MICROBIOLOGÍA

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Tema 8 MICROBIOLOGÍA 
1. Concepto de microorganismo. 
2. Criterios de clasificación de los microorganismos.Grupos principales. 
3. Formas acelulares: virus. 
3.1 Composición y estructura. 
3.2 Ciclos de vida de los virus: lítico y lisogénico. 
4. Bacterias (procariotas) 
4.1 Características estructurales. 
4.2 Características funcionales: 
4.2.1 Reproducción 
4.2.2 Tipos de nutrición. 
5. Microorganismos eucarióticos. 
5.1 Principales características de algas, hongos y protozoos. 
6. Relaciones entre los microorganismos y la especie humana. 
6.1. Beneficiosas. 
6.2 Perjudiciales.
7. Importancia de los microorganismos en investigación e industria 
8. Biotecnología: concepto y aplicaciones. 
1. Microorganismos 
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) pero también se pueden encontrar en forma de
colonias celulares. 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 procarióticas 
- Algas, hongos y protozoos son eucariotas 
- Los virus son estructuras acelulares 
- Priones y viroides son poco más que estructuras protéicas o ácidos nucleicos.
Características generales de los microorganismos: 
- El citoplasma presenta un volumen muy pequeño y la superficie de contacto con el medio es muy grande, para
poder hacer intercambios con el medio extracelular ya que al disminuir el tamaño aumenta la relación
superficie/volumen. 
- No hay una compartimentación celular que permita separar sus componentes enzimáticos, así que la pérdida de
eficacia por dilución esta disminuida y su metabolismo es muy rápido y eficaz. 
- Debido a esta rapidez metabólica y a su elevada tasa de crecimiento las bacterias y los microorganismos en
general inundan las superficies con sus desechos metabólicos, alterando rápidamente los parámetros
medioambientales. Precisamente estos desechos provocan una disminución progresiva de sus poblaciones
conforme pasa el tiempo. 
2. Criterios de clasificación de los microorganismos: 
Usando las secuencias de ARNr de las formas celulares se ha descrito un árbol filogenético que se divide en tres
grandes ramas surgidas a partir de un antecesor común (LAST UNIVERSAL ANTECESOR) LUCA 
El modelo actual siguiendo las pautas de la teoría Endosimbiótica y análisis de los ARNr. “LUCA” (Last Universal
Antecesor), sería el resultado de un intercambio horizontal de genes y representa la comunidad ancestral desde
donde surgieron los demás grupos de organismos. Las arqueobacterias y bacterias son tan distintas entre si como
las que tienen ambos grupos respecto a las eucariotas. 
En la práctica clasificaremos a los microorganismos en tres reinos tradicionales: Moneras (bacterias) con
organización típicamente procariota, Protoctistas (protozoos, algas y hongos mucosos) y Hongos. Los dos últimos
con organización eucariota. Se incluyen también los virus, priones y viroides dentro de los microorganismos como
formas acelulares. 
3. Virus. 
El término “virus” del latín “veneno” designaba a cualquier sustancia que causara daños en el organismo humano.
Todos los virus son formas acelulares microscópicas y están constituidos por un fragmento de ácido nucleico
rodeado por una cubierta proteica. Aunque son formas muy sencillas, cada virus posee su propia información
genética en forma de ADN o ARN, nunca los dos tipos juntos. 
Algunos autores no lo consideran formas vivas ya que necesitan obligatoriamente una célula hospedadora para
poder completar su ciclo vital. Desde esta perspectiva, los virus son siempre parásitos obligados, alternando una
fase extracelular inerte y una fase intracelular activa. Precisamente, dependiendo de la célula que parasite se podría
clasificar a los virus en: parásitos de bacterias (bacteriófagos), parásitos de plantas y parásitos de animales.
Características típicas de los virus son su pequeño tamaño (0.02 a 0.3de diámetro) y su simplicidad estructural. 
3.1. 
La partícula vírica o virión (que es como se le llama cuando está libre en el medio) está constituida por un
fragmento de ácido nucleico encerrado en una cubierta proteica denominada cápsida. Algunos están recubiertos
por una envoltura membranosa lipídica que procede de la última célula hospedadora que parasitó (virus con
envuelta). Otros sin embargo no poseen esta cubierta, (virus desnudos). 
 
Virus desnudo Virus con envuelta 
El ácido nucleico de un virus puede ser ADN o ARN, mono o bicatenario, (alguna vez se ha descrito un ARN
bicatenario). Este genoma puede observarse en forma circular o fragmentada (caso de la gripe). 
La cápsida esta compuesta por subunidades denominadas capsómeros (subunidades estructurales compuestas a su
vez por varias unidades proteicas denominadas protómeros). Las proteínas de la cápsula se organizan alrededor del
ácido nucleico de tal manera que la nucleocápsida presenta una determinada estructura que caracteriza la
morfología y simetría del virión. Así pues podemos clasificar a los virus dependiendo de esa simetría en: 
- VIRUS CON SIMETRÍA HELICOIDAL: Son alargados, constituidos por un solo tipo de proteína que se dispone
helicoidalmente alrededor del ácido nucleico, como en el caso de VMT (virus del mosaico del tabaco). 
- VIRUS CON SIMETRÍA ICOSAÉDRICA: Presenta la estructura de un icosaedro (20 caras triangulares) y cada
capsómero está a su vez formado por 5 0 6 unidades proteicas (virus hepatitis A o el de la poliomielitis). 
- VIRUS COMPLEJOS: Están constituidos por varias partes ensambladas. Cada parte a su vez puede tener distintas
simetrías.(Bacteriófago, cabeza icosaédrica y tallo helicoidal)
 
3.2. 
Mientras el virus es extracelular no es capaz de reproducirse, por lo tanto es necesario que el virión penetre en una
célula hospedadora para que comience su ciclo reproductivo y que aparezcan nuevos virus. Este es el denominado
ciclo LÍTICO. Sin embargo existen virus que al penetrar en las células hospedadoras, permanecen en ellas sin que
aparezcan nuevas partículas víricas, estos virus siguen un ciclo LISOGÉNICO. 
