Biol 300 Módulo 3

Módulo 3: Características de los microorganismos BIOL 300 - Microbiología para estudiantes de ciencias de la salud

Objetivos DESCRIBIR LAS CARACTERÍSTICAS IDENTIFICAR PATOGENICIDAD O PRINCIPALES DE LOS BENEFICIOS DE LOS MICRORGANISMOS MICROORGANISMOS PARA LOS SERES HUMANOS Y EL AMBIENTE

Clasificación de los microorganismos  Cuando los biólogos descubrieron las bacterias microscópicas, estaban identificando cómo clasificarlas. Las bacterias no eran animales o plantas. Por lo que tenían que crear una taxonomía para ellas.  Inicialmente en el Manual de Bergey, las bacterias eran clasificadas por su morfología, recciones a la tinción, presencia de endosporas, y otras características. A partir de otros descubrimientos la última edición del Manual de Bergey, se clasifican por sus características filogenéticas.  Los microorgamismos los clasificamos en: Reino Monera y Protista. Dentro del reino protista encontramos dos dominios: Procariota y Eucariota. Dentro del dominio procariota tenemos las bacterias y las arqueas.

Clasificación de los microorganismos Dentro del reino monera, tenemos los organismos procariotas que lo componen las bacterias y las arqueas. Dentro del dominio eucariota tenemos: los hongos unicelulares , los protozoarios y las algas. Reino Reino Monera Protista Procariota Eucariota Bacterias Arqueas Hongos Protozoarios Algas

Bacterias  Cuando pensamos en bacterias, generalmente pensamos en enfermedad. La realidad es que muy pocas bacterias son dañinas para el ser humano, animales, plantas o cualquier otro organismo.  Las bacterias son organismos unicelulares, ya que su material genético no está encapsulado en una membrana nuclear.  Las bacterias aparecen en diversas formas, bacilos, cocos o en forma de espiral. Estas son las formas más comunes, aunque existen con forma de cuadrado y de estrella. Las bacterias pueden formar pares, ramilletes, cadenas u otra forma de agrupación: estas agrupaciones son características usuales del género o especie de la bacteria.  Las bacterias están encapsuladas en pared celular que está compuesta por un complejo de carbohidratos y proteínas llamado peptidoglucano. Las bacterias generalmente se reproducen dividiéndose en dos células iguales, a este proceso se le conoce como fusión binaria. La mayoría de las bacterias utilizan químicos orgánicos derivado de organismos vivos o muertos.  Algunas, pueden producir su propio alimento por fotosíntesis y otras necesitan compuestos inorgánicos para su nutrición.

Bacterias Organismos unicelulares Diversidad de formas Contienen pared celular Se reproducen en fusión binaria

Recurso de Video #1 Observe el siguiente video en dónde se explica qué son las bacterias y cómo se clasifican. [MultiChannel]. (2018, Oct. 29). Bacterias: Qué son y cómo se clasifican [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=oli7NyvHjtc

Modelo celular de las baterias Explore la siguiente imagen interactiva para que identifique las partes de la célula de las bacterias Gram positivas y Gram negativas. https://www.cellsalive.com/cells/bactcell_js.htm Fusión binaria de E. coli https://www.cellsalive.com/ecoli.htm

Clasificación de las bacterias La tinción Gram es un proceso en el cual las Gram-positivas Gram-negativas bacterias se lacan con una solución decolorante para después teñirlas con Pared celular simple Pared celular compleja violeta cristal. Además, de añado un colorante de contraste, Safranina, después Capa de peptidoglucano Capa de peptidoglucano del lavado. Las bacterias gram-positivas gruesa fina conservan el color del tiente violeta, mientras que las gram-negativas son de No posee capa externa Posee capa externa de color rojo o rosa. Esto se debe a la de lipopolisacáridos lipopolisacáridos diferencia en la pared celular. Las bacterias gran-positivas no tiene una membrana Retienen cristal violeta Retiene safranina celular externa que sí poseen las bacterias azul/violeta rojo/rosado gram-negativas. La pared celular de las bacterias gram-positivas es alta en peptidoglucano, quien es el responsable de retener el tiente violeta cristalino.

Recurso de Video #2 Observe el siguiente video en dónde se explica el procedimiento para realizar un frotis y tinción Gram. Cortes, N. (2016, May. 19). Frotis bacteriano y tinción Gram [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=kQNHf-i6cC4

Laboratorio virtual Acceda al siguiente enlace https://webcampus.drexelme para tener la experiencia de d.edu/simulation/microbiolog realizar un aislamiento de y/lab1/ bacterias en un plato Petri y realizar una tinción gran en este laboratorio virtual.

