Microbiologia
Ciència que estudia els microorganismes
Essers viu de tamany tan menut que solament es poden observar amb aparells òptics que ens proporcionen una imatge augmentada i que són matèria d’estudi de la Microbiologia
Amb açò excloem animals pluricel·lulars de tamany microscòpic però que són estudiats per diferents branques de la Zoologia com : àcars, copèpodes, nematodes...
Característiques dels microorganismes
• El tamany tan menut determina varies característiques:
– Relació superfície/volum gran (més gran quan més xicotet siga l’org) Tenen molta superfície de contacte amb l’ext facilita l’intercanvi de substàncies
– Taxa metabòlica elevada: les reaccions metabòliques ocorren molt ràpid
– Consumeixen nutrients i originen productes de rebuig molt ràpidament i els expulsen al medi alteren el medi en el que viuen a voltes és útil
– Elevada taxa de reproducció (cada 20-30 min)
Classificació dels microorganismes
• Domini Eukarya: Eucariotes amb ARNr eucariòtic iglicerolípids de membrana
Inclou els regnes: protoctista, fong, plantes i animals
• Domini Bacteria: Procariotes amb ARNr bacterià,paret bacteriana de mureïna i glicerolípids demembrana • Domini Archaea: Procariotes amb ARNrarqueobacterià, paret cel·lular sense mureïna i lípids demembrana tipus isoprenoïde
Regne Monera
REGNE TIPUS CEL·LULAR ORGANISMES
Monera Procariotes Arqueobacteris i Bactèries
Protoctista Eucariotes Unicel·lulars: protozous i algues unicel·lulars
Pluricel·lulars: mixomicets
Fongs Eucariotes Unicel·lulars: llevats
Pluricel·lulars: llevats, floridures i micorrices
Acel·lulars Acel·lulars VirusViroidesPrions
1. VIRUS
Es pensa que s’originaren a partir de cels primitives que s’especialitzaren en un tipus
de vida paràsit perderen totes les estructures que no eren necessàries
VIRUS
• Són formes acel·lulars microscòpiques
• No tenen metabolisme ni cap forma de autoconservació ni reproducció, únicament tenen el necessari per a transportar-se d’una cèl·lula hoste a altra i per a reproduir-se dins de la cèl·lula hoste aprofitant la maquinària molecular d’aquesta
Paràsits intracel·lulars obligats
• Fase extracel·lular = VIRIÓ
• Fase intracel·lular l’ac nucleic del virus
Estructura
• Àc nucleic: pot ser ADN o ARN, però mai els dos alhora
– Una o dos cadenes, lineal o circular
• Càpside: embolcall proteic format per unitats anomenades capsòmers d’un o varios tipus que encaixen perfectament forma geomètrica característica de cada espècie de virus
• En alguns virus per fora de la nucleocàpsida trobem una membrana lipoproteica:
– Bicapa lipídica obtesa de la cèl·lula hoste al eixir d’ella
– Proteïnes codificades per l’ac nucleic viral a voltes sobreixen i serveixen per al reconeixement de la cèl·lula hoste i per a l’entrada
nucleocàpside
Virus que infecten cels animals
• Enzims del virió¿??
Classificació
• Segons el tipus de càpsida:
Polièdrics o icosaèdrics càpsida amb forma d'icosàedreEx: adenovirus (conjuntivitis o refredat) i poliovirus
Cilíndrics o helicoïdals càpsida de forma cilíndrica amb un sol tipus de capsòmers que es munten seguint la forma helicoïdal del ac nuclèicEx: ràbia, èbola, TMV
• Aquestos tipus de virus poden estar envoltats per un embolcall lipoproteic o no Este embolcall també pot tindre espícules i /o complexos de hidrats de carboni que sobreïxen de l’embolcall serveixen per a unir-se a la cèl·lula hoste
HELICOIDAL AMB EMBOLCALL(GRIP)
POLIÈDRIC AMB EMBOLCALL(HERPES)
Complexos cap polièdric (amb el ac nuclèic) + coll + cua cilíndrica + placa basal de la que ixen unes fibres articulades i espícules (per a la fixació)Ex: bacteriofags virus que parasiten bactèries
poxvirus
• Segons el tipus d’àcid nucleic:
– DNA doble cadena miovirus (infecten bactèries (càpsida complexa)), adenovirus, herpesvirus
– DNA monocatenari inovirus (infecten bactèries (càpsida cilíndrica)
– RNA bicatenari reovirus (infecten plantes i animals)
– RNA monocatenari retrovirus transcriptasa inversa
monocatenari
Cicle vital
• La vida d’un virus està dividida en 2 fases:
– Fase extracel·lular inactiva (virió)
– Fase intracel·lular entra dins d’una cel hoste i es fa càrrec de la seua maquinària s’autoreplica, sintetitza proteïnes, ac nucleics...