CICLO LÍTICO: 
Todos los virus que siguen este tipo de ciclo presentan en su ciclo vital una serie de etapas comunes: 
1- Entrada de los virus en las células hospedadoras: 
Mediante receptores específicos presentes en la membrana de la célula parasitada y la cápsida o envuelta viral se
produce el fenómeno de la adsorción. Algunos virus parásitos de metafitas no usan este método ya que penetran
siempre por heridas o gracias a la actividad de insectos perforadores. En la fase de penetración, los bacteriófagos y
ciertos tipos de virus animales se inyecta el ácido nucleico viral hacia el interior de la célula hospedadora. En otros
tipos de virus se hace mediante endocitosis. Los virus con envuelta pueden pasar por fusión de su envuelta con la
membrana de la célula hospedadora. 
Posteriormente, los virus que han entrado completos en las células hospedadoras, el ácido nucleico se libera
mediante la rotura de la cápsida (descapsidación). 
2- Replicación y síntesis de los componentes vírales: 
Una vez liberado el ácido nucleico en el citoplasma de la célula hospedadora, se produce la replicación de los
componentes vírales. La maquinaria metabólica de la célula huésped se pone a disposición de los genes virales para
la síntesis de las estructuras virales. 
- Se sintetizan proteínas del virus de replicación, proteínas estructurales de la cápsula y proteínas que intervienen
enlos procesos de maduración y liberación de nuevos viriones. Estos procesos se hacen en el citoplasma de la célula
hospedadora. 
- Se replica el ácido nucleico viral en el citoplasma de la célula hospedadora (bacteriófagos, virus animales, virus
vegetales con ARN excepto los retrovirus como el virus del sida. También puede replicarse el ARN viral en el núcleo
de la célula hospedadora (virus con ADN tanto animales como vegetales). 
Los retrovirus, como el VIH, causante del síndrome de la inmunodeficiencia adquirida (SIDA), poseen dos copias de
ARN monocatenario, que se replican de una forma inusual gracias a la retrotranscriptasa o transcriptasa inversa
que dirige la síntesis del ADN a partir del ARN viral. 
3- Maduración: 
Una vez sintetizados los componentes de los nuevos viriones, las cápsidas se ensamblan con el ácido nucleico. Los
virus como el de la gripe tienen el genoma fragmentado; si distintos fragmentos se combinan y se encapsidan dan
lugar a infecciones muy difíciles de combatir. Esto presupone una dificultad añadida para poder encontrar una
vacuna definitiva. 
4- Liberación: 
Cuando concluye el ciclo de multiplicación los nuevos viriones salen de la célula, provocando la lisis celular o por
gemación. Mientras se van liberando los virus con envoltura adquieren su membrana a partir de la membrana
celular del hospedador gracias a la actividad de proteínas sintetizadas por el virus. 
CICLO LISOGÉNICO: 
Lo hacen los virus que infectan a las bacterias que son virus complejos denominados fagos que no tienen envuelta.
Su material genético puede ser ARN o ADN. En este ciclo se pueden observar las típicas fases de adsorción,
penetración, ensamblaje y liberación mediante lisis de células hospedadoras o por gemación. 
Los virus denominados atemperados como el fagoque infecta a Escherichia coli, pueden incorporar su genoma al
genoma bacteriano (estado de profago). A partir de este momento el genoma viral se duplicará junto a la bacteria
de una forma indefinida. En un momento determinado y gracias a agentes inductores (físicos y químicos que dañan
el ADN) provocan la liberación del ácido nucleico del virus que determinará la aparición de un nuevo ciclo lítico. 
Ciclo lisogénico de fago
Ciclo lisogénico del virus del SIDA (VIH)
4. Bacterias 
El dominio bacteria, (eubacterias o bacterias verdaderas), agrupa a un conjunto muy variado de microorganismos
unicelulares procariotas cuyo tamaño oscila entre 0,3 y 10 . Están adaptados a vivir en cualquier tipo de ambiente
terrestre o acuático ya que utilizan todas las formas de nutrición conocidas: autótrofas (fotosintética y
quimiosintética) además de heterótrofas (saprófitas, simbióticas o parásitas). 
El papel ecológico de las bacterias resulta esencial en el mantenimiento de los ciclos biogeoquímicos y en el
reciclaje de la materia. 
4.1 Características estructurales. 
Las bacterias son organismos unicelulares aunque dependiendo del medio donde estén creciendo pueden unirse
unas a otras formando colonias y películas inmersas en una especie de baba pegajosa que las fija al sustrato y las
protege de agresiones externas (placa dental por ejemplo). Os tipos más frecuentes son los siguientes: Cocos;
bacilos; espirilos; vibrios; espiroquetas; bacterias con apéndices; bacterias filamentosas. 
La taxonomía convencional de las bacterias está reunida en un manual de uso muy extendido por todo el mundo
biosanitario: El Manual de bacteriología sistemática Bergey que en sus últimas ediciones incluye aportaciones
moleculares de varios grupos: 
 -Bacterias G- de importancia médica y comercial. 
- Bacterias G+ de importancia médica y comercial. 
- Bacterias G- restantes y Archaea. 
- Actinomycetes filamentosos y bacterias relacionadas. 
Hoy día se está revisando este tipo de clasificación y se tiende a usar los parámetros evolutivos moleculares y
genéticos. 
ULTRAESTRUCTURA DE UNA BACTERIA 
Basándose en los estudias realizados por microscopía electrónica, técnicas de marcaje con isótopos, centrifugación
etc. se han observado las siguientes estructuras: pared bacteriana, membrana celular, citoplasma, cápsula
bacteriana, pili sexuales , flagelos, mesosomas, región del nucleoide. 
PARED BATERIANA 
La pared bateriana es la envoltura que le da consistencia a la célula, protegiéndola de posibles roturas osmóticas. Su
componente esencial son los peptidoglicanos o mureina que rodea a la bacteria. Dependiendo de si la bacteria es
Gram + o Gram- tienen elementos diferentes. 
