y animales (encefalopatía espongiforme).
6. Se recomienda resaltar la importancia del aislamiento y el cultivo de los microorganismos, así como diferenciar los conceptos de esterilización y pasteurización.
7. El alumnado debe conocer las relaciones tanto beneficiosas como perjudiciales que establecen los microorganismos con el ser humano, así como con los animales, las plantas y el medio ambiente. Este conocimiento debe ilustrarse con ejemplos sin que ello implique necesariamente el conocimiento del nombre científico del microorganismo en cuestión.
8. Con relación a la biotecnología, se recomienda destacar las principales aplicaciones de los microorganismos en la industria alimentaria (elaboración del pan, bebidas alcohólicas, yogur, queso), farmacéutica (obtención de antibióticos, insulina u hormona del crecimiento) y en la mejora del medio ambiente (procesos de biorremediación).

Historia de la Microbiología

 ¿QUÉ ES LA MICROBIOLOGÍA?

Introducción a la Microbiología

Microorganismos y sus tipos

 CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS:


Microbioma y microbiota


LOS VIRUS:



También puede servir como definición: un virus es un agente biológico que se reproduce en las células vivas de un organismo.

Imagen: Virus adherido a unas células

CLASIFICACIÓN DE VIRUS: según su ácido nucleico


 Según la forma de su cápsida:


Tipos de virus:


Los verdaderos dueños de la Tierra?



Bacteriófagos 


 CICLO LÍTICO

 Replicación de bacteriófagos ver


Lo que los microbios modificados  pueden hacer por nosotros

Adenovirus


Reproducción de un virus   ver

Los virus y sus ciclos ver

Virus del SIDA:





 
Ciclo de replicación del VIH ver

Erradicación del virus del SIDA

Frenemos el VIH
Qué sabemos del VIH y del SIDA: interactivo.

Los virus que dormían en la naturaleza hasta que llegaron los humanos. Artículo muy interesante.



CICLO DEL CORONAVIRUS:




Vamos a centrarnos en los microorganismos con estructura celular, profundizando en uno de ellos:
1. Bacterias.
1.1. Características estructurales. Clasificación. Tinción de GRAM
1.2. Características funcionales.
1.2.1. Reproducción.
1.2.2. Tipos de nutrición.
2. Archeas. Similitudes y diferencias con las bacterias.
3. Microorganismos eucarióticos. Principales características de algas, protozoos y hongos.
II. OBSERVACIONES
1. Es conveniente resaltar que la definición de microorganismo se hace en razón de su tamaño y que los grupos que se incluyen bajo este término presentan una gran heterogeneidad.
2. Al establecer distintos grupos de microorganismos, deben destacarse las diferencias que permitan su identificación. Para ello, se recomienda la utilización de imágenes que posibiliten la distinción, por ejemplo, entre una bacteria y un alga o un protozoo.
Se sugiere que del Reino Monera se elijan imágenes de cocos, bacilos, vibrios y espiroquetas; del Reino Protoctista, imágenes de algas unicelulares flageladas, diatomeas, paramecios, vorticelas y amebas; y del Reino Fungi, imágenes de levaduras (Saccharomyces cerevisiae) y mohos (Penicillium, Rhizopus). No se trata, por tanto, de discutir pormenorizadamente la estructura y fisiología de dichos grupos.
3. En el estudio de las bacterias incidir en: El proceso de reproducción por bipartición y en los Procesos de parasexualidad en bacterias que permiten grandes posibilidades de aumentar su variabilidad genética y que ha dado lugar a la formación de bacterias super-resistentes. Con los problemas de salud asociados.


ARQUEAS Y BACTERIAS: diferencias membrana celular

 
 

Estructura de la membrana de arqueas y bacterias: Arriba, fosfolípido de arquea: 1, cadenas de isopreno; 2, enlaces éter; 3, resto de L-glicerol; 4, grupo fosfato.
En el medio, fosfolípido bacteriano o eucariótico: 5, cadenas de ácidos grasos; 6, enlaces éster; 7, resto de D-glicerol; 8, grupo fosfato.
Abajo: 9, bicapa lipídica de bacterias o eucariotas; 10, monocapa lipídica de algunas arqueas.

Pared celular: pseudomureína en Arqueas y Mureina en Bacterias

Material genético Arqueas: en algunas, ADN asociado a Histonas. Bacterias: ADN no asociado a Histonas.

ARNr: proteínas que se unen en la subunidad pequeña, similares a las de eucariotas en arqueas y diferentes en bacterias.

Dominio Arqueas

 

 

 BACTERIAS

PARED CELULAR EN BACTERIAS

 
Científicos españoles desarrollan un método de diagnóstico:Tinción de Gram   





Función simple de relación



REPRODUCCIÓN POR BIPARTICIÓN

 PROCESOS DE PARASEXUALIDAD EN BACTERIAS:

Conjugación bacteriana 

Transformación bacteriana 

Transformación bacteriana II

 


Somos bacterias

Rio Tinto: Marte en la Tierra


SUPER ANTIBIÓTICOS

Los vigilantes de los microorganismos 

Las superbacterias ya matan más que el SIDA, la malaria y algunos cánceres




PROTOZOOS



TIPOS DE PROTOZOOS



 Parasexualidad en protozoos:conjugación:


 Conjugación

Juega a detectar los parásitos de la malaria

PROTOZOOS EN VIVO

 

