UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORQU MI CASANI TARI AI NG. CARLOSENR QUEZPI NOSMICROBIOLOGA DEL AGUAVirusBacteriasAlgasProtozoosHongos microscpicosHabitan en:Aguas naturalesAguas dulcesEstuariosAguas saladasAguas termalesMicrobiologaEstudio de microorganismos: clulas aisladas o agrupacionesBacteriasCianobacteriasVirus MicoplasmasClamidiasRickettsias HongosAlgas DinoflageladosEuglenoides DiatomeasProtozoariosMicrobiologa Microbiologa estudia:1.- Clulas vivas y como funcionan.2.- Microorganismos que constituyen una importante clase de clulas capaces deexistir de forma libre e independiente. Primeros y ms primitivos.3.- Especialmente bacterias, simples, de enorme importancia bsica y practica.3.- Diversidad microbiana, su evolucin.4.- Microorganismos en la sociedad humana , en nuestros propios cuerpos y enlos animales y plantas.5.- Como este conocimiento de microorganismos puede ayudar a comprendermejor la biologa de organismos superiores.Microbiologa sanitaria Tipo de microorganismo en un producto depender: Elaborado, transportado, almacenado, manejado o preparado de alimentos- Factores ecolgicos que determinan: sobrevivencia, crecimiento e inactivacinMicroorganismos en agua, alimentoMicrobiologa sanitaria Aspectos econmicos, sociales y sanitarios es de inters en salud publicaLa aplicacin detcnicas modernaspara el anlisismicrobiolgico de aguay alimentosDependiendo de las necesidades regionales y del pasIndicadores y patgenos enmuestras de aguas yalimentos.SalmonellaStaphylococcus aureusVibrio-coleraImportancia de los microorganismos en el ambienteBacterias (Eubacteria y Archaea) Frecuencia de mutacin de las bacterias Bacterias nicos organismos que cubren todo el espectro metablico posible: fermentacin, descomposicin, fotosntesis anoxignica y oxignica y respiracin aerobia y anaerobia.Representa la mitad de la biomasa terrestre. Biomasa bacteriana Un gen muta 2,5 veces x min-1Confieren estabilidad a la biosfera. Regulacin del ecosistema. Ciclos bioqumicos , la > de las transformaciones qumicas son de su exclusividad. En el ambiente: procesos de tratamientos y recuperacin de aguas y suelos.BiorremediacinEn la mayora de los casos, con un anlisis y control adecuados del entorno, es posible tratar por va biolgica la totalidad de las aguas residuales. En agua residual domstica: reduccin de la materia orgnica presente y eliminacin de nutrientes (N, P)En el caso de las aguas agrcolas: eliminacin de los nutrientes (N,P) que puedan favorecer el crecimiento de plantas acuticas.En aguas residuales industriales: reduccin de la concentracin de compuestos orgnicos e inorgnicos.Importancia de los microorganismos en el ambiente y la salud pblicaLos microorganismos del agua son:AUTCTONOSALCTONOSCaractersticos de la masa de agua naturalEntran al agua en formaintermitente,procedentes de:El aireEl sueloProcesos industrialesProcesos domsticosPAPEL DE LOS MICROORGANISMOS EN EL AGUASon la base de las cadenas trficas acuticasReciclan la materia hacindola disponible para otrosorganismos Mineralizacin Produccin de protena microbianaMayor productividad por metro cuadrado en el aguaque en el suelo.Papel de los microrganismos en el reciclajenutrientesBacterias que causan cambios organolpticos en el aguaBacterias que obstruyen conducciones de aguaPRINCIPALMENTE: FERROBACTERIASY SULFOBACTERIASSphaerotilus:No es ferrobacteriaobligada. Oxida tambinMn++Mn+++Tampoco es auttrofaobligadaFerrobacterias: Leptothrix Crenothrix