- Pared de las Gram NEGATIVAS 
El peptidoglicano constituye tan solo el 10% de la pared. Forma una red que se dispone en una sola capa delgada,
comprendida entre dos membranas, una interna y otra externa, a la que se une covalentemente mediante un
conjunto de proteínas de anclaje del espacio periplasmático. 
- Pared de la Gram POSITIVAS 
En estas bacterias el peptidoglicano representa hasta el 90% de la pared formando una red de capas superpuestas,
enlazando con en su cara externa con proteínas, polisacáridos y con moléculas derivadas de los ácidos teicoicos. 
MEMBRANA 
Las bacterias Gram - presentan una doble unidad de membrana de una naturaleza y composición similar a la de las
células eucarióticas. La membrana externa es de naturaleza liposacarídica (LPS); una auténtica excepción en el
mundo celular, parece que esta membrana es la responsable de su resistencia a ciertos tipos de antibióticos. 
La membrana interna es muy parecida a la membrana plasmática de las células eucariotas, puede plegarse hacia el
interior formando unas estructuras denominadas mesosomas, en estos repliegues y también asociados a la
membrana interna se pueden encontrar los enzimas responsables de las fermentaciones, de la síntesis de su ADN y
de las proteínas necesarias. 
Las bacterias Gram + carecen de membrana externa y por lo tanto son más vulnerables que las G- a los cambios de
permeabilidad selectiva y a la actividad de los antibióticos. 
CITOPLASMA 
En su composición química aparecen los siguientes compuestos: agua (70%), proteínas y
ácidos nucléicos en la región del nucleoide. No presenta citoesqueleto y se observan
ribosomas e inclusiones de diversa naturaleza. Los ribosomas presentan dos subunidades,
una de 30S y otra de 50S, pueden estar formando poliribosomas y lógicamente
relacionadas con la síntesis de proteínas. 
Las inclusiones son generalmente son depósitos de sustancias de reserva (lípidos y
ploisacáridos), aunque se ha comprobado la presencia de magnetita cristalizada que
permite a las bacterias que lo poseen (acuáticas) orientarse en el campo magnético
terrestre. 
En la región del nucleoide se aprecia el cromosoma bacteriano circular asociado a
proteínas no histónicas. Los plásmidos son elementos extracromosómicos de doble cadena
de ADN que pueden estar integrados o no en el cromosoma bacteriano. En el trasiego de genes entre dos bacterias
a través de los “pili” pueden intercambiar estos plásmidos haciendo que la bacteria receptora adquiera algún tipo
de ventaja evolutiva. Se han descrito varios tipos de plásmidos: 
Episomas: Pueden estar integrados reversiblemente en el cromosoma y replicarse con él. 
Plásmidos : Son pequeñas moléculas de ADN circular autorreplicativo (se replican en el ecitoplasma bacteriano y se
transfieren a su descendencia o , por conjugación a otras bacterias) que poseen genes que les confiere alguna
ventaja a la bacteria en el medio en el que se desenvuelve (de no ser así, no se mantendría con el tiempo)
Plásmidos conjugativos: Los genes de estos plásmidos cuando se expresan les confiere a la bacteria la aparición de
los “pili”. Los mejor descritos son los denominados que sintetizan el factor R, que les confiere a las bacterias
resistencia frente a antibióticos (sulfamidas, estreptomicina etc.). Se han descrito también los plásmidos que
sintetizan el factor F, importantes parala síntesis de proteínas responsables de la frecuencia de recombinación en
los fenómenos de conjugación bacteriana (véase más adelante). 
Plásmidos no conugativos: No se pueden transferir por conjugación. 
CÁPSULA BACTERIANA O GLUCOCÁLIX 
Es una capa pegajosa o viscosa compuesta por N-acetilglucosamina, fructosa,
manosa y otros azúcares. Les confiere a las bacterias una gran resistencia al
ataque de linfocitos, siempre que esta cápsula sea suficientemente gruesa. 
Pneumococos con cápsulas 
Las cápsulas son estructuras inertes, “no vivas”, carentes de papel activo
(metabólico), pero que confieren a las bacterias importantes propiedades: 
Adhesión a células hermanas, generando microcolonias y consorcios. Adhesión
a sustratos inertes o vivos, lo que les permite `la colonización de sus nichos
ecológicos (p. ej., tejidos de organismos superiores). Protección contra agentes
antibacterianos. 
FIMBRIAS, PILI SEXUALES Y FLAGELOS 
En algunas bacterias se han descrito prolongaciones o apéndices en la superficie celular denominados finbrias, pili y
flagelos. 
Las fimbrias son filamentos huecos y cortos compuestos por una proteína denominada fimbrina. Por esta fimbrina
las bacterias se adhieren a sustratos sólidos como las rocas y tejidos del hospedador. 
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” fusionado que pueden unir las bacterias entre si. 
Flagelos bacterianos 
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. Está formado por fibras compuestas por una proteína denominada flagelina. De tres a once fibras
entrelazadas helicoidalmente forman el denominado filamento. En la zona de unión del flagelo a la pared celular, el
flagelo se ensancha y tiene aspecto de codo; este codo en su porción terminal presenta unos corpúsculos basales
anchos en forma de disco mediante los que se ensambla a la capa de peptidoglicano y a la membrana plasmática. Es
un auténtico motor molecular. Este motor flagelar cuenta con dos regiones principales construidas a partir de
proteínas circularmente ordenadas: el estator (unido a la pared celular) se encarga de disminuir el movimiento y el
rotor (que emboca en el interior del estator) permite el desplazamiento. En las bacterias que tienen más de un
flagelo la suspensión del movimiento se realiza mediante alteraciones en la dirección de la rotación: la rotación
hacia la izquierda permite a los flagelos formar una trenza que impulsará a la bacteria, y la rotación hacia la derecha
descompone la trenza de flagelos inmovilizándola. 
Si las bacterias presentan un solo flagelo se dice que su posición es monótrica; si tienen flagelos en ambos polos
anfítrica; lofótrica si hay un penacho en un extremo de la bacteria y perítrica cuando los flagelos rodean toda la
célula. 
