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BBIIOOTTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA UUNNIIDDAADD 33.. MMIICCRROOOORRGGAANNIISSMMOOSS YY EEVVOOLLUUCCIIÓÓNN.. CCIICCLLOOSS VVIITTAALLEESS.. 1 UNIDAD TEMÁTICA N° 1 MICROORGANISMOS Y EVOLUCIÓN CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS La ciencia de la clasificación, especialmente la de los seres vivos, se denomina taxonomía, según las palabras griegas ley y orden. El objetivo de la taxonomía es clasificar seres vivos, es decir, establecer las relaciones entre un grupo y otro de organismos y las diferencias que hay entre ellos. Un sistema taxonómico permite clasificar organismos que aún no han sido estudiados detalladamente. Esto significa que un organismo hasta ahora desconocido puede ser identificado y después agrupado o clasificado con otros organismos de características similares. Por ejemplo, se sabe muy poco sobre las bacterias que viven en las grandes profundidades oceánicas, pero los datos disponibles sugieren que estas bacterias están relacionadas con las arqueobacterias. La taxonomía es una herramienta básica pero necesaria para los científicos. Proporciona un lenguaje universal para comunicarse y una referencia común para la identificación. Tradicionalmente, la taxonomía bacteriana se ha basado en análisis fenotípicos, es decir, en las características observables de un individuo, los que han tenido hasta ahora un papel destacado en la identificación y clasificación, especialmente en situaciones prácticas en las que la identificación puede ser un fin en sí misma, por ejemplo, en el diagnóstico microbiológico clínico. No obstante, la taxonomía moderna, basada en técnicas genotípicas (constitución genética exacta del organismo) constituye un campo dinámico y atractivo. Las nuevas técnicas de genética y biología molecular están proporcionando nuevos alcances en la clasificación y evolución. Relaciones filogenéticas La Teoría de la Evolución de Charles Darwin (1809-1882) explica por qué aparecen semejanzas y diferencias entre los organismos a partir de la herencia de sus antepasados comunes. La distribución en categorías taxonómicas, denominadas en conjunto taxones, refleja grados de parentesco entre los organismos; es decir la jerarquía de los taxones muestra relaciones evolutivas o filogenéticas (procedentes de un antepasado común). La división taxonómica o filogenética más básica que se conoce es la que distingue entre procariotas y eucariotas. Tradicionalmente se ha considerado al Reino como la categoría taxonómica más alta. En tanto el hombre se preguntó por la diversidad del mundo vivo macroscópico, se reconocieron dos Reinos: Plantae (plantas) y Animalia (animales), clasificación realizada por originalmente por Carl von Linneo (1707-1778). Sin embargo, ciertos organismos tienen características propias de ambos reinos. Esto se hizo particularmente evidente con el uso del microscopio, lo que motivó que fueran agregándose nuevos grupos de forma gradual. A pesar del descubrimiento de que había un mundo microscópico constituido por bacterias y otros “gérmenes”, se mantuvo el esquema de dos Reinos. Así, las bacterias por poseer pared celular rígida, los hongos por no presentar movilidad, algunos organismos unicelulares por poseer cloroplastos, fueron incluidos entre las plantas. Más tarde se reconoció una diferencia básica entre todos los seres vivos, y es la posesión de membrana nuclear separando el material hereditario del resto de la célula. Las células sin un núcleo definido reciben el nombre de procariotas, y las que lo poseen, eucariotas. El Sistema de cinco Reinos Existe aún cierta controversia sobre el método de división de los organismos en reinos. En algunos sistemas se clasifican en cuatro reinos; incluyendo a hongos y algas con las plantas y a protozoos con los animales. En 1969 Robert H Whittaker propuso un sistema de cinco reinos para la clasificación biológica, en el que aparecen los procariotas como antecesores de todos los eucariotas, y es el sistema más usado hasta hoy (Figura 3.12). BBIIOOTTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA UUNNIIDDAADD 33.. MMIICCRROOOORRGGAANNIISSMMOOSS YY EEVVOOLLUUCCIIÓÓNN.. CCIICCLLOOSS VVIITTAALLEESS.. 