Algas microscópicas

Las algas microscópicas poseen clorofila a y algunas también poseen clorofila b y c, así como otros pigmentos fotosintéticos como carotenos o ficobilinas. Viven en agua dulce, marina y suelos húmedos, así como en hábitats artificiales. Su pared celular suele ser de celulosa, como en las plantas superiores, pero a veces se le añaden otras sustancias como pectina, xilanos y sustancias minerales como carbonato cálcico o sílice. Muchas algas son móviles mediante flagelos. Su reproducción puede ser asexual, por bipartición, o sexual. La clasificación de los grupos de algas se realiza teniendo en cuenta el tipo de clorofila que poseen, los pigmentos que la acompañan, la composición de la pared celular y el tipo de sustancia de reserva que acumulan. De gran importancia son las algas microscópicas que viven flotando en aguas marinas y dulces, con abundante luz, formando el fitoplancton.

Hongos microscópicos

Los hongos constituyen un grupo de eucariotas unicelulares o filamentosos heterótrofos que se alimentan por absorción de nutrientes disueltos en el medio. En general, producen enzimas extracelulares que permiten la hidrólisis de polímeros complejos para obtener sustancias más sencillas, que pueden absorber a través de sus membranas. Los hongos poseen paredes celulares rígidas compuestas por quitina y otros compuestos. La mayoría viven en ambientes terrestres, aunque algunos son acuáticos. Los hongos saprofitos viven alimentándose sobre materia orgánica muerta en mayor o menor grado de descomposición. Un elevado número son parásitos de plantas, causando la mayor parte de las enfermedades importantes de las plantas de cultivo. Unos pocos son parásitos de animales y producen enfermedades. También hay hongos simbiontes con insectos, cianobacterias y con plantas. Las levaduras son hongos unicelulares que se reproducen asexualmente mediante gemación y sexualmente mediante esporas. Están adaptadas a vivir en medios ricos en azúcares. Pueden vivir en simbiosis con animales o ser patógenos. Ejemplos son los que se utilizan para las fermentaciones alcohólicas y las especies patógenas. Los mohos son hongos microscópicos, pluricelulares filamentosos. Los filamentos, simples o ramificados, son alineamientos de células y se denominan hifas, y su conjunto constituye el micelio, que es la forma vegetativa del hongo. Se reproducen asexualmente mediante esporas asexuales que se originan por mitosis en los extremos de las hifas especializadas llamadas conidióforos. Tienen gran importancia en muchas fermentaciones y en la producción de gran cantidad de antibióticos.

Métodos de estudio de los microorganismos

Esterilización y pasteurización

Esterilización: Consiste en la destrucción y eliminación de todos los microorganismos contenidos en un objeto o sustancia, tanto patógenos como no patógenos, incluidas las esporas. En función de la naturaleza de los agentes empleados, los métodos pueden ser físicos o químicos.

• Esterilización por calor: Las temperaturas muy elevadas tienen un efecto letal sobre los organismos. Los utensilios de metal se pueden esterilizar también con calor seco en hornos a 170 °C durante 90 minutos.
• Esterilización por filtración: Para esterilizar líquidos o gases sensibles al calor se pueden utilizar procedimientos de filtración.
• Esterilización por radiaciones: Las radiaciones con luz ultravioleta y las radiaciones ionizantes se utilizan para esterilizar materiales de laboratorio que no pueden ser sometidos a altas temperaturas. El efecto letal de la radiación UV afecta principalmente a los ácidos nucleicos.
• Esterilización por compuestos químicos: Algunos compuestos químicos son microbicidas. Se utilizan para esterilizar superficies, ropas, contenedores o material plástico.

Pasteurización: Es el proceso térmico realizado en líquidos con el objeto de reducir la presencia de agentes patógenos que puedan contener o para desactivar las enzimas que modifican los sabores de ciertos alimentos. Entre los métodos de conservación más frecuentes podemos citar la desecación, las bajas temperaturas, la acidificación, el ahumado y la salazón.

Relaciones entre los microorganismos y la especie humana

Relaciones beneficiosas

Los microorganismos participan en procesos ecológicos que permiten el funcionamiento de los ecosistemas y biotecnológicos que son esenciales para la industria farmacéutica, alimenticia y médica. Se han obtenido y producido antibióticos de enorme importancia médica como la penicilina. Se han conseguido vacunas que fabrican insulina, hormona del crecimiento. Algunos de los beneficios derivan de la simbiosis de microorganismos: las bacterias y protozoos ciliados que viven en la panza de rumiantes. Son los microorganismos simbiontes los que realizan la digestión de la celulosa de las paredes vegetales. Las asociaciones de plantas y hongos como las leguminosas y las bacterias del género Rhizobium. Las bacterias viven en las raíces de las leguminosas a las cuales se asocian y fijan el nitrógeno atmosférico.