Bacterias Gram-Negativas Todas las proteobacterias son Gram-negativas y tienen una pared celular formada principalmente de lipopolisacáridos. Su morfología es muy variable: bacilos, cocos y prostecas entre otras formas. Muchas se mueven utilizando flagelos, pero algunas lo pueden hacer por deslizamiento bacterial. Tienen presentan gran variedad de tipos de metabolismo: la mayoría son anaerobias, pero hay muchas excepciones. Su nutrición es generalmente heterótrofa, pero las denominadas bacterias púrpuras realizan la fotosíntesis.  Proteobacterias- en este grupo se encuentran la mayor parte de las bacterias quimio heterótrofas. Son el mayor grupo taxonómico de las bacterias. Se dividen en 5 clases: ➢ Alfa proteobacterias-incluye la mayoría de formas oligotróficas. ➢ Beta proteobacterias-especies que suelen utilizar sustancias procedentes de la descomposición orgánica anaerobia. ➢ Gamma proteobacterias-grupo amplio y complejo quimiorganotrofos, anaerobios facultativos y fermentadores; también especies aerobias, fotosintéticas y oxidadoras del Azufre. ➢ Delta proteobacterias - contiene especies depredadoras, formadoras de cuerpos fructificantes, anaerobias, etc. ➢ Epsilon proteobacterias- son las menos numerosas, a él pertenecen Campylobacter y Helicobacter.

Bacterias Gram-Negativas Cianobacterias Estas clasificaciones son otros grupos de Chlorobi bacterias gram negativas. Aunque el Choroflexi grupo mayoritario son las Chlamydiae proteobacterias, no son las únicas dentro Plantomycetacia del grupo de las gran negativas. Bacteroidetes Fusobacteria Spirochaetes

Bacterias Gram-Positivas  Las bacterias gran positivas Las firmicutis son un filum de las bacterias bajas en el se dividen en 2 grupos contenido de Guanina y Citosina en su DNA. Se encuentran dependiendo de la razón cocos, bacilos, células redondas, entre otras formas. Además, G+C: algunas producen endosporas , las cuales son resistentes a condiciones extremas. Se encuentran en diferentes ambientes.  Firmicutis (bajo contenido Estas bacterias tienen un rol importante en la producción de Guanina+Citosina) cerveza, vino y cidra. Este grupo se divide en: Clostridia, Bacilli y Mollicutes  Actinobacterias (altas en razón Guanina+Citosina) Las actinobacterias son uno de los filum más dominantes de las bacterias gram-positivas. Son altas en Guanina y Citosina en su DNA, pueden ser terrestres o acuáticas. Las actinobacterias se encuentran en la tierra, agua dulce, agua salada y juegan un papel muy importante en la descomposición de material orgánico.

Arqueas Las arqueas al igual que las bacterias consisten de células procariotas, pero si tienen pared celular, esta no está  Células procariotas compuesta de peptidoglucano. Las arqueas generalmente se  Tienen pared celular encuentran en ambientes extremos y se dividen en tres grupos:  Se encuentran en metanógenos, producen metano como desecho, halófilas (le gusta la sal) y las termófilas (les gusta el calor). No se ha ambientes extremos: descubierto que las arqueas acusen daño a los seres humanos.  Metanógenas  Halófilas  Termófilas

Recurso de Video #3 Observe el siguiente video en dónde se explica todo sobre las arqueas. Sánchez, H. (2012, Nov. 5). Reino Archae [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=o-YoZ4r2Gos

Hongos Los hongos son eucariotas, sus células tienen un núcleo distinto que contiene ADN, rodeado de una envoltura especial llamada membrana nuclear. Los hongos pueden ser unicelulares y multicelulares. Un ejemplo de un hongo multicelular son las setas, parecen una planta, pero, no llevan a cabo fotosíntesis. Otros hongos que podemos ver a menudo es el moho, el hongo algodonero. Se pueden reproducir de manera sexual y asexual y obtienen sus nutrientes del ambiente, de la tierra, del agua del mar, de algún animal o algún huésped. De sobre 100,000 especies de hongos, solo alrededor de 200 son patógenos para humanos y animales. Los hongos son beneficiosos; tienen un rol importante en la cadena alimenticia. Descomponen material de las plantas muertas y reciclan elementos vitales. El estudio de los hongos se conoce como micología.

