MICROBIOLOGÍA.

1.Microorganismos.

 Son un grupo de organismos muy variados que comparten su pequeño tamaño. Entre los microorganismos encontramos formas celulares y acelulares. La microbiología es la ciencia que estudia todos los aspectos relacionados con los MO.Existen cinco grupos de MO no relacionados entre sí: bacterias, algas, hongos, protozoos y virus.Las bacterias son procariotas; las algas, hongos y protozoos, eucariotas; y los virus, acelulares.

1.1. CARACTERÍSTICAS DE LOS MICROORGANISMOS.

La mayoría de las características que comparten se deben a su pequeño tamaño.

⦁ 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.
2.Clasificación de los microorganismos.

Estudiando las secuencias del ARNr en numerosos organismos se ha logrado establecer el árbol evolutivo de los seres vivos.Este árbol está formado por tres grandes ramas denominadas dominios: Eubacteria (verdaderas bacterias), Archaea (arqueobacterias) y Eukarya (eucariotas).

3. VIRUS.
Los virus son formas acelulares microscópicas, formados por un ácido nucleico y una envoltura proteica. Son parásitos intracelulares obligados, ya que no pueden reproducirse por sí mismos.

3.1. ESTRUCTURA DE LOS VIRUS.

ÁCIDO NUCLEICO:

Los virus tienen ácidos nucleicos con características peculiares:

⦁ Puede ser ADN o ARN, pero 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.

⦁ Pueden tener cadenas positivas o plus (+) (misma polaridad que el ARNm vírico), o cadenas negativas o minus (-) (complementaria del ARNm). Los ácidos nucleicos bicatenarios son a la vez positivos y negativos (+/-).

⦁ Los ácidos nucleicos víricos de contienen bases no habituales, como la 5-hidroximetilcitosina (en lugar de C) y el 5-hidroximetiluracilo (en lugar de U).

CÁPSIDA:

La cápsida rodea y protege al ácido nucleico. Juntos forman la nucleocápsida vírica.La cápsida está formada por subunidades proteicas llamadas capsómeros, que pueden componerse de un único tipo de proteína o  de varias cadenas peptídicas.

MORFOLOGÍA DE LA CÁPSIDA

La forma de la cápsida es variable, pero puede clasificarse en tres tipos básicos:

⦁ Helicoidales: cilindros huecos, rígidos o flexibles, con capsómeros de un único tipo de proteína.

⦁ Poliédricas: cápsidas con forma de poliedro regular, normalmente un icosaedro. Con capsómeros formados por 3 proteínas diferentes.

⦁ Complejas: cápsidas con estructuras adicionales con funciones específicas. Tienen cápsida (cabeza) icosaédrica o prismática y una cola cilíndrica o muy compleja.

ENVOLTURA O CUBIERTA

Algunos virus presentan una envoltura membranosa que rodea la cápsida y está formada por:

⦁ Una bicapa lipídica obtenida al abandonar a la célua huésped.

⦁ Proteínas: codificadas por el genoma viral. Muchas son glucoproteínas. Esta envoltura les permite a los virus que la poseen reconocer a la célula huésped y penetrar en ella.

ENZIMAS

Aunque los viriones son metabólicamente inertes, algunos de ellos llevan enzimas para facilitar el proceso de infección.

⦁ 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.

⦁ Retrotranscriptasa o transcriptasa inversa: transcribe el ARN vírico a ADN intermediario.

3.2. CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUS.

Según la estructura de la cápsida:

⦁ Helicoidales: cápsida helicoidal que envuelve al ácido nucleico.

⦁ Poliédricos: cápsida poliédrica, generalmente icosaédrica.

⦁ Complejos: estructura muy compleja. Así, los bacteriófagos, presentan una cápsida poliédrica
(cabeza), una cola cilíndrica y, muchas veces, una placa basal con fibras articuladas, espículas y ganchos de anclaje a la célula huésped.

Según la presencia o ausencia de envoltura:

⦁ Virus envueltos: tienen envoltura. Pueden ser helicoidales con envoltura o poliédricos con envoltura.

⦁ Virus desnudos: carecen de envoltura.
Según la célula infectada:

⦁ Bacteriófagos: infectan a bacterias.

⦁ Virus animales: infectan células animales.

