5 Microbiología

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Microbiología
Carlos Roda1
Los microbios o microorganismos son un extenso grupo de seres vivos 
que solo pueden ser observados usando el microscopio óptico o 
electrónico. 
Se pueden encontrar formas acelulares aisladas, libres e independientes 
(bacterias, algas unicelulares, hongos unicelulares, protozoos).
Se incluye en esta definición a los virus, priones y los viroides que aunque 
son microscópicos son entidades no celulares que necesitan “parasitar” 
formas de vida más complejas para desarrollar sus ciclos vitales.
La diferencia fundamental entre estos microorganismo esta en su 
estructura:
 Bacterias son células procariotas
 Algas, hongos y protozoos son eucariotas
 Los virus son estructuras acelulares
 Priones y viroides son poco más que estructuras protéicas
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Microorganismos y Reinos
Los microorganismos, por lo tanto, se distribuyen en 
tres reinos: 
Móneras, bacterias con organización procariota, bacterias. 
Protistas, (unicelulares eucariotas ) protozoos y algas. 
Hongos, con organización eucariota. 
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Tamaño comparativo
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Bacterias
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Célula procariota
Características:
 Las bacterias se caracterizan por no tener un núcleo 
definido. No está envuelto en una membrana.
 Tienen orgánulos más sencillos que la célula eucariota.
 Son siempre unicelulares.
Estructura:
 Cápsula
 Pared bacteriana
 Membrana plasmática
 Citoplasma
 Nucleoide
 Flagelos, fimbrias y pili sexuales 
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Estructura
 Cápsula. Es una envoltura externa que rodea a la bacteria. No aparece siempre. 
Tiene funciones protectoras (es inaccesible a los fagocitos).
 Pared bacteriana. Estructura rígida, responsable de la patogenicidad bacteriana. 
Los antibióticos actúan sobre la pared. Una bacteria sin pared ya no puede 
reproducirse.
 Estructura. Está formada por cadenas de polisacáridos en paralelo, unidas por 
cadenas peptídicas transversales para originar una red de gran resistencia.
 Funciones:
 Dar forma y protección.
 Responsable de la patogenicidad. Aquí se localizan la mayoría de los antígenos 
bacterianos.
 Interviene en la división de la bacteria. Sin pared la bacteria no se reproduce.
 Composición. 
 Las gram + tienen una pared monoestratificada formada por petidoglicano u otros 
compuestos similares.
 Las gram – tienen una pared biestratificada formada por peptidoglicano y sobre él una 
capa de lípìdos.
 Membrana plasmática. Doble capa de lípidos y proteínas sin colesterol. Presenta 
unas invaginaciones, los mesosomas, con enzimas respiratorios en su interior, que 
realizan la respiración celular. 
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Fimbrias, pili sexuales y flagelos
En algunas bacterias se han descrito prolongaciones o 
apéndices en la superficie celular denominados finbrias, pili y 
flagelos.
Los flagelos son apéndices largos, delgados y de mayor 
longitud que la propia bacteria; suelen estar localizado en uno 
de los polos de la bacteria o en ambos pero nunca rodeando a 
la bacteria. Tienen una evidente función locomotora. 
Las fimbrias son filamentos 
huecos y cortos.
Los pili sexuales son más largos 
y anchos que las fimbrias, también 
son filamentos huecos; las 
bacterias intercambian genes por el 
túnel que forman los pili. 
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Estructura de un bacteria
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Morfología 
 Las bacterias presentan una gran variedad 
de formas:
 Alargadas. Se les conoce como Bacilos
 Redondeadas. Son los Cocos
 Estreptococos. División en una dirección.
 Estafilococos. División en dos direcciones.
 Sarcinas. División en tres direcciones.
 Espirales o Helicoidales. Son los Espirilos
 Forma de coma o gotas de agua. Son los 
Vibrios
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Morfología bacteriana
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Metabolismo
 Quimioheterotrofas = Quimioorganotrofas
 Bacterias de laboratorio, como Escherichia coli.
 Bacterias patógenas. Bacillus anthracis - ántrax
 Fotoheterotrofas = Fotoorganotrofas
 Rodospirillum
 Quimioautótrofas = Quimiolitotrofas
 Nitrobacter
 Fotoautótrofas = Fotolitotrofas
 Bacterias verdes y Bacterias purpureas
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Algunas bacterias
Bacterias púrpuras del azufre
Bacterias del nitrógeno
Bacterias del hierro
Clostridium
Bacterias de la lepra, 
Mycobacterium leprae
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Metabolismo bacteriano
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Reproducción
Las bacterias pueden realizar reproducción asexual y/o 
sexual. 
Las bacterias se reproducen de forma sexual, si las 
condiciones ambientales son favorables y de forma 
sexual, si las condiciones ambientales son desfavorables.
La reproducción asexual es por bipartición.
La reproducción sexual puede ser:
Transformación
Transducción
Conjugación
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Bipartición
 Inicialmente se produce 
la duplicación del 
nucleoide.
 A continuación se 
produce la separación 
y emigración a los polos 
de cada nucleoide.
 Comienzan los 
depósitos de pared 
celular en la zona 
ecuatorial de la 
bacteria.
 Separación de las dos 
células hijas.
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Transformación
La transformación es la 
adquisición de información 
genética extracelular por 
parte de una bacteria.
Inicialmente el DNA está 
en el exterior.
Después se incorpora al 
citosol.
Más tarde se incorpora al 
nucleoide bacteriano. 
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Transformación
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Transducción
 La transducción es la 
transferencia de 
genes de una 
bacteria a otra por 
medio de un virus. 
 La transducción es el 
mecanismo más 
frecuente de 
intercambio y 
recombinación 
genética en las 
bacterias.
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Transducción
 Un bacteriofago infecta a 
una bacteria.