– Etapa de fixació
– Etapa d’entrada
– Etapa de eclipsi
– Etapa d’autoreplicació
– Etapa d’autoassemblatge o encapsidació
– Etapa d’alliberament
1. Etapa de fixació o adsorció
- El virus es fixa a la membrana de la cèl·lula hoste
- Ha d’existir complementarietat entre les proteïnes de la càpsida (o del embolcall) del virus i les proteïnes (receptors) de la memb cel.lular s’uneixen mitjançant enllaços dèbils
- La unió complementària entre les prot del virus i la cel.lula marquen la especificitat cada virus sols pot infectar una espècie o fins i tot un sols tipus cel
2. Etapa d’entrada
- El virus penetra en la cel hoste de diferents formes:
- Virus sense embolcall es perfora la memb cel·lular i
solament entra l’ac nucleic
- Virus amb embolcall:
fusió de l’embolcall del virus amb la memb cel
per endocitosi formant un endosoma després
l’embolcall i la memb es fusionen i s’allibera la
nucleocàpsida dins de la cel
• Etapa d’eclipsi
- Descapsidació
- Si ha penetrat la nucleocàpsida sencera desassemblatge
de la càpsida i alliberament de l’ac nucleic
- El virus desapareix aparentment:
- no es pot veure ni amb microscopi ni tampoc hi ha
símptomes en la cèl·lula infectada
- L’ac nucleic sintetitza moltíssimes molècules ARNm(transcipció) per a la síntesi de prot víriques que es necessiten per a l’autoduplicació
• Etapa d’autoduplicació o biosíntesi
- A partir dels RNAm es sintetitzen les prot víriques aprofitant els ribosomes, RNAt, i aa de la cel hoste es sintetitzen capsòmers i còpies del ac nucleic del virus
• Etapa d’autoassemblatge
- Els capsòmers s’uneixen formant la càpsida i l’ac nucleic es plega al seu interior
• Etapa d’alliberament
- Els nous virus ixen de la cel hoste
- Si són virus nus solen eixir trencant la cel hoste per EZ víriques que indueixen el trencament de la membmort de la cel hoste
- Si són virus amb embolcall s’alliberen per exocitosi o gemmació la membrana de la vesícula d’exocitosi formarà el nou embolcall víric
Cicle LÍTIC d’un bacteriofag
Cicle LISOGÈNIC
Etapa d’eclipsi indefinida
CICLE LÍTIC
Retrovirus
https://www.youtube.com/watch?v=Rpj0emEGShQ
Altres formes acel·lulars
• VIROIDS xicotetes molecules d’ARN simple circular sense coberta protèica plegament per aparellament de nt que produeix una estructura 3D plegada i tancada que el protegeix d’EZ cel·lulars
• L’ARN no conté gens que codifiquen proteïnes depén del hoste per a replicar-se
• Solament s’han identificat en vegetals tristor dels cítrics
• La proteïna PrPC és la proteïna que trobem en organismes normals
• La proteïna PrPSC la trobem en cels infectades :
– Resistent a digestió per proteases
– Resistent a altes temperatures
– Insoluble en detergents
PrPC PrPSC
PRIONSsón agregats de glucoproteïnesProvoca encefalopaties espongiformes (xq al cervell apareixen espais buits per mort neuronal) en humans i ramat humans: Kuru i malaltia de Creutzfeldt-Jacob
Canvi conformacional
2. EUBACTERIS
Microorganismes unicel·lulars procariotes
(0.3-10 µm)
• Poden formar colònies, que es poden agrupar en biopel·lícules = fines capes de bactèries immerses en un líquid que segreguen elles mateixes i que els ajuda a subjectar-se al substrat i els protegeix d’agressions externes Permeten:
– Transferència d’informació genètica
– Intercanvi de nutrients
– Proporciona protecció i refugi contra agents externs
Ex: placa bacteriana dental
1. Morfologia
2. Estructura Procariotes
• Paret bacteriana és un embolcall responsable de la forma i la rigidesa + protegeix del trencament per osmosi
• Formada per mureïna (peptidoglicà) xarxa 3D resistent
GRAM POSITIVESGRAM NEGATIVES
+La resta de components i la disposició depenen de si són:
Admeten la Tinció de Gram
NO admeten la Tinció de Gram
GRAM NEGATIVESEl peptidoglicà suposa sols el 10% de la paret es troba en una sola capa entre dos memb a les quals s’uneix covalentment
GRAM POSITIVESEl peptidoglicà suposa el 90% forma una xarxa de varies capes superposades Estructura gruixuda i rígidaPer la part exterior té àcids teicòics i derivats
• Membrana cel·lular
Fina capa que envolta la cèl·lula i la separa de l’exterior actuant com a barrera selectiva
• Gram - tenen 2 membranes (interna i externa)
• Gram + tenen 1 membrana
– Membrana interna de G- i la de G+ (la única q hi ha) ≈ a la de eucariotes Es localitzen sist EZ que controlen intercanvi de subst, tte d’e-, sint d’ADN i altres components
– Memb externa de G- conté molec de lipopolisacàrid que no existeixen en cap altre ésser viu i que és responsable de les resistències a Ab
• Citoplasma
Subst formada per un 80% d’aigua, prot, glúcids, lípids i ions inorgànics tenen lloc les reaccions
• No té citoesquelet, però conté ribosomes, inclusions i nucleòid
– Ribosomes 70S poden estar aïllats o associats a cadenes d’ARNm formant poliribosomes
– Inclusions: grànuls que emmagatzemen substàncies
- Nucleòid: zona concreta de la matriu citoplasmàtica, forma irregular, poc densa, que conté el cromosoma bacterià + plàsmids
– Cromosoma bacterià Els bacteris són haploides amb un sol cromosoma format per una doble hèlix d’ADN circular associat a prot NO histones
– Plàsmids xicotetes molècules d’ADN circular de doble cadena poden replicar-se de forma independent al cromosoma bacterià o poden estar integrats en aquest
Els gens que contenen no són essencials per al creixement i reproducció però ofereixen avantatgesEls plàsmids xicotets poden tindre moltes còpies d’ells mateixos (≈
40 còpies) plàsmids multicòpia
Els plàsmids grans solen tindre una còpia monocòpia
• Mesosomes són artefactes
• Components externs a la paret cel·lular
• Càpsula: és una capa viscosa i apegalosa que es forma externament a la paret en G+ i G-
Formada per subst glucídiques: N-acetil-glucosamina + àcids urònics + manosa...
