Microorganismos y ambiente

8/17/2019 Microorganismos y ambiente

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Microorganismos y ambiente

Introducción a la microbiologíaProcariontes y eucariontes

Dra . Paulina AguayoInvestigador Postdoctoral

Instituto milenio de OceanografíaFacultad de Ciencias Ambientales


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Los seres vivos

BioelementosNutrientesEnergía

Biomoléculas

Orgánuloscelulares

Células

Tejidos

Órganos

Sistemas

Ecosistemas

Individuos

Poblaciónes

Comunidades

Biosfera

Glúcidos

Lípidos

Proteínas

A. nucleicos

Metabolismo

Anabolismo Catabolismo

Autótrofa Heterótrofa

Materiaorgánica

Enzimas

Procariota

Eucariota

Vegetales Animales

Unicelulares

Pluricelulares

están formados por

se asocianpara formar

constituyen

son como

son

los hay

f o r m a n

Meristemos

Conductores

Parénquimas

Protectores

Esqueléticos

Epiteliales

Conectivos

Muscular

Nervioso

son

c o m

o c o m

o

precisan de

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fabrican liberan

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forman

constituyen

dan lugar a

su conjuntoforma la

Conjuntivo

Adiposo

Cartilaginoso

Óseo

agrupaa

Floema

Xilema

agrupaa

COMPOSICIÓN DE LOS SERES VIVOS


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LA CÉLULA: UNIDAD DE ESTRUCTURA Y FUNCIÓN

La célula Microscopio

Óptico

Electrónico

Barrido

TransmisiónTeoríacelular

Genética

Morfológica

Fisiológica

Procariota Eucariota

Animal Vegetal

Membranaplasmática

Citoplasma Núcleo

Paredcelular

Matrizextracelular

Mitocondrias

Citoesqueleto Orgánuloscelulares

Nomembranosos

Membranosos Energéticos

Ribosomas InclusionesSistema de

citomembranas CloroplastosPeroxisomas

Retículo

endoplasmático

Aparato de

Golgi

Vacuolas

Citosol

Lisosomas

Haz deelectrones

Fotones deluz visible

utiliza

Muertas Vivas

Ultraestructura

estudiada por elcomoel

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constituida por

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presentes en


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Todos los organismos están formados

por células!

..

La palabra célula fue usada por primera vez por

Roberk Hooke, hace 300 años. En 1838, MathiasSchleiden, “todos los tejidos vegetales consisten

en masas organizadas de células. En 1839

Theodor Schwann, tejidos animales, es la base

celular para toda forma de vida. En 1858, Rudolf

Virchow “toda célula existe de una preexistente”.

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TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA

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ÁRBOL FILOGENÉTICOBASADO EN RNAr

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Árbol filogenético Universal establecido por Carl Woese y su discípulo GaryOlsen: tres Dominios. El termino "dominio" refiere a un nuevo taxónfilogenético que incluye tres líneas primarias: Archaea, Bacteria y Eucaria.

Seis Reinos

(I-Moneras, II-Arqueobacterias (separadas de Moneras), III-Protistos, IV-Hongos, V-Plantas y VI-Animales.


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Arbol construído en base a comparación de los RNA ribosómicos 16S

y 18S.


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CELULA EUCARIONTE! Todas los seres vivos están constituidos por células

! La célula es la unidad básica de la vida, el nivel mássimple de organización.

!

Las células se originan de una ya preexistente

Las células eucariotas, todos los seres vivos a

excepción de las bacterias cuyas células son muchomás sencillas (Células procarióticas), comparten unplan general de organización:1.Una MEMBRANA que determina su individualidad

2. Un NÚCLEO Que contiene el material genético yejerce el control de la célula3. Un CITOPLASMA Lleno de orgánulos, dónde seejecutan prácticamente todas las funciones.

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ORGANIZACIÓN

" Tamaño y forma celular : La mayoría de las células

que constituyen el cuerpo de una planta o de unanimal miden entre 10 y 30 micrómetros de diámetro.

A medida que el volumen disminuye, la relación

superficie a volumen aumenta rápidamente.

" En las células más pequeñas, la relación superficie a

volumen es mayor que en las células de mayor

tamaño, y por tanto, cantidades proporcionalmente

mayores de materiales pueden moverse hacia

adentro, hacia fuera, y a través de las células más

pequeñas en un período dado de tiempo.

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Membrana celular EucarionteFunciones:" Limite de la célula,"

Procesos de secreción y fagocitosis" Procesos de reconocimiento inmunológico e interrelación

celular" Procesos de transporte, selección SEMIPERMEABLE"

Recepción y envió de mensajes químicos.

• La membrana celular es vital, pues si se daña, se dañaríatodo lo que contiene.