GallionellaSulfobacteriasThiothrix,Beggiatoa (anaerobiafacultativa, principal causante de obstrucciones)H2S + 1/2 O2________________> S + H2O + 41 calOrigen: hidrotermal y volcnicoCaractersticas de aguas poludas ricas en H2SIntervienen en procesos de descomposicin orgnica: Oxidando el H2S Liberando Energa para biosntesisBacterias que producencolor en el aguaBACTERIAS QUE AL OXIDARFE++Y MN++PRODUCENINDIRECTAMENTEALTERACIONES DE COLOREN EL AGUALa produccin de color en el agua es importante en abastecimientos provenientes de pozosEl hierro contenido en sus aguaspromueve la actividad oxidante de las bacteriasBacterias que producen olor y sabor en el aguaORIGEN DEL OLOR YDEL SABOR:BACTERIAS YOTROS MICROORGANISMOSOlor intenso en el aguaProductos dedescomposicin de bacterias anaerobias: Mercaptanos Gas sulfhdrico Subproductos aminados cidos grasos, etcMara Cecilia Arango JaramilloEl sabor, Se acenta con la cloracin, especialmente si es producido por compuestos fenlicosDesechosMicroorganismos (bacterias)Sabor en el aguaMara Cecilia Arango JaramilloStreptomyces produce olor a tierra en: el agua el suelo en cultivoEl cloro libre intensifica este olorProducen olor y sabor en el agua:Crenothrix(ferrobacteria)Beggiatoa(Sulfobacteria)MARA CECILIA ARANGO JARAMILLODistribucin de los microorganismos en el medio acuticoLos microorganismos pueden estar a cualquierprofundidadHasta en las fosas ocenicasLas capas superioresy los sedimentos del fondo albergan las mayores poblacionesde microorganismos, particularmente en aguas profundasMicroorganismos planctnicosFloracin: crecimiento excesivo, explosivoDan color aparente al agua: rojo, pardo, verde, ambar, amarilloOscillatoria erytrea Mar RojoMicroorganismos bentnicosAlgunos forman biopelculasMara Cecilia Arango JaramilloMicroorganismos planctonicos y bentnicos( fotosntticos y hetertrofos )Planton: Fottrofas y hetrtrofasEpiliton: hetertrofas bentnicas sobre partculasBentos:Fottrofas yhetrtrofasBentos: hetrtrofas, muchas anaerbicasZONA LITORALZONA PROFUNDASedimentacinZONA LIMNTICANivel de compensacinOxidantes del AzufreClulaUnidad fundamental de toda materia vivaOrganismos vivos estn constituidos por clulas y productos celularesClulas procariotas y eucariotasProcariotasEucariotasProcariotas0,1-0,2 m de ancho y 50 m de largo Representan dos ramas evolutivas: Bacterias y ArchaeaPared celular, membrana citoplasmtica, ribosomas, genforo (nucleoide)Clula eucariotaDe 2 a 200 m de diam.Algas, hongos, protozoos y los pluricelulares plantas y animalesClula eucariotaLa pared celular es una estructura rgida: confiere la forma y protege a la clula.MONERAS: organismos procariontes, como las bacterias.PROTISTAS: unicelulares eucariontes, como los protozoos, ylos hongos y algas unicelulares.METAFITAS: vegetales pluricelulares (auttrofos).HONGOS: pluricelulares hetertrofos sin tejidos o con tejidos pocoespecializados.METAZOOS: animales pluricelulares con tejidos y sistemas orgnicos complejos.Margulis, L & Schwartz, K. 1997Clasificacin de los microorganismosBacteriasSegn su forma y aspectoBacteriasBacteriasRespiracinAerbica: utilizan O2 para vivir Anaerbica: sin oxgeno, obtienen energa de una sustancia sin utilizar oxgeno; al hacerlo, divide esa sustancia en otras; como la fermentacinBacterias aerobias obligadasBacterias anaerobias obligadasBacterias estrictas y facultativasBacteriasVersatilidad metablica: Todos los mecanismos posibles de obtencin de materia y energapodemos encontrarlos en