Relaciones perjudiciales

Los microorganismos patógenos pueden ser virus, priones, bacterias, protozoos y hongos. A las enfermedades que producen estos se las llama enfermedades infecciosas.

Enfermedades producidas por microorganismos en la especie humana

• Ejemplos de enfermedades producidas por virus: Los virus tienen la característica de ser cambiantes debido a que su material genético posee una gran capacidad para mutar. Este es el caso del virus de la gripe, del que periódicamente aparecen nuevas variedades. Enfermedades: fiebre amarilla, gripe, hepatitis vírica, paperas, herpes genital, poliomielitis, rabia, sida.
• Ejemplos de enfermedades producidas por protozoos: Disentería amebiana: el contagio es por el agua y alimentos contaminados. Parasita el intestino grueso, lo que ocasiona fuertes diarreas con eliminación de sangre y moco. Toxoplasmosis: se adquiere al consumir verduras contaminadas por excrementos de gato. Parasita las células del tejido muscular y el sistema nervioso. Enfermedad del sueño: se transmite por la picadura de la mosca tse tse. Malaria: se transmite a través de la hembra del mosquito Anopheles y el afectado padece anemia.
• Ejemplos de enfermedades producidas por hongos: Candidiasis: se reproduce en la piel y las mucosas digestiva y genital. Blastomicosis: infección micótica poco común causada por la inhalación de un hongo que se encuentra en la madera y el suelo e invade los pulmones. Tiñas: es una infección cutánea causada por un hongo y puede afectar a la piel en cualquier parte del cuerpo (pie de atleta).

Enfermedades producidas por microorganismos en los animales

• Bacterias patógenas: La mastitis, infecciones de las glándulas mamarias debido a estafilococos y estreptococos y que ocasionan grandes pérdidas de la producción láctea.
• Virus: La peste porcina que origina septicemia y hemorragias internas en los animales.
• Protozoos: La coccidiosis que invade el intestino delgado de las aves y produce diarrea.

Los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos

Los microorganismos y el ciclo del carbono

Intervienen microorganismos fototrofos que captan el CO₂ y lo transforman en materia orgánica. En condiciones aeróbicas, el CO₂ es fijado por fotosíntesis oxigenica y por quimiosíntesis llevada a cabo por bacterias quimiosintéticas y en ausencia de oxígeno por fotosíntesis anoxigénica. Como producto de las bacterias descomponedoras se produce CO₂ y metano. El metano es producido por el grupo de microorganismos del dominio Archaea anaerobios llamados metanógenos. En presencia de oxígeno, el metano es oxidado a CO₂ por las bacterias metanotrofas y devuelto a la atmósfera.