• “CAPA BILIPÍDICA O BICAPA LIPÍDICA”Constitución:

# Lípidos: a. fosfolípidos (anfipáticos) y b. Colesterol: fluidez yestabilidad.

# Proteínas: Diversas funciones; periféricas e integrales# Carbohidratos: GLUCOCALIX: glucoproteínas y glucolípidos.

(reconocimiento y agregación celular)

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Membrana celular

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Eucarionte


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Cilios y flagelos"

Flagelos: prolongaciones celulares móviles quepresentan la misma estructura.

" Constan de dos partes: una externa el axonema, y

otra interna, el cuerpo basal.

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Cilios y flagelos" Centríolos: (células animales). En la gran mayoría

de las células vegetales no existen. Conformadospor un grupo de nueve túbulos ordenados encírculos, (forman el áster, mitosis).

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El núcleo" Está rodeado por una membrana, es esférico. Dentro del núcleo,

las moléculas de ADN y proteínas están organizadas encromosomas que suelen aparecer dispuestos en pares idénticos.

"

El núcleo dirige las actividades de la célula y en él tienen lugarprocesos de autoduplicación del ADN o replicación, antes decomenzar la división celular, y la transcripción o producción delos distintos tipos de ARN, (ARN r, t y m) que servirán para lasíntesis de proteína

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Aparato de Golgi: cisterna

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Más abundante en vegetales, enanimales puede haber de 10 a 20.

Esta formado por cisternas o sacosplanos (Dictiosoma), limitado pormembranas, se encuentra ubicadocerca al centríolo. Tienen unaestructura convexa: Proximal cercaal núcleo, y Distal orientada a la

membrana celular. Madura endirección proximal – distal.Su función es aceptar vesículas delR.E., modificar las membranas y loscontenidos de la misma e incorporarlos productos terminados en vesículas

de transporte que los llevan a otraspartes de la célula y, especialmente, ala superficie celular, producirlisosomas. Es decir, sirven comocentro de compactación ydistribución.


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Aparato de Golgi: complejo

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Lisosomas

" Características: vesículas esféricas u ovales, limitadas por unamembrana. Tamaños y diámetros variables.

" Contienenenzimas hidrolíticas o hidrolasas, (capacidad para

catalizar la degradación o digestión de diversas sustancias).Entre otras están:

" Fosfatasas: hidrólisis de fosfatos de moléculas orgánicas;" Lipasas y fosfolipasas: hidrólisis de lípidos y fosfolípidos;

" Glucosidasas: hidrólosis de polisacáridos simples y complejos;" Catepsinas y otras proteasas; hidrólisis de proteínas;"

Nucleasas: hidrólisis de ácidos nucleicos."

Las hidrolasas lisosomales sólo actúan en presencia de lassustancias a digerir.

" La membrana del lisosoma es normalmente estable." Funciones: Intervienen en la digestión intercelular. (autofagia)

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Vacuolas y vesículas" Son sacos transparentes rodeados por una

membrana (tonoplasto), se encuentran enmuchos tipos diversos de células.

" Hay diferentes tipos de vacuolas:

pinocitóticas, fagocitóticas, digestivas ysecretoras. Estás y otras variedades actúancomo depósito provisionales dealmacenamientos de diversas sustancias

(alimentos, agua, desechos y sales).

" Muchas células vegetales contienen una granvacuola central de agua, que ocupa casi el 80

o 90 % del volumen total de las células.20

Mit d i Cl l t


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Mitocondria - Cloroplastos

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Centrales energéticas de la

célula,sintetizan ATP aexpensas de loscarburantes metabólicos(glucosa, ácidos grasos yaminoácidos).

Fotosíntesis; se utiliza la energía

solar para la síntesis de moléculasde carbono pequeñas, ricas enenergía, hay liberación de O2.Producen, moléculas nutritivas y elO2 que usan las mitocondrias.


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Peroxisomas – Glioxisomas - Plástidos

" Los peroxisomas, (microsomas) pequeñas vesículas delimitadas por

una membrana sencilla, contienen una fina matriz granular. (presentesen células eucariontes.)

" Contienen enzimas (oxidasas) relacionadas con diversas víasmetabólicas oxidativas (aminoácidos, ácido úrico).

" La catalasa, enzima que se encarga de catalizar la ruptura de H2O2

dando como resultado oxigeno molecular más agua." Es importante en los procesos de fotorrespiración de algunas plantas.

" Los glioxisomas variedad de peroxisoma, se encuentran únicamenteen las plantas. Contiene enzimas que catalizan la conversión deácidos grasos en azúcares (ej: sustancia de reserva lipídica en algunasemillas), a través de una serie de pasos que se conoce como "ciclodel glioxalato".