4.2. Características funcionales 
Funciones de relación 
Todas las bacterias responden a estímulos externos, los estímulos más frecuentes son químicos o luminosos.
Alejarse o acercase a luz o sustancias químicas se denominan taxias. Otras bacterias (G+), típicas del suelo (género
Clostridium ), pueden llegar a formar esporas cuando el ambiente se vuelve hostil. Estas endosporas son órganos de
resistencia contra la deshidratación, calor, radiaciones, sustancias tóxicas; sirve para proteger el ADN y citoplasma
celular pudiendo aguantar más de 80ºC y así en estado de vida latente puede pasar decenas de años. Cuando las
condiciones ambientales son propicias la espora germina y da lugar a una bacteria activa. 
4.2.1 Funciones de reproducción 
Las bacterias se reproducen por bipartición asexualmente: Se duplica su ADN gracias a la polimerasa asociada a los
mesosomas. La pared crece hasta que se forma un tabique transversal; el material genético se separa en dos
agrupándose en dos bloques que separan los tabiques formados por los mesosomas . Posteriormente las dos
bacterias se separan. 
No obstante, las bacterias presentan varias maneras de intercambiar material
genético y con ello hacer que las bacterias adquieran rasgos heredables. Esto se
hace gracias a una trasferencia horizontal de genes mediante los procesos de
Transformación, Transducción y Conjugación. 
TRANSFORMACIÓN 
Se puede definir como el intercambio genético producido cuando una bacteria
receptora capta fragmentos de ADN del medio externo, posiblemente debido a la
destrucción de bacterias del medio. Estos genes adquiridos al incorporarse al
genoma bacteriano se pueden heredar y replicarse indefinidamente en la cepa
bacteriana. Si en esos genes hay características que no poseía la bacteria receptora a partir de la captación puede
manifestar esos caracteres nuevos. 
TRANSFECCIÓN (es más de eucariotas) TRANSFORMACION BACTERIANA, 
Este intercambio genético se produce cuando un virus infecta a una bacteria, recombina su material genético con el
de la bacteria y al final del ciclo lítico los virus, llevando genoma propio y bacteriano, infecta a otra bacteria. De esta
manera el genoma de una bacteria puede sumarse al de otra bacteria a través de la infección viral de los fagos. Se
puede hacer artificialmente usando virus y genes deseados.
CONJUGACIÓN 
En este fenómeno ocurre que dos bacterias, mediante la fusión de sus “pili” sexuales, son capaces de intercambiar
plásmidos conjugativos como el factor F 
Las bacterias donadoras son las que poseen el factor F o el factor R y las células receptoras son las que no lo poseen.
El factor F es un plásmido que representa la capacidad de integrarse en el cromosoma bacteriano mediante
recombinación génica por episoma. Las bacterias F+ son aquellas que poseen el gen responsable del factor fuera del
cromosoma bacteriano y por lo tanto pueden pasarlo a través de los pili. Las bacterias F- al adquirir dicho factor se
convierten en F+. Si las bacterias receptores integran el factor F+ en el cromosoma bacteriano se transforman en
bacterias Hfr (high frecuency of recombination), que presentan una alta frecuencia de transferencia genética
respecto a las F+. 
En la transferencia del factor F, se puede arrastrar otros genes de una bacteria a otra a través de los pili,
adquiriendo características nuevas, como la resistencia a antibióticos. 
4.2.2 Funciones de nutrición 
Según la fuente de energía y la fuente de carbono que usan las bacterias se observan las siguientes estrategias: 
Dependiendo de la energía: 
Quimiotrofos: Que oxidan compuestos químicos: 
- Quimiorganotrofos que usan compuestos orgánicos. 
- Quimiolitotrofos usan compuestos inorgánicos. 
Fotótrofas: Usan la luz como fuente de energía. 
Dependiendo de la fuente de carbono: 
Autótrofos: Usan el CO2 como fuente de carbono. 
Hetrótrofas: Usan carbono de compuestos orgánicos. 
BACTERIAS AUTÓTROFAS 
Fotótrofas 
Son bacterias capaces de hacer la fotosíntesis de una manera oxigénica (cianobacterias) o de una manera
anoxigénica (bacterias rojas y verdes).Estas bacterias rojas y verdes disponen de cromatóforos que poseen
bacterioclorofila asociada al Fotosistema I, por lo tanto son capaces de realizar la fotofosforilación cíclica y producir
ATP. Ahora bien, como los electrones que inician el proceso no proceden del agua no se libera oxígeno (fotosíntesis
anoxigénica). Como donante de electrones usan compuestos orgánicos o sulfuros, tiosulfatos, hidrógeno etc. 
Quimiolitotrofas 
Obtienen energía por la oxidación de sustratos inorgánicos (H2, NH3, NO2, H2S, etc), comportándose como
donadores de electrones. En este grupo de bacterias se incluyen las que reciclan la materia orgánica y la mineralizan
poniendo la materia a disposición de otros organismos, (ciclos de nitrógeno y azufre,bacterias del metano etc.).
Como subproducto de la acción de las bacterias sulforeductoras se libera azufre que precipita en los alrededores de
los manantiales sulfurosos. 
BACTERIAS HETERÓTROFAS 
Utilizan directamente compuestos orgánicos para su nutrición. Estas bacterias liberan al medio sustancias
enzimáticas por exocitosis, así hidrolizan los compuestos orgánicos del sustrato sobre el que viven. Dependiendo de
la naturaleza del sustrato existirán bacterias que evolutivamente se han adaptado a regímenes de vida distintos: 
- Bacterias saprófitas: Descomponen la materia orgánica mediante fermentaciones y putrefacciones, mineralizando
dicha materia. Este proceso se ha usado industrialmente para depurar aguas, para combatir vertidos etc. 
- Bacterias patógenas: Se pueden desarrollar en el medio interno de muchos animales provocando infecciones y
alterando gravemente los parámetros fisiológicos del hospedador, (tuberculosis, neumonía, sífilis etc.) 