2 Los procariotas se agrupan todos juntos en un único Reino Monera. Los otros cuatro Reinos son todos eucariotas, y su división se basó principalmente atendiendo a sus requerimientos nutricionales. Reino Procariota o reino Móneras (Monera), este grupo está compuesto por bacterias, micoplasmas y todos los organismos procariotas unicelulares, como las algas verde-azuladas. Reino Protista (Protista), grupo que está compuesto por organismos eucariotas sencillos, la mayoría unicelulares, como la mayoría de las algas y los protozoos, y sus descendientes más inmediatos, las algas pluricelulares. También incluye hongos acuáticos y hongos mucosos Reino Hongos (Fungi), está representado por organismos pluricelulares heterótrofos descomponedores, que segregan enzimas digestivas al medio y absorben las moléculas producto de la digestión; aunque algunas veces se clasifican como plantas, los hongos no realizan la fotosíntesis y son con frecuencia parásitos. Su pared celular puede estar compuesta de celulosa, pero en algunas ocasiones está constituida por quitina, una sustancia que se encuentra en el exoesqueleto de ciertos insectos y artrópodos. Este reino incluye a los hongos, a los mohos pluricelulares, levaduras unicelulares y especies macroscópicas como las setas. Reino Vegetal (Plantae), incluye organismos pluricelulares autótrofos, que elaboran sus alimentos por fotosíntesis, usando la energía solar y obteniendo así energía química a partir de moléculas inorgánicas. Las plantas son inmóviles y tienen una pared celular rígida de celulosa. Los grupos que se incluyen en este reino que comprende eucariotas pluricelulares son: briofitos, pteridofitos, gimnospermas y angiospermas (algunas algas, musgos, helechos, coníferas y plantas con flores). Reino Animal (Animalia), está constituido por organismos pluricelulares heterotrofos, que ingieren los alimentos y los digieren en cavidades especializadas. Son organismos complejos y móviles, sin pared celular, y que dependen de las plantas, o de los organismos que utilizan las plantas para obtener su alimento. Este reino incluye: esponjas, equinodermos, anélidos, moluscos, artrópodos, peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Figura 3.12. El sistema de cinco reinos. BBIIOOTTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA UUNNIIDDAADD 33.. MMIICCRROOOORRGGAANNIISSMMOOSS YY EEVVOOLLUUCCIIÓÓNN.. CCIICCLLOOSS VVIITTAALLEESS.. 3 DOMINIOS: Los biólogos han propuesto categorías taxonómicas mayores que los Reinos. Los Procariotas difieren enormemente en relación con casi todos los demás organismos, ya que carecen de núcleo y otros organelos membranosos, característicos de los eucariotas. Para hacer resaltar este contraste han propuesto que los Procariotas se clasifiquen en un dominio llamado PROCARIOTA, mientras que los demás organismos serán clasificados en un dominio llamado EUCARIOTA. Estos nombres reflejan el concepto que los procariotas evolucionaron primero y dieron origen a los eucariotas. El Sistema de tres Reinos En 1978 Carl R. Woese propuso un sistema de clasificación en tres reinos (Figura 3.13). El agrupamiento de todas las bacterias en Procariotas en el sistema de cinco reinos se había basado en observaciones microscópicas. La propuesta de Woese se basaba en las técnicas modernas de bioquímica y biología molecular que revelaban que en realidad hay dos tipos de células procariotas. Este descubrimiento partía de la observación de que los ribosomas (organelos donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas) no son los mismos en todas las células. Concretamente la comparación de secuencias de nucleótidos en el RNA ribosómico (RNAr) de diferentes tipos de células muestra que hay tres grupos claramente diferenciados, los eucariotas y dos tipos diferentes de procariotas: las eubacterias o “bacteriasverdaderas” y las arqueobacterias (de archaios, que significa antiguo) que por sus características se apartan tanto de las eubacterias, que se les