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Retículo endoplásmico y ribosomas

Red de sacos aplanados, tubos y canales conectados entre

sí. Comunican interior con el exterior. CisternasREL. Anastomosado, síntesis de lípidos, desintoxicaciónRER. Síntesis de proteínas.Ribosomas: compuesta por ARN y proteínas

Dos subunidades: 40s y 60s. Polisomas

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OS O GÁ OS C S


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Orgánulos energéticos

Mitocondrias Cloroplastos Animales

Vegetales

Matriz

Proteínastransmembrana

Porina

Crestasmitocondriales

ATP-sintetasa Transnortadores

de electrones

ATP

ADNmitocondrial

Mitorribosomas

Enzimas

Procesosmetabólicos

Biosíntesisproteínas

Ciclo deKrebs

! oxidaciónac. grasos

Proteínastranslocadoras

EstromaTilacoides

ADNplastidial

Plastorribosomas

EnzimasPigmentos

fotosintéticos

Energía

luminosa

Fotosíntesis

Membranamitocondrial

externa

Membranamitocondrial

interna

Membranaplastidialinterna

Membranaplastidialexterna

Grana

comola

absorbenla

posee

Clorofila Carotenoides liberan

son

presentes en

p r e s e n t e s e n

formadas por

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dondese

sintetiza

Quimiósmosis

mediante

contiene

Cadenarespiratoria

seencuentran

en la

LOS ORGÁNULOS CELULARES



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Orgánulos membranosos

Aparato deGolgi

Retículoendoplasmático

Dictiosoma

Cis(formación)

Trans(secrección)

Vesículasde transición

Vesículasde secrección

Membranaplasmática

Lisosoma

Digestióncelular

Intracelular Extracelular

Primarios

Secundarios

Enzimashidrolasas

Vacuolasdigestivas

Vacuolasautofágicas

LisoRugoso

Ribosomas

Vacuolas Peroxisomasu membrana procede de

Glioxisoma

Inclusiones

Vegetales Animales

Fagocíticas Pinocíticas Pulsátiles

Enzimas

oxidasas

pueden actuarcomopueden

dirigirsea la

son

derivan del

derivan del

pueden ser

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p r o c e d e n d e l

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c o n

t i e

n e

n

e n v e g e t a l e s

c o n

s t i t u y e n

Germinaciónsemilla


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¿Qué es la microbiología?

" Estudio de los organismos microscópicos" 3 palabras griegas: mikros (pequeño), bios

(vida) y logos (ciencia)

estudio de la vida microscópica

" Surgió como ciencia tras el descubrimiento yperfeccionamiento del microscopio.


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¿Qué son losmicroorganismos?

" Organismos que no pueden ser observados asimple vista, al menos en parte de su ciclo.

" Organismos que viven como células aisladas oentidades que contienen ácidos nucleicoscapaces de replicarse, por lo menos en parte desu ciclo.

" Incluidos: algas, hongos, protozoarios, bacteriasy virus.


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¿Cómo afectan nuestra vida?

" Diversos tipos de microorganismos soncausantes de enfermedades y abundan casi encualquier lugar por lo que permanentemente

estamos expuestos a un contagio." Pueden afectarnos en el aspecto económico ya

que le producen enfermedades a los animales ya las plantas dañando las cosechas y las clasesde ganados y otros animales domésticos quesirven como fuente de alimento.


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¿Cómo afectan nuestra vida?

" M.O. de utilidad industrial: más de cienespecies microbianas son usadas en laproducción de sustancias que no pueden ser

obtenidas de forma más fácil o más baratapor otros medios.

" Ventajas: tamaño, alta tasa metabólica,

posibilidad de cultivarse a gran escala,estabilidad genética, etc.


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¿Cómo afectan nuestra vida?"

M.o. en la producción de alimentos:" yogures y quesos (Roquefort, Brie, etc.)"

Biotecnología" alcohol producido por levaduras" ácido oxálico utilizado en tintes y colorantes."

ácido propenoico (ácido acrílico) utilizado como intermediario enla producción de plásticos.

" ácido láctico empleado para acidificar alimentos y comoanticongelante.

" ácido acético" enzimas utilizadas para aplicaciones tan diversas, como la

eliminación de manchas en los tejidos (incorporación de enzimasa detergentes)" conversión de harina de maíz en miel utilizada como

endulcorante"

Industria farmacéutica: producción de antibióticos, drogas,hormonas (insulina y GH), factores de crecimiento, interferón,

eritropoyetina, etc.


