Introdução à Microbiologia

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Índice
1. Fundamentos y Generalidades de la Microbiologia
La microbiología es el estudio de los microorganismos, un grupo grande y diverso de organismos microscópicos que vive en forma de células aisladas y en grupos de ellas. Estos microorganismos comprenden bacterias, parásitos, hongos y virus, todos con diversos componentes, tamaños (Figura 1.1), formas, condiciones de supervivencia, etc.
Figura 1.1 : Se puede observar los diferentes tamaños de cada microorganismo, y por qué tipo de microscopía se puede visualizar
VIRUS
Los virus carecen de muchos de los atributos de las células, como por ejemplo la capacidad de multiplicarse, ya que sólo cuando infectan a una célula adquieren la capacidad de reproducción, utilizando la maquinaria de la célula huésped. 
Se sabe que los virus son microorganismos que pueden infectar cualquier célula, incluyendo las bacterianas. Actualmente se conoce que los virus llamados virófagos infectan a otros virus. Se comportan como parásitos obligados al ser estrictamente intracelulares e infecciosos, siendo los agentes más pequeños que generan infecciones.
Figura 1.2 : Tamaños de los diferentes tipos de virus
Pueden contener sólo un tipo de material genético, ya sea ADN o ARN.
	Propiedad
	Bacteria
	Micoplasma
	Virus
	Tamaño >300 nm
	+
	+/-
	-
	Fisión binaria
	+
	+
	-
	Crecimiento en medios de cultivo
	+
	+/-
	-
	Energía por metabolismo
	+
	+
	-
	Genoma infectivo
	-
	-
	+
Existe variación genética viral debido a errores durante la replicación en la célula huésped, lo que genera cierta proporción de la progenie defectuosa o mutante con ventajas o desventajas adaptativas.
· Mutaciones por errores de las polimerasas por cambio, perdida o inserción de nucleótidos (Por ejemplo, con el virus de hepatitis C, rotavirus, VIH)
· Recombinación génica: Sucede cuando dos virus han infectado la misma célula al mismo tiempo, dándose una rotura y unión covalente o intercambio de fragmentos de ácido nucleico de genes de uno o dos virus (virus de ADN), fenómeno que puede ocurrir sólo entre virus muy relacionados
· Reordenamiento genómico: Cuando dos partículas infectan simultáneamente una célula y del ensamblaje resultan partículas con mezclas de segmentos. Esto ocurre, por ejemplo, en pandemias como la influenza o rotavirus.
Estructura viral
Constituidos por macromoléculas que les confieren sus propiedades biológicas y físico- químicas tales como resistencia a la desecación, tiempo de permanencia en superficies, etc.
Los componentes virales son los siguientes:
· Ácidos nucleicos (ADN o ARN)
· Proteínas
· Lípidos
· Hidratos de carbono
El componente fundamental de los virus es el acido nucleico ADN o ARN, y rodeando a este se encuentra una cápsula proteica: capsómero, la unión del genoma viral, y su cápsula se llama nucleocápside, la cual tiene una simetría icosaédrica (a pesar de que al microscopio se vean redondos). Otros tienen simetría helicoidal, y se observa el genoma envuelto o enrrollado. Otros virus tienen simetría compleja que no es ni icosaédrica ni helicoidal.
Algunos virus poseen envoltura, la cual es una membrana de la célula infectada que el virus se “roba” antes de salir. Los puntos alrededor son glucoproteínas o espículas de origen viral (SPIKES), las cuales el virus sintetiza antes de salir al exterior, se fijan por donde va a salir el virus y posteriormente sirven para adherirse a la otra célula que va a infectar.
Figura 1.3: Clasificación de los virus por el ácido nucleico que poseen
El genoma se presenta como una sola molécula (Figura 1,3), por ejemplo, el ADN o ARN monocatenarios que pueden ser lineal o circular; ADN o ARN bicatenarios que pueden ser lineales o circulares; ARN segmentado. Los ADN bicatenarios son los más abundantes.
Los virus carecen de ribosomas, por ello son incapaces de sintetizar sus propias proteínas. Tampoco poseen mitocondrias para realizar la respiración y la producción de ATP. En resumen, no pueden metabolizarse por su cuenta, por lo que ésta es la característica que los vuelve parásitos intracelulares.
Algunas definiciones…
Virión: Partículas virales completas que son capaces de infectar una célula.
Viroides: Solo tienen una molécula de ARN
Priones: Compuestos por una molécula de proteína.
Virus satélite: No son autosuficientes para replicarse en la célula huésped.
Replicación de los virus
Cuando hablamos de virus que infectan células eucariotas hay distintos mecanismos por los cuales los virus pueden entrar en la célula, replicarse y salir. 