las bacterias.Segn la forma de obtener C:Auttrofos: sintetizan componentes orgnicos, de compuestos inorgnicoshetertrofos, sustancias orgnicas como fuentes de carbonoSaprfitas: materia orgnica en descomposicinParsitas: en animales vivos.Simbiticas: en otros organismos en beneficio mutuo.Segn la fuente de energa:fottrofos, cuya principal fuente de energa es la luzquimitrofos, cuya fuente de energa es un compuesto qumico que se oxida.Se pueden encontrar:quimiohetertrofas, utilizan como fuente de carbono y energa: el mismo compuestoqumico (bacterias cultivadas en laboratorios y las bacterias patgenas)quimioauttrofas, utilizan como fuente de carbono: CO2 , fuente de energa: compuestosinorgnicosfotoauttrofas, utilizan como fuente de energa: la luz y el CO2como fuente de carbonofotohetertrofas, utilizan la luz como fuente de energa y biomolculas como fuente decarbonoAlimentacinBacteriasFisin binaria:ReproduccinBacteriasEsporulacin: rgano de resistencia en condiciones desfavorables ESPORA, en condiciones favorables se transforma en vegetativaBacteriasGemacin: duplicacin por evaginacin BacteriasRecombinacin: transferencia de genoma entre bacterias Transformacin:BacteriasConjugacin: bacteria donadora transmite un fragmento de ADN (plsmido), a travs de un puente o pili, a otra bacteria receptora. Transduccin:- Fijan nitrgeno en las plantas leguminosas es debida a la simbiosis de unas bacterias(Agrobacterium, Rhizobium, Bradirhizobiun) con la misma planta (la planta le da alimento a labacteria, y la bacteria da N a la planta)- Producen antibiticos- Para introducir en las plantas genes de otras bacterias que sintetizan toxinas para defensa,plantas resistentes a ciertas plagas (Bacillus thuringensis).- En el cuerpo humano se encuentran bacterias muy beneficiosas dentro del intestino(Streptococus, Bacteroides, Lactobacillus), a cambio de comida y un lugar donde vivir, sintetizanvitamina K, vitamina B12- Permiten producir quesos (Propionibacterium), yogures (Bifidobacterium)- En los tratamientos de aguas residuales, limpian excesos de materia orgnica, bacterias quedescomponen el petrleo (y compuestos similares) en sustancias que luego pueden utilizar otrosmicroorganismos (Pseudomonas, Acinetobacter, Corinebacterium, Mycobacterium, Nocardia)Bacterias-importancia- Ciclos del carbono, nitrgeno, azufre, hierro, mercurio.Bacteria Enfermedad producidaBacillus anthracis ntrax o CarbuncoBordetella pertussis Tos ferinaBrucella spp. BrucelosisChlamydia trachomatis ConjuntivitisClostridium perfringens Gangrena gaseosaClostridium tetani TtanosClostridium botulinum BotulismoCorynebacterium diphtheriae DifteriaCoxiella burnetii Fiebre QEscherichia coli DiarreaLegionella pneumophila Enfermedad del Legionario o legionelosisListeria monocytogenes EncefalitisMycobacterium tuberculosis TuberculosisMycobacterium leprae LepraNeisseria gonorrhoeae Gonorrea o blenorragiaNeisseria meningitidis MeningitisSalmonella sp SalmonelosisSalmonella typhi, S. paratyphi Fiebre tifoideaStreptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Klebsiellapneumoniae, Mycoplasma spp., Chlamydia spp.NeumonaStreptococcus spp. ErisipelaStreptococcus pyogenes EscarlatinaTreponema pallidum SfilisVibrio cholerae CleraYersinia enterocolitica gastroenteritisYersinia pestis PestePrincipales grupos bacterianosLos virus son un ente inanimado (sin vida, no respira oxigeno y no come), altera el proceso fisiolgico de otros organismos por medio de la replicacin de su