Microorganismos: Un Mundo Microscópico

Virus

Los virus son partículas microscópicas acelulares formadas por ácido nucleico, una cápsula de proteínas y, a veces, una envuelta membranosa.

Ciclo Lítico de un Virus Bacteriófago

1. Entrada del virus en la célula hospedadora.
2. Replicación y síntesis de los componentes virales.
3. Maduración.
4. Liberación.

Enfermedades como la hepatitis B y la gripe son causadas por virus y se transmiten por alimentos y aire.

Características Biológicas

• Tamaño pequeño.
• Estructura simple.

Estructura Viral

• Virus con simetría.
• Virus con simetría icosaédrica.
• Virus complejos.

Ciclo Lisogénico

Los virus atemperados no producen viriones (no provocan infección).

• Absorción.
• Fijación.
• Penetración.

Componentes

• Ácido nucleico.
• Virus.
• Célula.

Ciclo Lítico

Virus que fabrican viriones en la célula hospedadora, salen por rotura de la célula hospedadora, produciendo infección y enfermedad.

Virión

Partícula infectiva constituida por un ácido nucleico encerrado en una cubierta proteica o cápside. El ácido nucleico puede ser ADN o ARN, y algunos virus pueden tener una envoltura membranosa.

• Fijación.
• Destrucción del ADN de la célula hospedadora.
• Multiplicación de los componentes víricos.
• Lisis celular y liberación de viriones.

Bacteriófago

Se pueden reproducir por el ciclo lítico (provoca la lisis de la bacteria) o lisogénico.

Bacterias

Transferencia de material genético:

• Transformación: Transferencia de un fragmento de ADN libre de una bacteria a otra, sin contacto entre ellas.
• Transducción: La transferencia de ADN (fragmento) se realiza a través de un virus.

Pared Celular Bacteriana

• Protección.
• Forma.
• Protección contra la lisis por ósmosis.
• Regula la impermeabilidad.

Metabolismo Bacteriano

• Quimiótrofo: Obtienen energía a través de la oxidación de donantes de electrones de sus ambientes.
• Aerobio facultativo: Bacterias que pueden desarrollarse con o sin oxígeno.

Retrovirus

Virus cuyo ácido nucleico es ARN que se replica de manera inusual a través de una forma intermedia de ADN.

Prión

Proteína infectiva que se asocia a ciertas enfermedades degenerativas del sistema nervioso central en humanos y animales.

Diversidad Microbiana

Microorganismos y su reino:

• Monera: Clostridium, Lactobacillus, Pseudomonas (organización celular procariota).
• Protoctista: Plasmodium, Trypanosoma (organización celular eucariota).
• Fungi: Penicillium, Saccharomyces (organización celular eucariota).

Contribuciones Históricas

• Leeuwenhoek: Observó los primeros microorganismos, logró aumentar las lentes del microscopio de 50 a 300.
• Robert Koch: El microorganismo causante debe aparecer en todos los individuos enfermos, se deben obtener cultivos puros del agente causante.

Teoría de la Generación Espontánea

Esta teoría sostenía que la vida y los seres vivos surgían espontáneamente de la materia inanimada. Es una teoría falsa, ya que una célula siempre procede de otra célula.

Tinción de Gram

Distingue dos grupos de bacterias: las Gram+, que retienen el colorante fundamental después de la decoloración con alcohol, y las Gram-, que pierden el colorante fundamental al ser lavadas con alcohol y se tiñen con el colorante de contraste.

Vías de Transmisión de Enfermedades

• Respiratoria: Gripe.
• Digestiva: Cólera.
• Sexual: SIDA.
• Cutánea: Lepra.

Epidemiología

• Epidemia: Enfermedades que pueden incidir en la población de forma ocasional o esporádica, y se extienden poco tiempo en una población.
• Endémica: Enfermedad que ocurre de forma ocasional, como la fiebre amarilla.
• Pandemia: Enfermedad que se transmite a nivel mundial.
• Zoonosis: Enfermedad de animales que puede comunicarse a las personas.

Agentes Patógenos

• Candida albicans: Hongo que produce vaginitis.
• Mycobacterium tuberculosis: Produce lepra (bacteria).
• Orthomyxovirus: Virus que produce la gripe, se transmite por inhalación.
• Plasmodium: Produce el paludismo.

Toxinas

Sustancias de naturaleza proteica causantes de la especificidad funcional de algunas bacterias que producen enfermedad en el ser vivo.

• Toxina botulínica: Botulismo.
• Veneno de serpiente: Neurotoxina cascabel.
• Toxina colérica: Cólera.

Antibióticos

Agentes antimicrobianos de origen natural para el tratamiento de enfermedades de origen bacteriano. Los hongos, bacterias recombinantes y aminoglucósidos son microorganismos que fabrican antibióticos.

La insulina (controla la concentración de azúcar en sangre), esteroides (antiinflamatorios) y somatotropina (en trastornos del crecimiento) son sustancias de la industria farmacéutica.

Ciclo del Nitrógeno

Fijación del N2, amonificación, nitrificación, asimilación, nitratos, desnitrificación.

Microorganismos que fijan el N2:

• Bacterias aerobias del suelo y agua.
• Bacterias anaerobias del suelo y agua.

Leguminosas: La mayor parte de las leguminosas presentan nódulos radicales donde viven simbióticamente bacterias del género Rhizobium, que fijan el N2 atmosférico.

Productos por Fermentación

Fermentación alcohólica mediante levaduras (Saccharomyces cerevisiae): Se obtiene cerveza. Función metabólica: C6H12O6 → 2CH3-CH2OH + 2CO2 + 2ATP. Ser vivo unicelular eucariota con reproducción sexual y asexual.

Bacterias Propionibacterium: Fermentación láctica.

C. casei: Fermentación del queso.

Fermentación Alcohólica

C6H12O6 (glucosa) – levadura, enzima (alcohol deshidrogenasa) → 2(CH3-CH2OH) + 2CO2 + 2ATP

Organización Celular de la Levadura

Organismo unicelular con reproducción sexual. Reino Fungi. Organización eucariota. Nutrición heterótrofa.

Biotecnología

Abarca todos aquellos procesos tecnológicos que usan los organismos vivos, sus capacidades metabólicas o sus derivados para generar productos de interés para el hombre.

Microorganismos en la Industria Farmacéutica

Penicillium: Participa en el proceso de la formación de la penicilina, que es un antibiótico usado para curar infecciones provocadas por bacterias.

Fermentación Láctica

C6H12O6 (glucosa) – bacteria, enzima (lactato deshidrogenasa) → 2CH3-CHOH-COOH + 2ATP

Campos de la Biotecnología

• Sanitaria: Para la obtención de medicamentos.
• Agrícola: Para dar lugar a biofertilizantes y transgénicos.

Fabricación del Vino y Cerveza

La fermentación de los azúcares. Interviene Saccharomyces cerevisiae. Producción de CO2 y alcohol.

Fabricación del Queso

La renina, la separación de la cuajada y maduración del queso.

Fabricación del Pan y Vino

Ambos son fermentaciones alcohólicas.

Procesos Industriales

Glucosa – glucólisis → piruvato – fermentación → etanol + 2CO2 + 2ATP

Industria Agropecuaria

Aplicaciones: Cultivos resistentes a virus, plantas resistentes a insectos y mejora nutricional de los cultivos o bioenriquecimiento.

Industria Farmacéutica

Aplicaciones: Fábrica de antibióticos, nuevos fármacos, vacunas o desarrollo de técnicas de diagnóstico.

Industria Alimentaria

Aplicaciones: Para la formación de quesos y bebidas alcohólicas.