LA MICROBIOLOGÍA

Los microorganismos son un grupo de organismos muy variados que comparten su pequeño tamaño, por lo que se necesita un microscopio para verlos. Entre los microorganismos encontramos formas celulares y acelulares. La microbiología es la ciencia que estudia todos los aspectos relacionados con los microorganismos y existen cinco grupos de estos seres no relacionados entre sí: bacterias, algas, hongos, protozoos y virus. Las bacterias son procariotas; las algas, hongos y protozoos, eucariotas; y los virus, acelulares. 

Sus características se deben a su reducido tamaño, a medida que disminuye el volumen de un cuerpo, la proporción de área superficial en contacto con el medio se hace mayor y viceversa.

• El pequeño volumen permite que enzimas y reactivos estén muy próximos, acelerando las reacciones metabólicas.
• Su elevada capacidad de intercambiar nutrientes y desechos con el medio hace que alteren rápidamente su entorno.
• Su elevado metabolismo les permite una reproducción acelerada.

Estudiando las secuencias del ARNr en numerosos organismos se ha logrado establecer el árbol evolutivo de los seres vivos. Está formado por los siguientes dominios: Eubacteria (verdaderas bacterias), Archaea (arqueobacterias) y Eukarya (eucariotas). Todos derivan de LUCA.


VIRUS
Los primeros indicios de virus datan del siglo XIX cuando se vio que los extractos de plantas de tabaco se encontraban infectadas por la enfermedad del mosaico. Wendell Stanley, aisló el virus del mosaico del tabaco, permitiendo su posterior y exhaustivo estudio. Son formas acelulares microscópicas, formados por ácido nucleico y una envoltura proteica. Son parásitos intracelulares obligados (fuera de una célula, la partícula vírica se denomina virión). Dentro de una célula , el ácido nucleico se libera, se inserta en el genoma celular y controla su maquinaria metabólica para inducir la fabricación de nuevos virus.

Dentro de su estructura están:

Ácido nucleico

• Puede ser ADN o ARN, nunca ambos.
• Puede ser monocatenario o bicatenario.
• Puede ser circular o lineal.
• Puede constar de una única molécula o de varias de ellas.
• Pueden llevar una única copia o dos copias idénticas de su genoma (retrovirus).
• Pueden tener cadenas positivas o cadenas negativas.
• Contienen bases no habituales.

Cápsida
Rodea y protege al ácido nucleico. Juntos forman la nucleocápsida vírica. Formada por subunidades proteicas llamadas capsómeros, que pueden componerse de un único tipo de proteína o de varias cadenas peptídicas. Pueden clasificarse en helicoidales, poliédricas y complejas. 

Envoltura
Rodea la cápsida y está formada por una bicapa lipídica obtenida al abandonar a la célula huésped y proteínas codificadas por el genoma viral. Esta envoltura les permite a los virus que la poseen reconocer a la célula huésped y penetrar en ella.

Enzimas
Algunas de ellas son las neuraminidasas, para romper enlaces glucosídicos de glucoproteínas y glucolípidos de las membranas del hospedador; lisozima, degrada la pared bacteriana y rompe la célula al terminar la infección; polimerasas, para la transcripción del genoma vírico a ARNm y retrotranscriptasa, transcribe el ARN vírico a ADN intermediario.

Existen diversos criterios de clasificación:

• Según la estructura de la cápsida: pueden ser helicoidales, poliédricos o complejos.

• Según la presencia o ausencia de envoltura: hay virus envueltos y desnudos.

• Según la célula infectada: se clasifican en bacteriófagos, virus animales y virus vegetales.

• Según el ácido nucleico: pueden ser virus de ADN o de ARN.

En cuanto al ciclo viral, un virión debe invadir una célula huésped para poder multiplicarse. Puede dividirse en varias fases:

• Fijación: los viriones colisionan por azar con una célula huésped y se fijan a su superficie.

• Penetración y descapsidación: consiste en la entrada total o parcial de la estructura del virión. La descapsidación es la separación del ácido nucleico de la envoltura proteica.