genoma.VirusSon 100 veces mas pequeos que las bacterias, entre 20 y300 nmLa mayora solo puede verse en m. electrnico, con tinciones densas de electronesTiene dos estados: extracelular(virin) e intracelularVirinVirusPoseen ARN (monocatenario, bicatenario) o ADN(monocatenario, bicatenario) Dependiendo de la cdula hospedadora: virus animales, vegetales y bacterianos.Varan en tamao, forma y composicin qumica.Pueden reproducirse en el interior de la clula infectada, utilizando todo el material y la maquinaria de la clula husped Reproduccin=infeccinO se unen al material gentico de la clula en la que sealoja, produciendo cambios genticos.VirusVirusVirusMorfologaEn los virus se reconocen dos tipos de simetra: alargada: simetra helicoidalesfrica: simetraicosadricaVirus con envoltura: mayora en animales, membrana que funciona para atravesar a c. huspedComplejos: partes separadas y simetras distintasVirusVirusVirus- Virus causan un nmero importante de enfermedades, mortalidad. Difcil tratamiento.- Infectan plantas superiores, algas, hongos, bacterias, arqueas, protozoarios, invertebrados, anfibios, reptiles, peces, aves y mamferos.- Algunos virus atacan bacterias e insectos perjudiciales ayudando a mantener el equilibrio ecolgico.- Los virus sirven para adelantar investigaciones biolgicas relacionadas con su mecanismo de replicacin y as poder encontrar mecanismos para controlar su multiplicacin.- Sirven para la elaboracin de vacunas.- Bacterias que han sido infectadas por virus -bacterifagos- pueden realizar funciones que en otras condiciones no podra realizar.- Tambin existen viriones (cadena de ARN) y priones (protenas)- Hongos (filamentosos/miceliares) mohos y levaduras, - Son un grupo grandey variado de microorganismos eucariotas- Carecen de clorofila- Paredes celulares de quitina- Son clulas mucho mas grandes que las bacterias- Presentes en varios hbitats (agua dulce y marina)- La mayora en hbitats terrestres, en la tierra, material vegetal muerto.- QuimioheterotrofosHongosHongosSe clasifican en base a sus caractersticas y sus ciclos sexualesTienen requerimientos de nutricin mas simples que las bacteriasHongosMOHOSHongos filamentososAmpliamente esparcidos en la naturaleza (pan, queso, frutas y otros alimentos)Producen colonias algodonosas y purulentasTienen digestin externaAerobiosCada filamento se desarrolla en la punta por extensin de la clula terminalSon causantes de alergiasActividad ecolgica importante: especialmente los Basidiomicetos descomponen madera, papel, telas y otros derivados de fuentes naturales.Utilizan la celulosa o lignina como fuente de carbono y energa. Tienen importante funcin en la descomposicin de material leoso en los bosques.Simbiontes: hongo-alga=lquen / Micorrizas: hongo, racesLa gran mayora de los contaminantes son Deuteromycetes: Penicillium, Aspergillus, Cladosporium, WallemiaHongosPenicillium notatumHongosLEVADURAS- Hongos unicelulares- La mayora estn dentro de los Ascomicetos- Son esfricas, ovales, cilndricas- Se dividen por gemacin- No forman filamentos ni micelio- Clulas independientes- Algunas presentan reproduccin sexual (proceso de apareamiento)- En hbitats donde hay azcares (frutas, cortezas de rboles)- Algunas viven en simbiosis con animales (insectos)HongosCandida albicans: Crecimiento levaduriforme y filamentoso, candidiasisSaccharomyces cerevisiae: -Algunas son patgenas en animales-Las levaduras comercialmente mas importantes son usadas para panadera y cervecera, (gnero