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Ramas de la Microbiología


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Bacterias

" Procariotas" Unicelulares

" Carecen de organelos rodeados por

membranas" Pared celular de peptidoglicano

" DNA en forma de anillos – plasmidos

" No tienen cromosomas

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Morfología

" Cocos" Bacilos

" Espirilos

" Espiroquetas

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34


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"

Reproducción por fisión binaria"

Duplicación de componentes para dar origen a doscélulas

" Presencia de estructuras especializadas" Cápsula"

Flagelo"

Pili"

Autótrofas (prod. su propio alimento)"

Fotosintéticas o quimiosinteticas"

Heterótrofas"

Absorben nutrientes del ambiente

" Hábitat"

Suelo, aire, cuerpos de agua"

Condiciones normales o extremas35

Célula Procariota Eucariota


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Célula Procariota Eucariota

Tamaño 1-10micrones 10- 100micrones

ADN Circular Lineal,

en el forma cromosomas

citoplasma rodeado por envoltura

nuclear

División Binaria Mitosis

Ribosomas 70S 80S

Sistemas de

endomembranas No Sí

Enzimas Membrana Mitocondriasrespiratorias plasmática

Pared celular Si (compleja) En células vegetales

Cloroplastos No En células vegetales

Citoesqueleto No Sí

Respiración Formas Formas aerobias

aerobias yanaerobias

Locomoción Flagelo Cilios, flagelos

bacteriano y seudópodos

Organización Unicelular Unicelular y

celular pluricelular

Pared celular


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Pared celular" Las células vegetales, los hogos y algunos protistas tienen

pared celular. Es una estructura bastante rígida, constituidaprincipalmente por polisacáridos, rodeando por completo la

membrana plasmática.

" Pared Celular en procariota esta compuesta El esqueleto de lapared celular bacteriana está constituido por unheteropolímero, el peptidoglicano mureína. El mismo, y las

enzimas que intervienen en su síntesis, son una característicageneral de todas las bacterias. Las arqueobacterias no poseenmureína.

" Funciones:1. Soporte celular2. Protección y unión entre muchos tipos de células de una

planta u hongo.3. Impide la lisis de una célula al llenarse de agua (vacuola

central)

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PROCARIONTE


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MUREINA: esta formada por unasecuencia alternante de N-acetil-glucosamina y el ácido N-acetilmurámico

unidos mediante enlaces ß-1,4. La cadenaes recta y no ramificada, constituyendo laestructura básica de la pared celular

PROCARIONTE

Membrana celular


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Membrana celular

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Procarionte


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Poseen un núcleoorganizado

Organelos conmembranas

Son organismosgrandes

Carecen de núcleo y organeloslimitados por membranas

Son organismos simples

Se encuentran en mayorcantidad

FLAGELOS Y FRIMBRIAS


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En ciertas bacterias se pueden reconocer dos tiposde apéndices superficiales: los flagelos que sonórganos de locomoción, y los pili (Latín:

cabellos), conocidos también como fimbriae (Latín : flecos). Los flagelos se observan tanto enbacterias Gram positivas como Gram negativas,generalmente en bacilos y raramente en cocos. Encontraste los pili se observan prácticamente solo

en bacterias Gram negativas y solo escasosorganismos Gram-positivos los poseen. Algunasbacterias poseen tanto flagelos como pili.Según el tipo de bacteria, los filamentos tomandiferentes grosores (del orden de nanómetros) y

longitudes (pueden alcanzar hasta 20 micrones). La flagelina, su proteína estructural esta compuesta porsubunidades de bajo peso molecular, ordenadas deforma helicoidal a lo largo de un tubo axial. Elflagelo se mueve por rotación a lo largo de su ejeaxial.

Flagelos

Pili sexual

FLAGELOS Y FRIMBRIAS

LOS MICROORGANISMOS


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Los microorganismos

Acelulares

Viroides Virus Priones

Genomavírico

Cápsida Envolturasmembranosas

Nucleocápsida

ADN ARN

Icosaédrica Helicoidal Compleja

Célulainfectada

Plantas

Moléculasproteícas

Creutzfeld-Jakob

Procariotas

Arqueobacterias

Ambientesextremos

Bacterias

Cápsulabacteriana

Eucariotas

Hongos Protozoos Algas

Cloroplastos

Pigmentosfotosintéticos

Levaduras Mohos

Membranaplasmática

Ribosomas

Inclusiones

Fimbrias

Flagelos

Mesosomas

Cromosomabacteriano

ADNcircular

Plásmidos Pared

bacteriana

Gram + Gram -

Autótrofos

Heterótrofos

Micelios

Parásitosobligados

Paredcelular

por su organización son

como

poseen en su estructura

son

f o r m a

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se asocian aenfermedades en

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LOS MICROORGANISMOS

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