asignó su propia rama separada en el árbol de la evolución. Todos los eucariotas (Protista, Fungi, Plantae y Animalia del sistema de Whittaker) debían, según Woese, agruparse en un tercer reino. Las diferencias en la estructura lipídica de las membranas, en las moléculas de RNA de transferencia y la sensibilidad a antibióticos apoyan también la clasificación de los tres tipos de células en distintos reinos. Las investigaciones futuras podrán aclarar si las eubacterias han evolucionado realmente a partir de las arqueobacterias o de un antecesor distinto. Figura 3.13. Versión simplificada y modificada del Árbol filogenético Universal establecido por Carl Woese y su discípulo Gary Olsen que muestra los tres Dominios. El termino "dominio" refiere a un nuevo taxón filogenético que incluye tres líneas primarias: Archaea, Bacteria y Eucaria. En línea descendente siguen seis Reinos (I-Moneras, II-Arqueobacterias (obviamente separadas de Moneras), III-Protistas, IV-Hongos, V-Plantas y VI-Animales. BBIIOOTTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA UUNNIIDDAADD 33.. MMIICCRROOOORRGGAANNIISSMMOOSS YY EEVVOOLLUUCCIIÓÓNN.. CCIICCLLOOSS VVIITTAALLEESS.. 4 LUCA (Last Universal Common Ancestor) es el último organismo hipotético a partir del cual descendemos todos los demás. Como tal es el antepasado común más reciente de todo el conjunto de los seres vivos. También conocido como LCA (Last Common Ancestor) o LUA (Last universal ancestro) (LUA), se estima que vivió hace alrededor de 3,5 millardos de años. NOMENCLATURA DE LOS MICROORGANISMOS “Nomina si nescis, perit et cognitio rerum”. (Si ignoras el nombre de las cosas, desaparecerá también lo que sabes de ellas). Carlos Linneo, 1745. Nomenclatura científica En un mundo habitado por millones de organismos vivos, los biólogos deben estar seguros de que saben con exactitud de qué organismos están hablando. No pueden utilizarse nombres vulgares porque a menudo se usa el mismo nombre para denominar organismos diferentes en distintas regiones. Ya que los nombres vulgares son raramente específicos y a menudo resultan equívocos, Carlos Linneo, naturalista sueco (1707-1778) desarrolló en el siglo XVIII un sistema de nombres científicos o nomenclatura científica. En este sistema a cada organismo se le asignan dos nombres, derivados generalmente del latín o griego; son el nombre genérico: género y el específico: especie. Ambos se escriben subrayados o en letra cursiva. El género es siempre un nombre y se escribe con mayúscula, mientras que la especie suele ser un adjetivo que describe alguna característica apropiada a la especie en cuestión y se escribe con minúscula. Al adjudicar dos nombres a cada organismo este sistema se denomina nomenclatura binómica o sistema binomial. Consideremos algunos ejemplos. Su propio género y especie es Homo sapiens; una bacteria indicadora de contaminación en alimentos se llama Escherichia coli y un moho que contamina el pan es denominado Rhizopus nigricans. El género y la especie se escriben en forma completa la primera vez que se utilizan (Lactobacillus cassei), pero en lo sucesivo puede abreviarse el nombre genérico (L. cassei). Las reglas de la nomenclatura bacteriana son establecidas por el Comité Internacional de Bacteriología Sistemática y se encuentran en una publicación llamada The International Code of Nomenclature of Bacteria, que indica las normas a seguir para designar organismos aislados por primera vez como nuevos géneros o especies. Este código rige la nomenclatura de todos los procariotas, tanto del dominio Bacteria como del dominio Archaea. Una vez descrito y publicado el nuevo organismo en el International Journal of Systematic Bacteriology (publicación oficial de registro para la taxonomía y clasificación de los microorganismos) se abre el camino para su inclusión en el Bergey´s Manual, uno de los principales tratados de taxonomía de los procariotas. La jerarquía taxonómica y el concepto de especie Todos los organismos pueden agruparse en una serie de subdivisiones que componen la jerarquía taxonómica. Entre los organismos eucarióticos, una especie