Saccharomyces)- Las ahora usadas estn muy alejadas de las cepas silvestres, han sido manipuladas y seleccionadas las mejores. - Las levaduras usadas en panadera y cervecera con las mas estudiadas y mas conocidas a nivel cientfico.HongosMyxomycota: Mohos viscosos- Unicelulares- Tienen semejanza con protozoos- Se reproducen por biparticin- Se clasifican en dos grupos: - celulares: clulas ameboides aisladas- Acelulares: masas de protoplasma de tamao y forma indefinidos (plasmodios)- Viven en materia vegetal en descomposicin.- Se alimentan de bacterias (por fagocitosis)- Comunes en troncos de rboles y materia orgnica en descomposicin Las esporas se dispersan con el viento, caen en un lugar propicio (humedad y T), se hinchan y reptan por su cuenta (movimiento ameboide), comen madera e insectos muertos, crecen y adquieren una forma llamado PlasmodioAlgas Eucariotas (excepto Cianobacterias) Unicelulares o multicelulares Auttrofos oxignicos Poseen al menos un tipo de clorofila, y otros pigmentos dentro de plastos Pared celular (excepto en Euglenophyta) compuesta por: carbohidratos, glicoproteinas, polisacridos- celulosa, quitina, agarosa (algas rojas), manosyl (algas verdes), cido algilnico (algas pardas) Auttrofos Reproduccin asexual, sexual Mviles o inmviles Ambiente natural son los cuerpos de agua dulce y marinos, suelos hmedos. Componentes principales del fitoplanctonCurtis et al., 2000AlgasReproduccin: alterna asexual-sexual, dependiendo de las condiciones del medioAsexual: biparticin, esporas Sexual: meiosis, fusin de dos clulas reproductoras haploides (n)= cigoto (2n)El nmero de grupos algales reconocidos ha variado a lo largo de la historiaAlgas verdesAlgas rojasAlgas pardasDiatomeasHarvey 1836Bold & Wynne 1978CyanophytaProchlorophytaRhodophytaPhaeophytaChrysophytaPyrrophytaCryptophytaEuglenophytaChlorophytaCharophytaVan den Hoek et al. 1995CyanophytaProchlorophytaGlaucophytaRhodophytaHeterokontophytaHaptophytaCryptophytaDinophytaEuglenophytaChlorarachniophytaChlorophytaGraham & Wilcox2000CyanobacteriaGlaucophytaRhodophytaOchrophytaHaptophytaCryptophytaDinophytaEuglenophytaChlorophytaChlorarachniophytaEstima 350.000 especies conocidasAlgasLos caracteres distintivos entre grupos basado en:PIGMENTOSPRODUCTO DE RESERVACOMPOSICION DE PARED CELULARULTRAESTRUCTURA DEL CLOROPLASTOMOLECULARES******AlgasEspecie (o asociacin de especies) que posee requerimientos especficos para un conjuntos de variablesfsicas y qumicas, de tal forma que cambios en su morfologa, fisiologa o ausencia/presencia de la especieindicar que las actuales condiciones (del agua) se encuentran fuera del lmite de tolerancia de aquellaespecie (Lobo et al., 2002).Algas-ImportanciaBioindicadorasSon los organismos fotosintticos ms importantes sobre la Tierra, capturan ms energa solar y producen ms oxgeno que todas las plantas combinadasImportanciaComo biocombustible: fuentes de etanol, producen 10 veces mas biomasa que cualquier otra planta, utilizan 10 veces menos tierra que otros cultivos.Microalgas indicadoras de cambios en el nivel de nutrientesOligotrficasHeterotrficasEutrficasAguas ricas en nutrientesaguas deficientes en ciertos nutrientesque contienen gran cantidad de materia orgnica disponibleBotryococcus Dinobryon CyclotellaCeratiumMelosiraStephanodiscusImportanciaTipos de aguasEn la descontaminacin de aguas residuales que contengan contaminantes orgnicos.ImportanciaBiorremediacin resulta importante debido a su capacidad fotosinttica, permite