Etapas:
1) Adsorción: Proceso en el cual el virus reconoce a la célula a infectar y se une a ella. Dentro de este proceso se genera una unión electroestática reversible, y luego una unión irreversible en la que el virus se une a receptores específicos (glucoproteínas) de la célula, estimulando a la siguiente fase que es de Penetración. Generalmente los virus son muy específicos e infectan solo a un determinado grupo de células como, por ejemplo, el virus VIH sólo infecta linfocitos CD4.
2) Penetración: En este proceso encontramos diferencias entre virus con y sin envuelta.
· Virus sin envuelta: Ingresan estimulando una endocitosis (Figura 1,4) , es decir, la célula genera una endosoma para que el virus ingrese a la célula. También pueden pasar directamente por la membrana celular (virus de muy pequeño tamaño) o ingresar sólo su material genético “a modo de jeringa”.
Figura 1.4: Endocitosis de virus desnudo
· Virus con envuelta: Puede ingresar por fusión de membrana viral con la membrana plasmática de la célula a infectar (Figura 1,5), donde posteriormente ingresará solo la cápside. Otro mecanismo es que el virus entre por endocitosis, al igual que los virus desnudos. 
Figura 1.5: Fusión viral en virus con envoltura
3) Degradación de la cápside: Por enzimas hidrolíticas que la degradan para poder liberar el material genético.
4) Síntesis de macromoléculas y replicación: El virus sintetiza proteínas para la cápside y más material genético para formar más partículas víricas. Esto ocurre en el núcleo (virus de ADN) o en el citoplasma (virus de ARN, donde los virus utilizan sus propias enzimas). Al mismo tiempo ocurrirá la síntesis de proteínas, por lo que se lleva a cabo transcripción y traducción tanto en el núcleo como en el citoplasma.
5) Ensamblaje: En este punto, las proteínas de la cápside se van a montar, uniéndose al material genético y conformando la progenie.
6) Maduración: Solo lo requieren algunos virus
7) Liberación: Las nuevas partículas víricas salen de la célula para infectar a un nuevo hospedador u otras células adyacentes. Aquí también se distinguen entre virus desnudos y virus con envuelta:
· Virus sin envuelta: Salen por lisis celular, rompiendo la membrana y la célula huésped muere.
· Virus con envuelta: Salen por exocitosis, permitiéndole generar su envoltura. En este caso no muere la célula como tal, pero los virus generan el suficiente daño como para que en un futuro puedan morir.
Figura 1.6: Replicación viral del Coronavirus.
 
Figura 1.7: Ciclo lítico y lisogénico de los virus.
HONGOS
Los hongos presentan células pertenecientes a las eucariotas, es decir, estas poseen núcleo verdadero y una serie de organelos membranosos en el interior.
Podemos dividirlos, a groso modo, según su morfología:
· Hongos unicelulares → se reproducen por el proceso de gemación, su cuerpo está formado por células individuales que van gemando a partir de una célula madre (hongos levaduriformes)
· Hongos multicelulares → Formado por red de filamentos que van presentando tabiques (estructuras similares a paredes) regularmente que van delimitando segmentos (hongos filamentosos)
En resumen, los hongos filamentosos están formados por estos filamentos denominados hifas, y el conjunto de hifas se denomina micelio.
Pese a que existan estos tabiques (septos) entre las hifas, estas no están completamente cerradas, ya que los septos de los hongos poseen característicamente unos poros por los que transitan organelos, citoplasma y todos sus componentes.Es decir, cada compartimiento puede compartir sus componentes con el otro. 
Hongos dimorfos
La clasificación de los hongos en levaduriformes y filamentosos no es 100% exacta, ya que existen situaciones en que las células levaduriformes pueden presentar estructuras como hifas o pseudohifas, fenómeno denominado “Transición fenotípica”, característico de Candida albicans, un habitante común de la microbiota mucosa, intestinal y genital. Cuando este hongo está colonizando el cuerpo humano se encuentra en la morfología levaduriforme, pero si cualquier factor de la microbiota de su alrededor se ve afectada y Candida ve que no tiene tanta “competencia” puede aprovechar esta oportunidad para producir una infección, por lo que en estos casos puede comenzar a producir estructuras filamentosas. Estas estructuras filamentosas son un factor de virulencia muy importante en Candida albicans, ya que activamente la ayudan a penetrar las mucosas o los tejidos facilitando así la infección y diseminación.
Figura 1.8: Pseudohifas de Cándida albicans.
Estructura de los hongos
Los hongos, a diferencia de los humanos, en vez de colesterol tienen el ergosterol, que es un blanco muy importante para el desarrollo de antifúngicos. Ellos tienen también una pared celular muy resistente compuesta por quitina, un polisacárido muy resistente que también se encuentra en el caparazón de los artrópodos. Además de la quitina, presenta unas moléculas lineales llamadas betaglucano, un polisacárido de tipo fibrilar, que también le otorga mucha firmeza a la pared. Las manoproteínas también son un importante inmunógeno que también puede ser un blanco para antifúngicos.
Figura 1.9: Estructura de la membrana celular de los hongos
BACTERIAS