es un grupo de organismos estrechamente relacionados que: poseen un importante número de caracteres en común (comparten un patrimonio genético); con una distribución geográfica limitada; que se cruzan entre ellos (son interfértiles) formando poblaciones; en condiciones naturales no intercambian dichos caracteres con el resto de los organismos (aislamiento reproductivo). Una especie bacteriana se define de forma algo distinta; a diferencia de la reproducción en los organismos eucarióticos, la división celular en bacterias no está directamente vinculada a la conjugación sexual, que es infrecuente y no siempre restringida a una especie. Una especie bacteriana puede ser definida de manera operativa como una colección de cepas similares que difieren lo suficiente de otros grupos de cepas para asegurar su reconocimiento como unidad taxonómica básica. Sin embargo, una especie procariótica puede definirse de manera más precisa BBIIOOTTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA UUNNIIDDAADD 33.. MMIICCRROOOORRGGAANNIISSMMOOSS YY EEVVOOLLUUCCIIÓÓNN.. CCIICCLLOOSS VVIITTAALLEESS.. 5 a partir de las secuencias de rRNA. Aunque en microbiología no está todavía universalmente aceptado, se ha propuesto (apoyándose en un considerable trabajo experimental) que dos procariotas cuyo rRNA 16 S tenga un 97% o más de secuencias idénticas es muy probable que pertenezcan a la misma especie. Normalmente se define una especie a partir de las características de varias cepas o clones. El uso de la palabra clon en este sentido puede tomarse como indicador de una población de células genéticamente idénticas derivadas de una sola célula. El concepto de especie es importante porque proporciona una identidad taxonómica formal a las colecciones de cepas. Los grupos de especies se reúnen en Géneros. Por analogía de especies, un género puede definirse como una colección de especies distintas que comparten las propiedades principales que definen dicho género, pero difieren entre sí por la presencia o ausencia de otros caracteres normalmente menos significativos. Dos procariotas de géneros distintos mostrarán una mayor variación en la secuencia del rRNA 16 S que otros dos que pertenezcan a un mismo género. Aunque los géneros se agrupan en Familias, las familias en Órdenes, los órdenes en Divisiones, etc., hasta alcanzar el nivel taxonómico más alto que es el dominio, la familia es el taxón superior que se emplea de manera rutinaria en estudios taxonómicos de procariotas. Un Género comprende diferentes especies que difieren una de la otra pero que están relacionadas de alguna manera por su origen. Una Familia comprende varios géneros relacionados. Un grupo de familias similares constituyen un Orden. Varios órdenes semejantes forman una Clase. Una División comprende clases relacionadas (en zoología se utiliza el término Phylum). Todos los phyla o divisiones relacionados entre sí forman un REINO. Para poder identificar un organismo desconocido, es esencial que dicho organismo satisfaga todos los criterios taxonómicos de los rangos que están por encima de la designación de especie. Al ascender en las categorías desde la especie al reino, las semejanzas van siendo menores (Figura 3.14). Figura 3.14. Las categorías taxonómicas: taxones (taxa). *Phyllum: término usado por los zoólogos. Imagen tomada de: http://www.euita.upv.es/varios/biologia/images/Figuras_tema18/tema18_figura7.jpg. Febrero 2008. Por lo tanto un organismo concreto (o una especie) posee un nombre genérico y una especie y pertenece a una Familia, a un Orden, a una Clase, a un Phylum o División y a un REINO, que a su vez se engloban en un DOMINIO.BBIIOOTTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA UUNNIIDDAADD 33.. MMIICCRROOOORRGGAANNIISSMMOOSS YY EEVVOOLLUUCCIIÓÓNN.. CCIICCLLOOSS VVIITTAALLEESS.. 