- Bacterias simbióticas: Se desarrollan sobre la superficie de muchos organismos pudiendo liberar sustancias
necesarias para el metabolismo del hospedador (bacterias intestinales); ten en cuenta que el interior del tubo
digestivo desde la boca al ano no pertenece al medio interno, por eso pueden establecerse colonias bacterianas. 
CURVA DE CRECIMIENTO MICROBIANO EN UN SISTEMA CERRADO EN MEDIO LÍQUIDO
Si una bacteria pudiese desarrollarse con normalidad en un medio nutritivo , la bacteria se duplicaría. Este tiempo 
se denomina tiempo de duplicación o regeneración. Una colonia bacteriana podría duplicarse cada cierto tiempo 
por lo tanto su crecimiento se dice que es exponencial, como se observa en la figura. 
1) Fase de retardo (fase “lag”): Es el período de tiempo durante el que el inóculo se adapta a las condiciones del
medio fresco sobre el que se ha sembrado. Se trata de un período de ajuste metabólico
2) Fase de crecimiento exponencial (FASE LOGARÍTMICA). La fase 2 se debe a que cada célula entra en la fase
exponencial 
3) Fase estacionaria: Esta fase se caracteriza porque el coeficiente neto de crecimiento se hace nulo, pero aún existe
crecimiento. Lo que ocurre es que el crecimiento bruto se equilibra con las muertes celulares.
4) Fase de muerte exponencial: Se da muerte y lisis masiva, exponencial, del cultivo. Se debe a agotamiento de
reservas de energía
.
5. Microorganismos eucarióticos 
5.1 Principales características protozoos, algas y hongos 
EL REINO PROTOCTISTA (PROTOZOOS) 
Agrupa a un conjunto de organismos eucariotas, unicelulares y microscópicos. La estructura anatómica de estos
grupos es muy diversa y para definirlos se hace uso de la exclusión (decir lo que no es): 
 NO SON HONGOS (ya que estos carecen de cilios o flagelos y se reproducen por esporas) 
 NO SON PLANTAS (puesto que estas crecen a partir de un embrión) 
 NO SON ANIMALES (se originan a partir de una mórula- bastula- grástrula) 
 NO SON BACTERIAS (ya que estas son procarióticas) 
PROTOZOOS: 
Organismos microscópicos unicelulares de vida libre que viven en agua dulce o salada. Pueden ser simbiontes,
parásitos o comensales. 
Flagelados: Un solo núcleo, flagelado y a veces con membrana ondulante. Generalmente parásitos. Ejemplos:
Lehismania (provoca la infección de leucocitos y a veces las vísceras dando la enfermedad del kala-azar). El
Tripanosoma provoca la enfermedad del sueño o la enfermedad de las chagas. 
Ciliados: Presentan dos núcleos, el macronucleo y el micronucleo. Introducen la comida por el citostoma. Además
de bipartición se ha observado fenómenos de conjugación. Generalmente de vida libre, ejemplo típico: Paramecio. 
Rizópodos. Se mueven y se alimentan mediante los pseudopodos. Vida libre en agua
dulce (amebas). Algunos parásitos como le Entamoeba hystolitica. Pueden tener un
caparazón silíceo (Heliozoos), o calcáreo (Foraminíferos) 
Esporozoos: Son todos parásitos y su ciclo vital está asociado al del individuo que
parasita. (Plasmodium que transmite el mosquito Anospheles e infecta a los glóbulos
rojos) 
ALGAS 
Son organismos autótrofos y fotolitotrofos que dependen del agua. Realizan fotosíntesis oxigénica. Forman parte
del fitoplancton y se pueden encontrar sobre cualquier superficie húmeda. También forman asociaciones
simbióticas con los hongos (LÍQUENES). Todos poseen pigmentos. Pueden ser unicelulares o pluricelulares. 
o DINOFLAGELADOS. Formas marinas unicelulares o coloniales. Presentan toxinas que si se acumulan en los
organismos filtradores, estos se convierten en tóxicos para nuestra salud (marea roja de los mejillones) 
o CRISOFITOS. Flagelados unicelulares o coloniales con pigmentos dorados. 
o EUGLENOFITOS. Unicelulares flagelados típico de aguas estancadas. No tienen pared celulosica así que pueden
cambiar de forma. Pueden tener una nutrición autótrofa o heterótrofa. 
o BACILIAROFITAS(Diatomeas). Unicelulares de color verde pardo que a veces se encuentran en colonias. Presenta
unas “valvas” parecidas a un caparazón que encajan a modo de placa “petri”, Forman parte del plancton. 
o ALGAS CONJUGADAS. Generalmente formas filamentosas, de color verdoso con cloroplastos de forma estrellada
(Spirogyra, Zygnema) 
o CLOROFITOS. Color verde con clorofila a y b. Formas unicelulares microscópicas o macrocelulares (Acetabularia
mediterránea). Coloniales (Volvox) o pluricelulares macroscopicas con la lechuga de mar (Ulva lactuca) 
ALGAS PLURICELULARES (NO SE ESTUDIAN EN MICROBIOLOGÍA) 
FEOFITOS. Presentan fucoxantina que les da su color pardo – dorado, Clorofila a y c. Formas laminares de
extraordinaria longitud (sargazos del mar de los sargazos) En Japón y China se las cultiva para obtener un presado
seco “Kombú”, usado en alimentación. (emulgentes, estabilizantes en alimentación E-400 –
E-405) 
RODOFITAS: Especies de algas marinas que presentan ficoeritrina (color rojo), Clorofilas A y
D. A veces pueden rodearse de carbonato de calcio (algas calcáreas). Se puede extraer de
ellas el agar-agar que se usa en repostería y como medio de cultivo para bacterias. 
HONGOS (Reino Fungi) 
Son heterótrofos unicelulares o pluricelulares siempre sin clorofila. Se reproducen tanto sexualmente como
asexualmente, presentando alternancia de generaciones. Tienen una pared celular rígida compuesta por
polisacáridos (quitina, glucanos etc.). Viven en ambientes muy diversos, aunque la mayoría son terrestres y son muy
importantes en la mineralización de la materia orgánica. Pueden vivir en simbiosis con algas dando los líquenes y
también pueden asociarse a células de las raíces de metafitas formando las micorrizas. 