convertir la energa solar en biomasa, misma que incorpora nutrientes como nitrgeno y fsforo causantes de la eutrofizacin. Procesos que utilizan microalgas y cianobacterias: enfocados a la remocin de nutrientes y de metales pesados presentes en las aguas residuales. Tambin tienen capacidad para remover elementos radioactivos.ImportanciaEficientes para degradar diversos compuestos orgnicos incluyendo derivados del petrleo:Prototheca zopfii, Selenastrum capricornutum, Scenedesmus acutus y Ankistrodesmus braunii, Chlamydomonas ulvaensis, Chlorella pyrenoidosa y Scenedesmus brasiliensis, Euglena gracilis y las cianobacterias Anabaena cylindrica, Phormidium foveolarum, Oscillatoria sp. y Agmenellumquadruplicatum- Proveen albergue para una rica diversidad de organismos microscpicos, invertebrados y peces.- Se encuentran en lagos, cuerpos de agua y son los productores principales de estos ecosistemas.Suplemento proteicoImportanciaANLISIS MICROBIOLGICO DEL AGUASe puede definir el anlisis microbiolgico como elconjunto de operaciones encaminadas adeterminar los microorganismos presentes en unamuestra problema de AGUA.FACTORES QUE INCIDEN EN LA FLORA BACTERIANADISMINUCION DEL CONTENIDO MICROBIANOLa acidezOxgeno disuelto Las salesLa filtracin Los protozoos fagocitan bacterias La turbidez ya que los rayos UV. no manifiestan su accin y as disminuyen el nmero de estas.INCREMENTOLa materia orgnica Si existe poca cantidad de sales se estimula el desarrollo bacteriano.La temperatura puede aumentar o disminuir el contenido bacteriano.El inters se centra en losmicroorganismos patgenos,que son los diferentes tiposde bacterias, virus, protozoosy otros organismos, quetransmiten enfermedadesANLISIS MICROBIOLGICO DEL AGUAENFERMEDAD AGENTEORIGEN BACATERIANOFiebres tifoideas y paratifoideasSalmonella typhi, Salmonella Paratyphi A y BDisentera bacilar Shigellaclera Vibrio choleraeGastroenteritis agudas y diarreasEscherichia coli.CampylobacterYersiniae nterocoliticaSalmonella spShigellasEn los pases en vas de desarrollo las enfermedades producidas por estospatgenos son uno de los motivos ms importantes de muerte prematura,sobre todo de nios. Normalmente estos microbios llegan al agua en lasheces y otros restos orgnicos que producen las personas infectadasMtodos de anlisis:1. Bacterias coliformesy Escherichiacoli(E. coli): 2. Enterococos: 3. Clostridiumperfringens(incluidas las esporas)4. Enumeracin de microorganismos cultivables-Recuento de colonias a 22 COtros tests complementarios:SalmonelasEstafilococos patgenosBacterifagos fecalesEnterovirusProtozoosAnimlculos (gusanos-larvas), Invertebrados bntico TOMA DE MUESTRAS PARA ANLISIS MICROBIOLGICOLas muestras que se tomarn para el anlisis deben ser representativaspara poder determinar as su calidad microbiolgica.Su anlisis debe comenzar antes de que hayan transcurrido 6 horas desdeel momento de la toma de muestras.En circunstancias excepcionales, las muestras pueden conservarse a unatemperatura de 4C durante un periodo mximo de 24 h antes de suanlisis.Para su recogida debe utilizarse frascos estriles y debe recolectarsecantidades comprendidas entre 500 y 1000 ml.Cuando se estime probable que el agua a analizar contenga trazas de cloro,cloramina u ozono, ser necesario neutralizar su efecto bactericida en elmomento del muestreo.Se aadir una cantidad suficiente de tiosulfato sdico.- Para un volumen de 250 ml son suficientes 0,2 ml de una solucin acuosaal 3% de tiosulfato sdico