6 El agrupamiento de organismos atendiendo a características comunes implica que un grupo de organismos ha evolucionado a partir de un ancestro común. Cada especie retiene algunas de las características del antepasado. A continuación se presentan algunos ejemplos de clasificación de organismos vivos: DOMINIO Eukariota Procariota REINO ANIMALIA PLANTAE Embryobionta FUNGI BACTERIA División o Phylum Chordata Subphylum: Vertebrata Magnoliophyta Ascomycota Fimicutes Clase Mamalia Magnoliopsida Subclase: Rosidae Sordariomycetes Clostridia Orden Carnivora Superorden: Rosanae Orden: Rosales Hypocreales Clostridiales Familia Canidae Rosaceae Rosoideae Nectriaceae Clostridiaceae Género Canis Rosa Fusarium Clostridium Especie C. lupus familiaris R. multiflora F. verticillioides C. botulinum BIBLIOGRAFÍA 1. Brock, T.D.; Madigan, M.T. "Microbiología". 6º ed. Prentice Hall. Hispanoamericana S.A. México. 1992. 2. Enciclopedia Microsoft® Encarta® 2000. © 1993-1999 Microsoft Corporation. El origen de la vida. Ciclo de nitrógeno y otros. 3. Introducción a la Biología Molecular: Clasificación tradicional de los cinco reinos http://mural.uv.es/semarguz/biodef/content.htm 4. Madigan, M.; Martinko, J.; Parker, J. "Brock. Biología de los microorganismos". 8ª ed. Prentice Hall. España, 1999. 5. González, A. M.; Raizman, J. Textos de Biología. Actualizado. En: http://www.fai.unne.edu.ar/biología.htm. Martes, 01 de Julio de 2003. 6. Tortora, G.J.; Funke, B.; Case, C. "Introducción a la Microbiología". 1ª ed. Acribia, Zaragoza, España. 1993. 7. Villée, C.; Solomon, E.; Martin, Ch.; Martin, D.; Berg, L.; Davis, P. “Biología”. Segunda Edición. Ed. Interamericana McGraw – Hill. México. 1992. 8. Wikipedia. La Enciclopedia Libre. En: http://es.wikipedia.org/wiki/bacilo. Marzo 2007. 9. García Breijo, F. Biología y Botánica. Universidad Politécnica de Madrid. Tema 18. Diversidad. Clasificación y nomenclatura de los seres vivos. En: http://www.euita.upv.es/varios/biologia/Temas/tema_18.htm#Diversidad. Marzo 2008. https://es.wikipedia.org/wiki/Ascomycota https://es.wikipedia.org/wiki/Sordariomycetes https://es.wikipedia.org/wiki/Hypocreales https://es.wikipedia.org/wiki/Hypocreales https://es.wikipedia.org/wiki/Nectriaceae BBIIOOTTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA UUNNIIDDAADD 33.. MMIICCRROOOORRGGAANNIISSMMOOSS YY EEVVOOLLUUCCIIÓÓNN.. CCIICCLLOOSS VVIITTAALLEESS.. 7 Microorganismos Carl A Batt, Cornell University, Ithaca, NY, USA, 2016. Mientras que nosotros los seres humanos nos consideramos a nosotros mismos estar en la cima de la pirámide de organismos vivos en la Tierra, somos enormemente superados en número por los microorganismos que compartimos el planeta, sino del universo. Incluso dentro de nuestros propios cuerpos, los microorganismos superan en número a nuestras propias células en varios órdenes de magnitud. No son sólo los pasajeros dando un paseo cuando vamos a trabajar o sentarnos a comer una comida. Los microorganismos están íntimamente involucrados en todos los aspectos, desde la digestión hasta el sentimiento que tenemos cuando hemos comido algo delicioso (o malo) al olor que producimos. El descubrimiento de microorganismos fue un evento bifurcado, con observaciones de que había agentes invisibles que afectaban los alimentos y nuestra salud. Estas primeras observaciones fueron realizadas por Antonie van Leeuwenhoek cuyas lentes hechas a mano revelarían los microorganismos encontrados en ambientes comunes (Van Leeuwenhoek, 1800). 1 Microorganismos es un término amplio utilizado para abarcar bacterias, levaduras, hongos, y en algunas definiciones virus. La clasificación es amplia e incluye tanto microorganismos que son capaces de replicación fuera de cualquier huésped y aquellos que requieren un huésped para sobrevivir. Tienen un tamaño de menos de 100 nm a casi un milímetro, este último ejemplificado por Thiomargarita namibiensis que es aproximadamente 750 m de longitud (Schulz y Jørgensen, 2001). La clasificación posterior de los microorganismos puede arraigarse en una serie de marcos diferentes, pero con el advenimiento de la secuenciación del ADN, un marco común ha evolucionado para permitir que las relaciones se construyan a través de todos estos diferentes microorganismos. Ese marco basado en rRNA ha dado lugar al "árbol de la vida" una representación popular de todos los organismos vivos (a excepción de los