Pueden producir esporas sexuales formadas por fusión de gametangios agrupados es unas estructuras denominadas
hifas, esto da lugar a la clasificación en Ascomycetes (esporas en una estructura en forma de saco) o
Basidiomycetes (esporas en el extremo de la hifa como en la mayoría de las setas). Los hongos pueden producir
esporas asexuales, resistentes a la desecación denominadas conidios mediante los cuales pueden colonizar otros
medios. 
Dependiendo de su morfología se han descrito tres grupos principales de hongos: hongos filamentosos, mucosos, y
levaduras. 
- Hongos filamentosos: Son los mohos que afloran en la fruta muy madura, verduras, o pan. En ellos las hifas se
agrupan en un micelio. A partir del micelio algunos hongos forman conidios que son hijas aéreas. Hongos mucosos:
Filogenéticamente muy separados de los anteriores. Habitan los vegetales en descomposición, alimentándose de
bacterias mediante fagocitosis. 
- Levaduras: Son unicelulares de forma ovoide. Se reproducen por gemación, presentando alternancia de
generaciones. Habitan sobre lugares ricos en azúcares como la piel de frutos, flores y cortezas de árboles. Algunas
viven en simbiosis con insectos. Algunas especies son especialmente interesantes en el mundo de la microbiologíaindustrial como es el caso del Saccharomyces cerevisiae, responsable de la fermentación de las bebidas alcohólicas. 
6. Relaciones entre los microorganismos y la especie humana. 
Quizás uno de los papeles fundamentales de los microorganismos sea el de participar activamente en los ciclos
biogeoquímicos (ciclo del carbono, nitrógeno, azufre, hierro, fósforo etc.), esto permite reciclar la materia que
durante cierto tiempo formaba parte de los organismos. 
- CICLO DEL CARBONO: 
Existen dos reservorios de C en la naturaleza: las rocas sedimentarias carbonatadas y el CO2, CO y CH4 atmosférico.
Mediante la fotosíntesis se retira el CO2 atm. Con el que se sistetizan azúcares que todos los seres vivos oxidan en
las mitocondrias o los fermentan, devolviendo el CO2 a la atm. Los organismos descomponedores utilizan el CO2
usan la materia orgánica en descomposición, remineralizando el C a CO2 por respiración aerobia o fermentaciones.
Las bacterias metanógenas pasan el CO2 a metano y posteriormente lo oxidan de nuevo a CO2 en condiciones
aerobias. 
- CICLO DEL NITRÓGENO 
El ciclo del nitrógeno es de importancia crítica para todos los organismos. Implica varias etapas: la amonificación,
degradación de los compuestos orgánicos nitrogenados a amoníaco o ion amonio; la nitrificación, oxidación del
amoníaco o el amonio a nitratos que son incorporados por las plantas; y la asimilación, conversión de nitratos a
amoníaco y su incorporación a compuestos orgánicos. Los compuestos orgánicos que contienen nitrógeno regresan
finalmente al suelo o al agua, completándose el ciclo. El nitrógeno perdido por el ecosistema puede ser restituido
por la fijación de nitrógeno, que es la incorporación de nitrógeno elemental a compuestos orgánicos. En la
desnitrificación es la transformación de nitratos en nitrógeno gaseoso gracias a la acción de bacterias
desnitrificantes. 
Aunque el reservorio de nitrógeno se encuentra en la atmósfera, donde constituye hasta el 78% del aire seco, el
movimiento de nitrógeno en el ecosistema es más semejante al de un mineral que al de un gas. Sólo unos pocos
microorganismos son capaces de fijar nitrógeno. 
- CICLO DEL FÓSFORO: 
El fósforo es esencial para todos los sistemas vivos como componente de las moléculas portadoras de energía -tales
como el ATP - y también de los nucleótidos de DNA y RNA. Al igual que otros minerales, es liberado de los tejidos
muertos por las actividades de los descomponedores, absorbido del suelo y del agua por las plantas y las algas, y
circulado a través del ecosistema. Los microorganismos intervienen en este ciclo por transferencias de formas
inorgánicas a orgánicas o bien solubilizando el fosfato insoluble .
MICROORGANISMOS COMO AGENTES BENFICIOSIOSOS O PERJUDICIALES PARA LA SALUD HUMANA. 
Muchos microorganismos viven en simbiosis en el interior de otros organismos (endosimbiosis) o en el exterior de
cualquier otro (ectosimbiosis); sin embargo, esta relación puede ser mutualista (quiere decir que ambos se
benefician de la relación) o parasitaria (en la que uno se beneficia y otro se perjudica). 
6.1 Beneficiosas: En el caso de la especie humana también se pueden observar simbiosis con microorganismos. En
nuestro tracto digestivo existen bacterias que hacen fermentaciones y putrefacciones completando la digestión.
Algunas bacterias sintetizan vitaminas K y algunas del grupo de vitaminas B (Escherichia coli), estas bacterias están
en el intestino grueso. Las colonias de bacterias intestinales además evitan que se instalen otras bacterias. (ver más
adelante el primer capítulo de inmunología, donde se trata más ampliamente). 
6.2 Microorganismos patógenos: La virulencia de los patógenos depende del poder invasor (proliferación en el
hospedador) y de la toxigenidad (capacidad de producir toxinas). Estas toxinas, dependiendo si las bacterias la
liberan al medio o permanecen asociadas al mismo se denominan exotoxinas o endotoxinas. 
Las exotoxinas son proteínas por lo general sensibles al calor que activan o inhiben alguna función celular. 
 Ejemplos:
- Enterotoxinas: Típicas de las intoxicaciones alimentarias p.ej. Staphylococus aureus o por Salmonella. 
- Neurotoxinas: Interfieren los impulsos nerviosos. 