FUNCIÓ: protegeix de la dessecació i d’atac d’AC, fagocitosi dels leucòcits (relliscós)
augmenta la virulència
• Fímbries: filaments fins, rectes i curts de fimbrina
Funció: Adherència als substrats vius o inerts
• Pili: Més llargs i amples que les fímbries, i sols 1 o 2
Funció: intercanvi de fragments d’ADN durant la conjugació
• Flagels: apèndixs llargs i fins de flagelina
Funció: desplaçament
3. Nutrició
• Depenent de si necessiten oxigen o no:
• Aeròbies fan una respiració aeròbia (igual que a les mitocòndries de eucariotes) necessiten O2
• Anaeròbies
– Si NO poden viure amb O2 anaeròbies estrictes
– Si poden viure amb O2 o sense O2 anaeròbies facultatives
4. Reproducció
• Els bacteris es reprodueixen per bipartició o divisió binaria: es duplica l’ADN + la paret bacteriana creix fins a formar un tabic que separa les dues cèl·lules filles
• Mecanismes parasexuals transferència horitzontal de gens:
a. Per transformació: un bacteri receptor capta una molècula o fragment d’ADN (d’un altre bacteri)que es troba dispers en el medi i l’incorpora al seu cromosoma
b. Per transducció: transferència de material genètic d’un bacteri a altre gràcies a un virus bacteriòfag
c. Per conjugació: un fragment d’ADN passa d’un bacteri donador a un receptor a través d’un pili
F+ aquelles que contenen el plàsmid que es va a transmetre
F- NO contenen el plàsmid
Ara els 2 són F+
Unió del factor F al cromosoma
Es transfereix un fragment que conté gens del plàsmid i del cromosoma
El bacteri resultant té un genoma nou
5. Relació
• Els bacteris responen a estímuls del medi mitjançant modificacions del seu metabolisme o del seu comportament
– Moviments d’aproximació o allunyament de l’estímul anomenats TAXIES quimiotaxies o fototaxies
Bacteris atrets per un cristall de sucre
– Formació d’endospores (espores a l’interior de la cèl·lula) davant condicions adverses protegeixen l’ADN i el citoplasma
– L’activitat metabòlica de l’endospora es redueix al mínim (vida latent) i es manté així fins que les condicions tornen a ser favorables l’endospora germina i dóna lloc a un nou bacteri actiu
– Poden sobreviure centenars d’anys i soportar condicions de més de 100ºC
Ocorre en alguns bacteris G+ que viuen al terra Ex: Gènere Bacillus i gènere Clostridium
Uns bacteris particulars: CIANOBACTERIS
• Memb i paret com els G- + cobertura mucilaginosa que permet la formació de colònies
• Sistema de memb que conté pigments i EZ necessaris per a fer la fotosíntesi oxigènica
• Poden fixar N atmosfèric
• No tenen moviment, algunes sp suren en l’aigua
• Poden viure aïllades, en colònies o en simbiosi amb plantes
MICOPLASMES
Micoplasmes
• No presenten paret cel·lular Sensibles als xocs osmòtics, detergents, alcohols i anticossos específics
• La majoria són paràsits d’animals provoquen malalties no molt greus Exemple: Mycoplasma pneumoniae
• Resistents a la penicil·lina• Sensibles a antibiòtics que inhibeixen la síntesi de
proteïnes(tetraciclines)
ARQUEOBACTERIS
https://storify.com/microBIOblog/micromooc-extremofilos-la-vida-al-borde-de-los-imp