virus) (Figura 1]. Dentro de este marco, la relación entre el hombre y los microorganismos que habitan la Tierra y nuestros cuerpos puede ser examinada (http://tolweb.org). Figura 1: arbol filogenético de la vida Los microorganismos implicados en la producción, la seguridad y otros aspectos de los alimentos se encuentran predominantemente entre las "bacterias" y también los "eucariotas". Para referencia, somos una rama de los "animales". Entre las bacterias, la clasificación clásica comienza con la tinción de Gram, resultando en Gram positivos y Gram negativos. Los Gram positivos son un grupo distinto en el árbol mientras que los Gram negativos se encuentran predominantemente en las proteobacterias. La clasificación adicional en la taxonomía más típica del género y de las especies se realiza típicamente usando una serie de pruebas bioquímicas pero las secuencias del rRNA 16S han demostrado ser un corolario muy bueno (pero no perfecto) a la taxonomía más tradicional (Gutell et al., 1994). Dentro de la eucaria, se pueden encontrar una serie de microorganismos importantes para los alimentos, y estos incluyen las levaduras y los hongos que se encuentran en la rama de hongos. Aunque quizá no sea un microorganismo, pero ciertamente importante como parásito transmitido por los alimentos, Trichomonas es un miembro de las "tricomonas". 1 Antoni van Leeuwenhoek (24 de octubre de1632, Países Bajos-26 de agosto de 1723), conocido como "padre de la microbiología", fue un comerciante neerlandés que, además, sobresalió por ser el primero en realizar observaciones y descubrimientos con microscopios cuya fabricación él mismo perfeccionó. La historia de la biología lo considera precursor de la biología experimental, de la biología celular y de la microbiología. http://tolweb.org/ https://es.wikipedia.org/wiki/24_de_octubre https://es.wikipedia.org/wiki/1632 https://es.wikipedia.org/wiki/Pa%C3%ADses_Bajos https://es.wikipedia.org/wiki/26_de_agosto https://es.wikipedia.org/wiki/1723 https://es.wikipedia.org/wiki/Microbiolog%C3%ADa https://es.wikipedia.org/wiki/Neerland%C3%A9s https://es.wikipedia.org/wiki/Microscopio https://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_biolog%C3%ADa https://es.wikipedia.org/wiki/Biolog%C3%ADa https://es.wikipedia.org/wiki/Biolog%C3%ADa_celular https://es.wikipedia.org/wiki/Microbiolog%C3%ADa BBIIOOTTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA UUNNIIDDAADD 33.. MMIICCRROOOORRGGAANNIISSMMOOSS YY EEVVOOLLUUCCIIÓÓNN.. CCIICCLLOOSS VVIITTAALLEESS.. 8 Las arqueas no suelen ser importantes para los alimentos, pero esta rama incluye organismos que han revolucionado la microbiología alimentaria. Una técnica clave en la detección de microorganismos, la reacción en cadena de la polimerasa, debe el éxito a una archaea, Thermus aquaticus, que fue la fuente de una ADN polimerasa termoestable (Erlich, 1989). Taq polimerasa hizo una técnica curiosa pero poco práctica de amplificar secuencias específicas de ácido nucleico en un método universal para la detección de prácticamente cualquier organismo que contenía un ácido nucleico. Los microorganismos que causan enfermedades transmitidas por los alimentos son variados y abarcan tanto las ramas de las "bacterias" como las "eucariotas". Pueden sermás divididos en organismos que causan intoxicación en comparación con aquellos que causan la infección. Los organismos tóxicos se encuentran típicamente entre los organismos Gram positivos, mientras que los organismos infecciosos pueden encontrarse en las ramas 'bacterias' y 'eukarya'. Esto no es Una división perfecta (infección vs intoxicación) y algunos organismos pueden hacer ambos dependiendo de la ruta de introducción. Por Ejemplo, Clostridium botulinum, que es más famoso por las consecuencias mortales de su ingestión junto con su toxina, también puede ser introducido y causar infección a través de una herida (Davis et al., 1951). No obstante, no puede infectarse a través del sistema gastrointestinal en comparación con un organismo tal como Listeria monocytogenes. Listeria monocytogenes tiene la notable capacidad de transitar