Las endotoxinas. Son lipopolisacáridos muy resistentes al calor, muchos forman parte de la pared bacteriana; están
formadas por un lípido (lípido A) común a todas las endotoxinas y un polisacárido (polisacárido O) muy variable en
los distintos microorganismos. Solo se liberan al medio cuando la bacteria se lisa. P. ej. La brucelosis que provoca la
Brucella y la tos ferina que produce la Bordetella pertussis 
Una vez que el organismo ha quedado infectado tiene que salir para poder transmitirse a otros. Esto puede hacerlo
de dos formas: 
- Transmisión directa: Por contacto físico a través de la piel, saliva, sangre, semen, a través de la placenta, por
transfusiones sanguíneas, jeringuillas, etc. 
- Tranmisión indirecta: A través de objetos, ropas, vendajes, suciedad en la piel, aire, agua, o a través de un vector
como los insectos o arácnidos. Por el aire puede transmitirse la gripe, la tuberculosis, difteria etc. Por el agua puede
transmitirse el cólera, el tifus, la hepatitis A y protozoos como la disentería amebiana y la giardiasis producida por la
Giardia lambia. 
Virus patógenos para el hombre
Los virus causan muchas enfermedades humanas comunes, como resfriados, gripes, diarreas, varicela, sarampión y
paperas. Algunas enfermedades víricas, como la rabia, la fiebre hemorrágica, la encefalitis, la poliomielitis, la fiebre
amarilla o el síndrome de inmunodeficiencia adquirida, son mortales. La rubéola y el citomegalovirus pueden
provocar anomalías graves o la muerte en el feto. Se estima que hay entre 1.000 y 1.500 tipos de virus, de los que
aproximadamente 250 son patógenos para el hombre.
HONGOS:
Características de las infecciones producidas por hongos Las micosis varían considerablemente en sus
manifestaciones, pero tienden a ser enfermedades sub-agudas o crónicas de curso indolente y recurrente. Los
hongos rara vez causan infecciones agudas como las producidas por muchos virus y bacterias. La mayoría de las
infecciones fúngicas en el hombre no son contagiosas, aparecen tras un contacto con un reservorio ambiental o a
partir de la flora de hongos del propio paciente. Atendiendo al lugar y grado de afectación las micosis pueden ser
divididas para su estudio en tres grandes grupos: micosis profundas, micosis subcutáneas y micosis superficiales. En
la mayoría de la gente sana, las infecciones por hongos son leves, afectan sólo a la piel, el cabello, las uñas, u otras
zonas superficiales, y se resuelven espontáneamente. Comprenden la tiña y el pie de atleta. Sin embargo, en las
personas con un sistema inmunológico deteriorado, este tipo de infecciones, denominadas dermatofitosis,pueden
persistir durante largo tiempo. Las enfermedades causadas por hongos son muy comunes en pacientes que tienen
muy dañado su sistema de defensa o inmunologico como es el caso de los enfermos de SIDA, o que han estado
ingiriendo fármacos, antitumorales, o radiación. También aparecen en pacientes tratados con hormonas
esteroideas, como el cortisol, en sujetos con diabetes y en quienes han seguido tratamiento antibiótico durante
mucho tiempo. A estas micosis se les conoce como "Oportunistas". Los hongos que pertenecen al género Candida,
en especial Candida albicans (el cual produce candidiasis), pueden infectar los órganos internos y las membranas
mucosas de la boca, garganta y tracto genital. 
PROTOZOOS:
Estos organismos microscópicos unicelulares están muy extendidos por la naturaleza, su hábitat más frecuente es la
tierra y el agua. Algunos de ellos pueden vivir durante muchos años de forma inactiva protegidos por una cubierta
en forma de quistes. Al ser humano pasan a través del agua, alimentos, picaduras de insectos portadores y
mediante relacionessexuales. Algunas de las enfermedades producida por protozoos, y muy extendida por todo el
mundo, es la malaria, transmitida a los humanos por picadura de un mosquito del género Anopheles, otras con
menos incidencia en humanos sería tripanosomiasis (Enfermedad del sueño)o el chagas. mientras que muy
frecuente sería la disentería amebiana, transmitida por la ingesta de aguas contaminadas. Entre las infecciones que
se transmiten por contagio sexual destaca la tricomoniasis muy frecuente en nuestro medio. Tratamiento
farmacológico Los fármacos que se usan en el tratamiento de estas infecciones son los antiparasitarios como la
cloroquina, quinina, pirantel, metronidazol, etc. 
BACTERIAS:
Bacterias que causan enfermedades humanas Sólo una pequeña parte de los miles de especies de bacterias causan
enfermedades humanas conocidas. Las infecciones bacterianas se evitan destruyendo las bacterias con calor, como
se hace en las técnicas de esterilización y pasteurización. Cuando se producen, las enfermedades bacterianas se
tratan con antibióticos. Pero el abuso de estos compuestos en los últimos años ha favorecido el desarrollo de cepas
de bacterias resistentes a su acción, como Mycobacterium tuberculosis, que causa la tuberculosis. 
AGENTES INFECCIOSOS ACELULARES NO VÍRICOS
VIROIDES.
Están formados por pequeñas moléculas circulares de ARN mocatenario, parecidos estructuralmente a una cadena
doble de ADN circular. No tienen cápsula y no codifica para ninguna proteína por lo que depende exclusivamente
del genoma del hospedador. Generalmente atacan a vegetales como los cítricos y cocos.
PRIONES.
Descubiertos por S.B.Prusiner en 1997, los priones son partículas proteínicas infecciosas desarrolladas a partir de
una forma modificada de una proteína de mamífero. Prusiner aisló un extracto purificado del agente infeccioso de
una oveja afectada de “scrapie” y comprobó que había una proteína hidrófoba, a este agente le denomino prión, y a
la única proteína que contiene proteína del prión PrPc. Estos priones son responsables de enfermedades mortales
como la encefalopatía espongiforme bovina (enfermedad de las vacas locas) o el síndrome de Creutzfeldt -Jakob en
humanos. Parecer ser que los priones provocan un cambio en la conformación de las proteínas transformando
algunas proteínas codificados por los humanos en proteínas infecciosas. Al cabo de cierto tiempo la destrucción de
las células afectadas deja huecos en masa encefálica que son detectados mediante un escaner.(el encéfalo aparece
con huecos parecidos a una esponja). Proteina afectada por prión.