Los microorganismos y el ciclo del nitrógeno

Las bacterias descomponedoras degra

dan mediante fermentaciones los compuestos organicos nitrogenados y producen amoniaco. Los mismos microorganismos descomponedores transforman los productos nitrogenados excretados por los seres vivos en amoniaco. Esto enriquece los suelos en amoniaco, lo que se denomina amonificacion. Las bacterias nitrificantes del suelo desarrollan el proceso de nitrificacion oxidando aerobicamente el amoniaco. Primero las bacterias Nitrosomonas transforman el amoniaco en nitritos y luego las bacterias Nitrobacter transforman los nitritos en nitratos. Estos nitratos pueden ser absorbidos por las plantas para incorporarlos a moleculas organicas. Otras bacterias transforman en un medio anaerobico los nitratos en nitrogeno atmosferico al oxidar los compuesto organicos por respiracion anaerobia y utilizar el nitrato como aceptor de elctrones liberando N2 a la atmosfera. A esta transformacion se la denomina desnitrificacion. 9.BIOTECNOLOGIA: 9.1: Concepto y aplicaciones: empleo de organismos vivos o de compuestos procedentes de ellos para la obtencion de bienes y servicios. Podemos destacar tres caracteristicas: es interdisciplinar, ya que varias discipkinas le aportan conocimientos y tecnicas. Trabaja con seres vivos o sus componenten moleculares. Su objetivo final es obtener un producto o un servicio que sean utiles para la humanidad. Las aplicaciones de las tecnicas biotecnologicas se dividen en: biotecnologia roja: procesos medicos como vacunas y antibioticos. Biotecnologia blanca: aplicada a procesos industriales como la creacion de nuevos materiales. Biotecnologia verde: aplicada a procesos agricolas. Biotecnologia azul:describe las aplicaciones en ambientes marinos y acuaticos. Biotecnologia gris: todas aquellas aplicaciones directas al cuidado y mantenimiento del medio ambiente. 9.2. Importancia de los microorganismos en investigacion: los microorganismo mas utilizados para la investigacion biologica son la bacteria escherichia coli y levaduras del genero sacharoyces. La microbiologia industrial se origino con procesos de fermentacion alcoholica tales cmo los de la fabricacion del vino y de la cerveza. Un microorganismo adecuado para su utilizacion industrial debe: crecer rapidamente a gran escala, producir la sustancia de interes en poco tiempo, ser geneticamente estables y aptos para la manipulacion genetica y no debe ser patogeno para la especie humana o para los animales o plantas. Entre las bacterias de interes industrial esta: bacterias lacticas: responsables de la fermentacion lactica en la que se forma acido lactico a partir del azucar de la leche. Bacterias del acido acetico: son bacterias que transforman el alcohol etilico en acido acetico. Bacterias que producen antibioticos, que son sustancias que impiden el crecimiento de otrosmicroorganismo o bien causan su muerte. La bacteria pseudomonas denitrificans se utiliza para la obtencion industrial de vitamina b12. Las levaduras se vienen utilizando desde hace miles de años para la fabricacion de pan y bebidas alcoholicas. Los hongos filamentosos son la fuente de enzimas comerciales, acidos organicos, antibioticos y quesos especiales. Biotecnologia en la industria farmaceutica: Los principales productos producidos por la industria farmaceutica son: Proteinas humanas: Somatostatina: se usa debido a su accion inhibidora sobre distintos procesos organicos. Insulina: se ha conseguido clonar el gen humano que codifica esta hormona que regula la concentracion de glucosa en sangre. Hormona del crecimiento: se emplea para tratar el enanismo hipofisiario. Interferon: proteina fabricada en respuesta a una infeccion virica. Vacunas: se pueden clonar los genes que codifican las proteinas de la cubierta de microorganismos patogenos y expresarlos en bacterias no patogenas. Asi se obtienen vacunas recombinantes, que pueden reemplazar los organismo patogenos muertos o inactivados. Antibioticos: son sutancias quimicas producidas por microorganismos que causan la muerte o inhiben el crecimiento de otros microorganismos. La penicilina fue el primer antibiotico que se consiguio aislar. Otros antibioticos obtenidos por fermentacion industrial son cefalosporinas, tetraciclinas y estreptomicina.Hormonas esteroideas: se obtienen por el procedimiento denominado bioconversion o biotransformacion. Biotecnologia en la industria alimentaria: se elaboran alimentos, aditivos, colorantes, vitaminas etc por la accion de microorganismos sobre una materia prima. Pan: intervienen levaduras de la especie saccharomyces cerevisae. Leches fermentadas: se originan por la transformacion de la lactosa de la leche en acido lactico y otros compuestos debido a la accion de microorganismos especificos que se adicionan a la lehce. Quesos: la formacion de la cuajada se puede llevar a cabo añadiendo a la leche bacterias lacticas para que produzcan acido lactico y se provoque una coagulacion. La maduracion de la cuajada se produce por la hidrolisis de proteinas hasta obtener aminoacidos libres. Bebidas alcoholicas: se basa en la fermentacion alcholocia, mediante la cual la glucosa se transforma en alcohol etilico y co2. Vino, producto de la fementacion alcoholica del zumo de uvas por parte de la levadura saccharomyces cerevisae. Cerveza: producto de la fermentacion alcoholica s de la misma especie. Bebidas alcoholicas destiladas: se obtienen calentado un liquido fermentado a temperatura alta que volatilice la mayor parte del alcohol este se condensa y se recoge. Vitaminas y aminoacidos: son factores de crecimiento que con frecuencia tienen un uso farmaceutico o bien se añaden a los alimentos. La biotecnologia y el medio ambiente: biodegradacion del petroleo: se ha estudiado y demostrado que existe una gran cantidad de bacterias, mohos, levaduras y algunas algas verdes que son capaces de oxidar los hidrocarburos del petroleo. Biodegradacion de plasticos y similares: los exitos obtenidos hasta ahora apunta a la utilizacion de plasticos fotobiodegradables que se alteran por los rayos ultravioleta del sol produciendo compuestos asimilables por los microorganismos. Biodegradacion de plaguicidas: es dificil y algunos permanecen inalterados durante muchos años. Eliminacion de metales pesados: provocado por la explotacion minera que contamina suelo y agua subterranea. Depuracion de aguas residuales: son tratadas en plantas depuradoras donde los microorganismos juegan un papel importante.