del sistema gastrointestinal y eventualmente migrar al cerebro donde puede causar encefalitis. Además de las enfermedades transmitidas por los alimentos, los microorganismos son responsables del deterioro de los productos alimenticios. El deterioro es una función de la contaminación inicial del producto alimenticio acoplada a un conjunto de condiciones intrínsecas y extrínsecas que permiten la proliferación de la flora de deterioro. Se calcula que aproximadamente 1/3 de todos los alimentos destinados al consumo humano se pierden por descomposición y otras formas de desechos. El control del deterioro no es simple ya que depende de la infraestructura del sistema que transporta y almacena los alimentos a lo largo de la cadena de suministro al consumidor. También es una cuestión de economía, un contribuyente neto al costo final de los alimentos, como prevenir el deterioro de los alimentos para que resulte en más alimentos disponibles para el consumo. En los países desarrollados ricos, hay una base económica para las bayas volantes producidas en una parte del mundo a otra. Los microorganismos que causan el deterioro de los alimentos varían dependiendo del tipo de alimento y de las condiciones de almacenamiento (Gram et al., 2002). Las bacterias Gram-negativas incluyendo Pseudomonas causan el deterioro de los alimentos con actividad relativamente alta del agua. Por el contrario, los mohos serán la flora de deterioro dominante en los alimentos con una actividad relativamente baja del agua. Por último, los cambios organolépticos que se asocian con el deterioro de los alimentos son el resultado de la acción microbiana no muy diferente de los que se producen durante la fermentación. La textura se ve afectada como resultado del deterioro, y los aromas y los olores extraños se generan por la conversión de sustratos en productos metabólicos finales. Finalmente, el descubrimiento de que los microorganismos podrían afectar positivamente la calidad organoléptica y la vida útil de los alimentos, proceso que incluye numerosos cambios químicos y físicos, fue accidental. En general, el proceso de fermentación implica la descomposición de macromoléculas complejas y la conversión del sustrato resultante en otros productos metabólicos finales. En la mayoría de los casos, esto implica específicamente el desglose de un carbohidrato complejo y la producción de un ácido o alcohol como producto final. El desarrollo de un proceso particular de fermentación acidogénica o alcohólica puede ser más una función del interés y de la explotación de estos tipos de fermentación que de una fuerza motriz termodinámica fundamental. Los microorganismos fermentativos llevan a cabo este proceso para alterar su entorno reduciendo el sustrato disponible, así como para generar una concentración de metabolito que desaliente el crecimiento de competidores. Las fermentaciones también pueden ser una combinación de procesos enzimáticos y microbianos, con los primeros aportados por los ingredientes crudos, y los últimos por la microflora endógena. Las adaptaciones modernas de estas fermentaciones naturales han dominado estos eventos previamente aleatorios para asegurar la uniformidad y la previsibilidad de los procesos. Referencias: Davis, J.B., Mattman, L.H., Wiley, M., 1951. Clostridium botulinum in a fatal wound infection. J. Am. Med. Assoc. 146 (7), 646–648. Erlich, H.A., 1989. Polymerase chain reaction. J. Clin. Immunol. 9 (6), 437–447. Gram, L., Ravn, L., Rasch, M., Bruhn, J.B., Christensen, A.B., Givskov, M., 2002. Food spoilagedinteractions between food spoilage bacteria. Int. J. Food Microbiol. 78 (1), 79–97. Gutell, R.R., Larsen, N., Woese, C.R., 1994. Lessons from an evolving rRNA: 16S and 23S rRNA structures from a comparative perspective. Microbiol. Rev. 58 (1), 10–26. van Leeuwenhoek, A., 1800. The Select Works of Anthony van Leeuwenhoek: Containing His Microscopical Discoveries in Many of the Works of Nature. Translator, vol. 1. Schulz, H.N., Jørgensen, B.B., 2001. Big bacteria. Annu. Rev. Microbiol. 55 (1), 105–137
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