7. Importancia de los microorganismos en investigación e industria.
El origen del uso industrial de microorganismos tiene su origen en la elaboración de vinos, cervezas y pan.
Históricamente fue desarrollada por los antiguos puebloselamitas,egipciosy sumerios. Las evidencias más antiguas
de la producción de cerveza datan de alrededor de 3500 a.C., algunos la ubican conjuntamente con la aparición del
pan entre 10.000a.C. y 6.000a.C. ya que constituía la misma reparación agregando más o menos agua, y fueron
halladas en Godin Tepe, en el antiguo Elam (en el actual Irán). Según la receta más antigua conocida, elPapiro de
Zósimo de Panópolis(siglo III), los egipcios elaboraban la cerveza a partir de panes de cebada poco cocidos que
dejaban fermentar en agua. Antiguamente en Oriente se usaba arroz y también bambú. En la actualidad se usan
organismos OGM (genéticamente modificados) que están programadas para fabricar sustancias interesantes para
nosotros y que no fabricaban naturalmente.
Los microorganismos que se usan en la industria deben de cumplir los siguientes 
requisitos
- Tienen que producir sustancias de interés en cortos periodos de tiempo
- El cultivo en laboratorio o en planta industrial tiene que ser sencillo y duradero.
- Tienen que ser organismos genéticamente estables.
- El crecimiento de la población tiene que ser exponencial en medio líquido.
- Los organismos industriales se tienen que poder manipular genéticamente 
Estas características agrupan en ACTINOMICETOS, MOHOS Y LEVADURAS, para su cultivo masivo se utilizan
bioreactores o fermentadores. Microorganismos en la industria farmacéutica. Aunque en la actualidad el uso de 
Microorganismos en la industria farmacéutica es muy frecuente y abarca a muchas especies, nos centraremos en
tres grupos de productos derivados: antibióticos, vacunas y esteroides
OBTENCIÓN DE ANTIBIÓTICOS
Son sustancias liberadas naturalmente por los hongos filamentosos que inhiben el crecimiento, desarrollo o
reproducción de las bacterias. Entre ellos caben citar: Las penicilinas y bacitracinas que inhiben la síntesis de los
peptidoglicanos de la pared celular de las bacterias; el cloranfenicol, las tetraciclinas y eritromicinas que impide la
síntesis de proteínas bacterianas, incidiendo sobre los ribosomas.
Aunque se conocen más de 8000 antibióticos distintos, cada año se consiguen descubrir varios cientos más; para
poder usarlos hay que identificar el organismo que lo fabrica, llevarlo a los biorreactores o fermentadores, obtener
el producto, purificarlo, refinarlo y cristalizarlo para su uso comercial. Es lógico pensar que para usar el nuevo
antibiótico se tiene que demostrar su eficacia mediante ensayos clínicos en laboratorios especializados.
OBTENCIÓN DE VACUNAS
Las vacunas se obtienen de virus atemperados o de fracciones de esos virus capaces de provocar una reacción de
defensa en el organismo que se quiere vacunar. 
OBTENCIÓN DE ESTEROIDES.
Los microorganismos pueden convertir una molécula en otra, añadiendo o restando grupos funcionales, de una
manera más rápida que si se hiciera mediante síntesis química. Este es el caso del esterol, que los microorganismos
pueden convertir en cortisona, estrógenos o progesterona. Este proceso se denomina BIOCONVERSIÓN
Microorganismos en la industria alimentaria
Sin duda alguna hablar de microorganismos y de industria alimentaria es hablar de las levaduras Saccharomyces
cerevisae que se viene usando desde hace milenios para hacer vino. Seleccionando y mejorando cepas de esta
levadura se ha conseguido cepas que se emplean en múltiples procesos industriales. El resultado de las
fermentaciones de un sustrato azucarado como zumo de frutas, de caña, o remolacha es el vino, cerveza, etc.
Elaboración de vino:
Elaboración del pan Si criamos levaduras en un medio con abundante oxígeno, crecen abundantemente. de esta
manera se recogen las células por centrifugación, prensarlas junto a ciertos aditivos y así se obtiene la levadura
seca activa. Esta levadura la usan los panaderos para hacer másesponjoso el pan cuando se estácociendo. El
burbuujeo de CO2 y etanol mediante la fermentación hace que la masa (harina, agua, sal) se ahueque y la haga más
ligera.
Elaboración del queso Aun que España se fabrican más de 1000 quesos distintos, su elaboración es muy similar,
todos hacen una fermentación láctica con bacterias del ácido láctico presentes en la leche.
Se usan bacterias Streptococcus cremosiso S.lactispara hacer la cuajada; estas bacterias consumen lactosa y
devuelven ácido lático. Al disminuir el pH las proteínas de la leche se coagulan y precipitan. queda el suero que
generalmente se elimina. Antiguamente se usaba un enzima : la renina o cuajo que se 
extraía del estómago de las terneras (cuajar); hoy día se usan bacterias genéticamente modificadas
2-Maduración del queso que es una hidrólisis parcial de las grasas y proteínas, originando aminoácidos libres.
Dependiendo de la cantidad de humedad que pierde el cuajo durante la maduración obtendremos quesos duros,
semiblandos y blandos. En la superficie de los quesos pueden crecer hongos que le dan cualidades especiales a los
quesos.
Biorremediación Uno de los riesgos ambientales derivados de la agricultura, ganadería y minería son los
contaminantes químicos que la naturaleza no puededegradar ya que son productos de síntesis y por lo 
tanto no existe una biodegradación natural. La biorremediación es el empleo de microorganismos que pueden
neutralizar o eliminar los contaminantes del suelo, ríos o de los mares. Muchos microorganismos se usan en una
biorremediación microbiana o biorremediación enzimática. Se usan para atrapar metales pesados de vertidos
minerales, para eliminar vertidos de hidrocarburos (supermicrobio de Ananda con plásmidos para destruir cuatro
tipo de derivados de petróleo) y para la eliminación de herbicidas, insecticidas y pesticidas.