⦁ Virus vegetales: infectan células vegetales.

Según el ácido nucleico:

⦁ Virus de ADN: doble cadena o ss cadena sencilla.

⦁ Virus de ARN: con o sin retrotranscriptasa.

3.3. CICLO VIRAL

Un virión debe invadir una célula huésped para poder multiplicarse. El ciclo viral es el conjunto de procesos por el que pasa el virión hasta dar lugar a otros muchos viriones idénticos. Puede dividirse en varias fases:

⦁ Fijación o adsorción: los viriones colisionan por azar con una célula huésped y se fijan a su superficie gracias a receptores celulares complementarios de moléculas de la cápsida o envoltura víricas.

⦁ Penetración y descapsidación: consiste en la entrada total o parcial de la estructura del virión. Depende del tipo de virus y de hospedador.

-Virus envueltos: penetran por fusión de la cubierta vírica con la membrana celular, liberando la cápsida desnuda al citoplasma.

-Virus desnudos: entran en la célula por penetración directa, liberando el ácido nucleico al interior celular y quedando normalmente la cápsida fuera.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. Mientras esto sucede, la célula puede estar haciendo sus funciones normales, por lo que a este periodo se le llama eclipse.

⦁ Ensamblaje o encapsidación: los distintos componentes víricos se autoensamblan, formando nuevos viriones en el interior celular

⦁ Liberación: el virus sale al exterior celular.

-Virus desnudos: se liberan por lisis, rompiendo la membrana celular con enzimas específica, con lo que la célula huésped muere.

-Virus envueltos: se liberan por exocitosis o gemación, llevándose parte de la membrana celular para formar la nueva envoltura.

3.4. CICLO LÍTICO Y LISOGÉNICO.

Según la duración del periodo de eclipse se distinguen dos tipos de ciclos virales: el ciclo lítico, virulento o normal, es el descrito y conlleva generalmente la muerte celular, y en el ciclo lisogénico, temperado o avirulento los virus no salen al exterior y no causan la muerte celular. Son virus atenuados, lisogénicos (interior celular en forma de provirus o profagos) o atemperados.El profago puede permanecer latente indefinidamente o durante un cierto tiempo, activándose entonces el ciclo lítico. Durante el ciclo lisogénico la célula no puede ser infectada por otro virus del mismo tipo: inmunidad a la superinfección.

4. VIROIDES Y PRIONES

 Agentes infecciosos más pequeños.

4.1. VIROIDES.

Son moléculas pequeñas de ARN de cadena simple, circular y desnudo. Carecen de proteínas o lípidos, y no codifican proteínas.

4.2. PRIONES

Los priones son glucoproteínas de estructura anómala que ocasionan enfermedades neurodegenerativas transmisibles. Se altera su plegamiento en la estructura secundaria y terciaria, formando una proteína anómala que tiene la capacidad de inducir esta anomalía en las proteínas no priónicas.Los priones afectan al sistema nervioso central, ocasionando encepalopatías espongiformes en humanos y ganado.

5. DOMINIO BACTERIA: EUBACTERIAS.

Las bacterias son los seres vivos más pequeños conocidos, se encuentran en cualquier tipo de ambiente y presentan todos los tipos posibles de nutrición.

5.1. MORFOLOGÍA BACTERIANA

A pesar de su simplicidad estructural, las bacterias presentan formas muy diversas.En general son unicelulares.Además, algunas forman grandes colonias agrupadas en biopelículas. Los modelos morfológicos más característicos son:

⦁ Cocos: forma esférica.

⦁ Aislados, por parejas (diplococos), en cadenas (estreptococos), en racimos (estafilococos) o en masas cúbicas (sarcinas).

⦁ Bacilos: forma de bastoncillo. Pueden formar cadenas lineales o ramificadas.

⦁ Espirilos: son como bacilos, pero largos y curvados.

⦁ Espiroquetas: con forma de sacacorchos.

⦁ Vibrios: con forma de coma.Bacterias filamentosas: largas y delgadas, a veces en cadenas.
⦁ Bacterias con apéndices: poseen protuberancias en forma de tubo.

5.2. ESTRUCTURA BACTERIANA

La estructura de las bacterias es más simple que la de eucariotas.