• Biosíntesis: en esta fase se dan la replicación del ácido nucleico, la transcripción a ARNm y la traducción para formar proteínas víricas.

• Ensamblaje o encapsidación: los distintos componentes víricos se autoensamblan.

• Liberación: el virus sale al exterior celular. Los virus desnudos se liberan por lisis y los virus envueltos por exocitosis o gemación.

VIROIDES Y PRIONES
Los viroides son moléculas pequeñas de ARN de cadena simple, circular y desnudo. Carecen de proteínas o lípidos y no codifican proteínas. Los priones son glucoproteínas de estructura anómala que ocasionan enfermedades neurodegenerativas transmisibles. La estructura primaria de los priones es idéntica a la de la proteína normal, pero en su plegamiento se altera su estructura secundaria y terciaria, formando una proteína anómala que tiene la capacidad de inducir esta anomalía en las proteínas no priónicas. 

BACTERIAS
Las bacterias son los seres vivos más pequeños conocidos. Incluye seres muy diversos. Viven en cualquier tipo de ambiente y presentan todos los tipos posibles de nutrición. Presentan formas muy diversas y, en general son unicelulares, pero a veces quedan unidas tras la división celular (pluricelulares). Además, algunas forman grandes colonias agrupadas en biofilms o biopelículas.

Los modelos morfológicos más característicos son cocos, bacilos, espirilos, espiroquetas, vibrios, bacterias filamentosas y bacterias con apéndices.
Su estructura es más simple que la de eucariotas. Consta de:

• Pared bacteriana: envuelve y protege a la célula, dándole forma y rigidez.

• Membrana celular: es similar a las membranas plasmáticas eucariotas y con las mismas funciones.

• Citoplasma: es la sustancia rodeada por la membrana plasmática. Está compuesto de agua (80%), proteínas, glúcidos, lípidos e iones. Poseen citoesqueleto e interviene en la forma celular, protección y división. En el hay diferentes estructuras: ribosomas, inclusiones, estructuras membranosas, nucleoide. Dentro de este último, se encuentra el cromosoma bacteriano y los plásmidos.

Además de otras estructuras como la cápsula o glucocálix (protege de ambientes adversos), fimbrias (sirven de adherencia a sustratos vivos o inertes), pili sexuales (participan en la conjugación), endosporas (formas de resistencia ante situaciones adversas) y los flagelos que sirven para el movimiento celular.

Las bacterias se reproducen asexualmente, pero tienen varios mecanismos de intercambio de genes entre diferentes individuos. Permite a las bacterias adquirir nuevas características en una misma generación y existen tres mecanismos básicos de intercambio de genes bacterianos:

• Transformación: las bacterias captan fragmentos de ADN desnudo que se encuentran dispersos en el medio.
• Transducción: transferencia de material genético de una bacteria a otra mediante un fago que actúa como vector.
• Conjugación: una bacteria donadora transmite un fragmento de ADN a una bacteria receptora a través de los pili sexuales. 

Con respecto a la microbiología industrial, cultiva microorganismos para realizar transformaciones químicas u obtener productos comerciales. Se emplean bacterias, mohos y levaduras. Entre los usos industriales destacan fabricación de sustancias químicas, curado y curtido, alimentos fermentados, ecología, farmacia, agricultura, biología genética y bioquímica.

En la microbiología industrial se llaman fermentaciones a todos los procesos de los microorganismos que permiten la obtención de sustancias comerciales, aunque no sean realmente una fermentación. Las fermentaciones se realizan en grandes tanques llamados fermentadores.

En la industria alimentaria las levaduras son los microorganismos más utilizados con el fin de fabricar alcohol, bebidas alcohólicas, pan, vitaminas y factores de crecimiento. La producción del vino (enología), sigue la fase de prensado, fermentación, trasiego y maduración. La fabricación de quesos se hace por fermentación láctica por medio del cuajado y la maduración.

Fuentes: BioGeo, Libro de 2º Bachillerato de Biología editorial Bruño