 Ciclo lítico del bacteriofago
 Liberación del fago, algunos 
de ellos, portadores de 
cierta información genética 
de la bacteria.
 Infección de otra bacteria.
 Aparición de la bacteria 
recombinada que ha adquirido 
un fragmento de DNA de 
otra bacteria. 
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Conjugación
 La bacteria donante, F+, 
posee plásmido. La 
bacteria receptora F- no 
tiene plásmido.
 Se establece una 
comunicación entre las 
dos bacterias.
 Se duplica el plásmido 
que se incorpora a la 
bacteria F-.
 Al final las dos bacterias 
son F+.
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Cálculo del número de aumentos de un microscopio
medida aparente
número de aumentos = --------------------------
medida real
Calcula el número de aumentos de la 
imagen.
Para calcular el número de aumentos
medida aparente
número de aumentos = --------------------------
medida real
2 cm
Aumentos = --------------= 400
50 μm 
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Virus
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Virus
No son formas celulares. 
Sólo se reproducen en el interior de las células a las que 
parasitan.
Estructura
- Envoltura externa. Cubierta que protege al virus 
formada por lípidos (fosfolípidos) y/o proteínas. No 
aparece siempre.
- Cápside. Formada por unidades proteicas repetitivas, 
denominadas capsómeros. Protege al ácido nucleico. 
Puede ser:
- Poliédrica
- Helicoidal
- Ácido Nucleico. Puede ser ADN o ARN. No aparecen 
simultáneamente. 
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Estructura
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Clasificación de los virus
 Virus Helicoidales
 Con envoltura. Virus de la viruela (ADN), 
Virus de la gripe (ARN), Virus del Sida 
(ARN)
 Sin envoltura. Mosaico del tabaco (ARN)
 Virus Poliédricos
 Con envoltura. Herpes labial (ADN)
 Sin envoltura. Poliomielitis (ARN)
 Virus Complejos = Mixtos
 Bacteriofagos
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VIH
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 El VIH contiene información 
genética bajo la forma de ácido 
ribonucléico (ARN), protegido por 
una envoltura de membrana. 
 Los retrovirus insertan su 
información genética en las células 
hospedadora por acción de la 
transcriptasa inversa.
 El VIH tiene una forma 
aproximadamente esférica con un 
diámetro de 80-100 nm. 
 Está constituido por tres capas. La 
exterior es una bicapa lipídica. 
Posee 72 espículas formadas por 
las glicoproteínas gp120 y gp41 que 
actúan en elmomento de la unión 
del virus a la célula hospedadora.
Bacteriofago
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 Los bacteriófagos son virus que 
infectan exclusivamente a las 
bacterias.
 Están constituidos por una 
cubierta proteica o cápside en 
cuyo interior está contenido su 
material genético, que puede ser 
ADN, de 5000 a 500 000 pares de 
bases. 
 El tamaño de los fagos oscila entre 
20 y 200 nm aproximadamente.
 Uno de los ambientes más poblados 
por fagos y otros virus es el agua 
de mar, donde se estima que puede 
haber en torno a más de 100 
partículas virales por mililitro, 
pudiendo estar infectadas por 
fagos el 70 % de las bacterias 
marinas.
Estructura de un 
bacteriofago
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 Cápside poliédrica. En 
su interior se encuentra el 
ADN. 
 Vaina. Es una estructura 
proteica por donde pasará 
el ADN del virus desde la 
cápside a la bacteria.
 Fibras. Son unas 
estructuras que utilizará 
el virus para adherirse a 
la bacteria y poder 
introducirle el ADN.
Ciclo biológico
Los virus no tienen organización suficiente para reproducirse de 
forma independiente y necesitan una célula a la que parasitan. 
 Los virus presentan dos tipos de ciclos:
 Ciclo lítico. La reproducción del virus es inmediata.
 Ciclo lisogénico. La reproducción del virus es posterior a un 
periodo de latencia del virus.
 Fases del ciclo biológico:
 Fase de fijación
 Fase de penetración
 Fase de eclipse
 Fase de síntesis
 Fase de autoensamblaje
 Fase de liberación 
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Fases del ciclo biológico
 Fase de Fijación. El virus se fija a la 
superficie de la célula que va a 
parasitar.
 Fase de penetración. El virus introduce el 
ácido nucleico en el citosol celular.
 Fase de eclipse. El ácido nucleico del 
virus se incorpora al ácido nucleico 
celular.
 Fase de síntesis. La célula comienza la 
síntesis de las estructuras víricas de forma 
individualizada.
 Fase de autoensamblaje. Se produce la 
unión de las estructuras víricas para 
formar los virus.
 Fase de liberación. Los virus salen al 
exterior para parasitar nuevas células.
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Ciclo lisogénico
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Ciclo de un retrovirus
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Viroide
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 Pequeñas moléculas de ARN 
circular de cadena sencilla, 
catalizadoras formadas por unos 
pocos cientos de nucleótidos.
 Carecen de cápside y su tamaño 
es una milésima parte del de los 
virus más pequeños.
 Solo han sido detectados en 
plantas, en las que producen una 
gran variedad de enfermedades.
 No existe ninguna evidencia de 
que los viroides son traducidos a 
proteínas, ni se conoce cómo 
causan las enfermedades en 
animales. 
Prión
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 Un prion es una proteína 
mal plegada capaz de 
transmitir su forma mal 
plegada a otras 
variedades de la misma 
proteína.
 Produce las encefalopatías 
espongiformes
transmisibles, que son un 
grupo de enfermedades 
neurológicas 
degenerativas tales como 
la enfermedad de 
Creutzfeldt-Jakob y la 
encefalopatía 
espongiforme bovina.
 Los priones son 
considerados agentes 
infecciosos.