⦁ Pared bacteriana: envuelve y protege a la célula, dándole forma y rigidez.La estructura de la pared permite distinguir dos tipos de bacterias:

-Bacterias Gram positivas (G+). El peptidoglicano forma una gruesa capa por fuera de la membrana plasmática única.

-Bacterias Gram negativas (G-). El peptidoglicano forma una delgada capa en medio de dos membranas, una interna y otra externa, a las que se une por enlaces covalentes mediante lipoproteínas.

⦁ Membrana celular: es similar a las membranas plasmáticas eucariotas y con las mismas funciones.En las bacterias G- existen dos membranas:

-Membrana interna: como la de eucariotas. Contiene sistemas enzimáticos.

-Membrana externa: contiene moléculas de lipopolisacárido exclusivas de las bacterias y que les da resistencia frente a sustancias antibacterianas.

⦁ Citoplasma: es la sustancia rodeada por la membrana plasmática. Está compuesto de agua, proteínas, glúcidos, lípidos e iones. En el citoplasma hay diferentes estructuras:

-Ribosomas: para la síntesis de proteínas. Son similares a los eucariotas, pero más pequeños . Se hallan dispersos por el citoplasma o unidos a ARNm en polisomas.

-Inclusiones: son gránulos diversos, normalmente de reserva: granos de volutina, gotas lipídicas, polisacáridos, magnetosomas, etc.

-Estructuras membranosas: algunas bacterias poseen estructuras rodeadas de membrana, como los tilacoides de cianobacteria.

-Nucleoide: es una región menos densa del citoplasma que contiene el cromosoma bacteriano y, a veces, plásmidos.

-Cromosoma bacteriano: las bacterias son haploides, tienen un único cromosoma formado por ADN de doble cadena, circular y asociado a proteínas no histónicas.

-Plásmidos: son pequeñas moléculas de ADN bicatenario circular capaces de duplicarse de forma independiente del cromosoma, si bien pueden integrarse en éste. No son imprescindibles para el metabolismo bacteriano pero les aporta alguna ventaja selectiva. Existen varios tipos de plásmidos: episomas (se integran en el cromosoma bacteriano y se replican  con él), plásmidos conjugativos (tienen genes que codifican pili sexuales, por lo que pueden transferirse a otras bacterias ) y plásmidos no conjugativos (no pueden ser transferidos por conjugación)

Otras estructuras.

⦁ Cápsula o glucocálix: es una capa viscosa y pegajosa por fuera de la pared. La cápsula es rígida; el glicocálix, flexible.

⦁ Fimbrias: filamentos huecos, delgados y rectos. Formados por la proteína pilina, sirven de adherencia a sustratos vivos o inertes.

⦁ Endosporas: son formas de resistencia ante situaciones adversas. Carecen de metabolismo.

⦁ Flagelos: apéndices finos de mayor longitud que la bacteria. Sirven para el movimiento. La mayor parte está formada por filamentos.En la base hay una región más ancha (codo o gancho) que se une al corpúsculo basal, parte motora unida a la membrana plasmática.

5.3. PROCESOS PARASEXUALES

Las bacterias se reproducen asexualmente, por división simple. Sin embargo, tienen varios mecanismos de intercambio de genes entre diferentes individuos, incluso entre especies diferentes. Esta transferencia horizontal de genes constituye los procesos parasexuales, que es un intercambio vertical, entre progenitores y descendientes. Existen tres mecanismos básicos de intercambio de genes en bacterias:

⦁ Transformación: las bacterias captan fragmentos de ADN desnudo que se encuentran dispersos en el medio. Estos fragmentos se incorporan al genoma bacteriano y son heredables.

⦁ Transducción: transferencia de material genético de una bacteria a otra. Los virus, al salir de una célula infectada, pueden llevarse parte del ADN de la bacteria y luego incorporarlo a otra bacteria mediante un ciclo lisogénico.

⦁ Conjugación: una bacteria donadora transmite un fragmento de ADN a una bacteria receptora a través de los pili sexuales. Las bacterias donadoras poseen, además de su cromosoma, plásmidos conjugativos, como el factor F o de fertilidad, y el factor R. Las bacterias receptoras carecen de ellos.

Fuentes: BIOGEO