HONGOS MICROSCÓPICOS

Levaduras:
 



 Hongos filamentosos. Mohos:

Penicillium



 

Reproducción por esporas asexuales:



ESPORAS SEXUALES


Reproducción asexual de la levadura:


Reproducción sexual:



ALGAS

Tipos de algas

Reproducción asexual y sexual de las algas:





Nos vamos a centrar ahora en estudiar los microorganismos en relación a la especie humana.
1. Métodos de estudio de los microorganismos

Control de microorganismos. Cultivo. Esterilización y pasteurización.
2. Relaciones entre los microorganismos y la especie humana.
2.1. Beneficiosas. Las veremos la siguiente semana.
2.2. Perjudiciales: enfermedades producidas por microorganismos en la especie humana, animales y plantas.
2.3. Los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos. Describir el ciclo del Carbono y el ciclo del Nitrógeno.
Observaciones a tener en cuenta:
1. Se recomienda resaltar la importancia del aislamiento y el cultivo de los microorganismos, haciendo especial hincapié en el desarrollo gráfico de un cultivo microbiano cerrado. También es importante diferenciar los conceptos de esterilización y pasteurización. Señalar los principales métodos de esterilización y pasteurización.
2. El alumnado debe conocer las relaciones tanto beneficiosas (la semana que viene) como perjudiciales que establecen los microorganismos con el ser humano, así como con los animales, las plantas y el medio ambiente. Este conocimiento debe ilustrarse con ejemplos sin que ello implique necesariamente el conocimiento del nombre científico del microorganismo en cuestión. Microorganismos en la naturaleza: ciclos biogeoquímicos del Carbono y del Nitrógeno.
3. Describir, en el contexto de los microorganismos como agentes infecciosos, los conceptos de: epidemia, pandemia, zoonosis, reservorios, vectores. Concepto de virulencia. Principales factores de virulencia: capacidad invasiva, formación de toxinas (descrpción de las dos categorias de toxinas)
4. Señalar las vías de transmisión de las enfermedades infecciosas: contacto directo, aire, agua y alimentos, contacto sexual, a través de animales. Desarrollar dos ejemplos de cada tipo.



CURVA DE CRECIMIENTO MICROBIANO EN UN MEDIO CERRADO





Técnicas básicas en microbiología

 




Control de microorganismos: vídeo


Control de microorganismos: texto

LOS MICROORGANISMOS EN LOS ECOSISTEMAS


Ciclo biogeoquímico del carbono




Ciclo biogeoquímico del nitrógeno

OTROS CICLOS:

Ciclo biogeoquímico del azufre

Ciclo biogeoquímico del fósforo

Microorganismos patógenos


El antibiótico que se encuentra en algunas narices

Seres modélicos: Organismos utilizados en investigación



Microorganismos productores de enfermedades

 La virulencia de un microorganismo puede deberse a su capacidad de proliferar dentro de l hospedador (b. pneumonía) o a su capacidad de producir toxinas o enzimas extracelulare.

 TOXINAS


Gram + y Gram-: Exotoxinas (proteínas): botulismo, cólera, tétanos

Gram -: Endotoxinas (lipopolisacáridos): salmonelosis, brucelosis

ENZIMAS EXTRACELULARES: producidas por bacterias: hialuronidasas, coagulasas. Estas sustancias deterioran los tejidos y facilitan la invasión bacteriana.

 



 


 

Enfermedades infecciosas y su transmisión


 BIOTECNOLOGÍA

Nos vamos a centrar ya, en estudiar los microorganismos en relación a diferentes procesos industriales, médicos, agricultura, etc. Estos procesos se agrupan dentro de la BIOTECNOLOGÍA.
1. Define Biotecnología.
2. Describe estas aplicaciones de la biotecnología en la industria alimentaria: elaboración del pan, bebidas alcohólicas, yogur, queso. Indica el microorganismo responsable y explica el proceso.
3. Describe estas aplicaciones de la biotecnología en la industria farmacéutica: obtención de antibióticos, insulina, hormona del crecimiento. Indica el microorganismo responsable y explica el proceso.
4. Describe estas aplicaciones de la biotecnología en la mejora del medio ambiente. Procesos de biorremediación: depuración de aguas, eliminación de mareas negras, eliminación de sustancias tóxicas en el suelo. Indica el microorganismo responsable y explica el proceso.
Con este trabajo llegaremos al final de la unidad.


BIOTECNOLOGÍA: La Biotecnología es una ciencia interdisciplinaria y aplicada donde se manipulan organismos y/o procesos biológicos con el fin de resolver diversos problemas y obtener productos útiles a la sociedad.

  • Convenio sobre Diversidad Biológica (Naciones Unida, 1992): “La biotecnología se refiere a toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos”.
  • OCDE (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico): “La biotecnología es la aplicación de la ciencia y la tecnología a los organismos vivos, así como a partes, productos o modelos de los mismos con el fin de alterar materiales vivos o inertes para proveer conocimientos, bienes y servicios”.


¿Qué es la biotecnología? 

 ¿Qué es la biotecnología?

 
Biotecnología en nuestras vidas: ver 1

 Aplicaciones de la biotecnología: ver 2

Biotecnología microbiana

Biotecnología moderna

Tras los pasos de la naturaleza

Vida sintética para curar

Semillas esclavas: transgénicos

El bichito que planta cara a Dios