Recurso de Video #4 Observe el siguiente video en dónde se explica todo sobre los hongos.  [Tocor XXII]. (2017, Sep. 28). Introducción a la Microbiología: Los hongos [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=EiD-ksnpNEk

Protozoarios El término protozoo significa Según la clasificación tradicional, los protozoos pueden ser primeros animales, pero son de los siguientes tipos: muy distintos a los animales. Muy pocos son • Rizópodos. Se caracterizan por desplazarse mediante fotosintéticos y tienen ciclos pseudópodos, es decir, formando “dedos” con el citoplasma y de vida complejos. Los la membrana plasmática que se proyectan hacia adelante. protozoarios son organismos Estas proyecciones se emplean también para capturar alimento unicelulares, se mueven por e introducirlo al citoplasma, en un proceso llamado fagocitosis. cilios o flagelos. En el caso de la Ameba, esta se mueve • Ciliados. Su membrana plasmática está rodeada de cilios, es utilizando el citoplasma, decir, filamentos similares pero más pequeños y numerosos llamado seudópodos (pies que los flagelos, que sirven para movilizar a la célula. falsos). Existe variedad de formas de los protozoarios y • Flagelados. Están dotados de uno o más flagelos, o sea, “colas” viven de manera libre o que permiten impulsar la célula y movilizarla. como parásitos. Los protozoarios se reproducen • Esporozoos. Se trata de parásitos, carentes de movilidad pero de manera sexual y asexual. que poseen una fase de división múltiple conocida como esporulación, y que son causantes de enfermedades, como la malaria. Fuente: https://www.caracteristicas.co/protozoos/#ixzz67Ksqybvw\\

Protozoarios Los protozoos se reproducen abundantemente, condición clave para su éxito biológico y evolutivo. Este proceso puede darse tanto sexual o asexualmente, dependiendo de las condiciones del medio, a través de diversos procesos:  División binaria (asexual). La conocida “mitosis”, en la que una célula se divide en dos y se replica a sí misma.  Gemación (asexual). El protozoo genera una copia de sí mismo en una estructura resistente que permanece junto a sí y que puede sobrevivirle durante períodos difíciles, para luego reactivarse y devolver a la vida un ejemplar idéntico al original.  Esporulación (asexual). La célula original se fragmenta en un conjunto de esporas, resistentes a los cambios climáticos, que luego darán origen a individuos enteros.  Meiosis (sexual). Los protozoos generan gametos o microgametos que permiten formar un cigoto uniendo el material genético de dos progenitores y así obteniendo una mayor riqueza genética, para luego engendrar un nuevo individuo original. Este proceso se lleva a cabo usualmente en períodos de abundancia de recursos. Metabolismo de los protozoos  Los protozoos también respiran, excepto algunos pocos capaces de quimiosíntesis o fotosíntesis (por lo general se les considera cromistas). De hecho, su respiración es aerobia (requiere de oxígeno) y son particularmente sensibles a la carencia de este elemento.

Protozoarios  Son unicelulares  Se mueven por cilios o flagelos  Viven de manera libre o como parásitos  Se reproducen de manera sexual y asexual  Habitan en ambientes húmedos o medios acuáticos This Photo by Unknown Author is licensed under CC BY

Recurso de Video #5 Observe el siguiente video en dónde se explica todo sobre los protozoarios.  [Medi Feliz]. (2016, Mar. 5). Protozoarios [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=4G0rDhGu84 g&t=92s

Algas Las algas con organismos eucariotas fotosintéticos con gran variedad de formas y se reproducen de manera sexual y asexual. Por lo general, las algas que se estudian en la microbiología son unicelulares. La pared celular se compone de un carbohidrato llamado celulosa. Las algas abundan en agua salada, agua dulce y en asociación con las plantas. Las algas llevan a cabo fotosíntesis, por lo que necesitan luz, agua, dióxido de carbono para producción de su alimento y para crecer, pero generalmente no requiere compuestos orgánicos del ambiente. Como parte del proceso de fotosíntesis, las algas producen oxígeno y carbohidratos que pueden utilizar otros organismos, incluyendo los animales. Las algas juegan un papel fundamental en el balance de la naturaleza.

Algas unicelulares  Chrysophyta. Incluye algas verdes amarillas y diatomeas. La mayoría de estas algas son flageladas, con una cubierta externa de sílice. La reproducción es típicamente asexual, por medio de zoosporas.  Euglenophyta. Incluye flagelados conocidos como euglenoides. Euglena es el género más difundido.  Dinoflagelados. Mayormente marinos. Algunas especies son bioluminiscentes, otras han sido relacionadas con mareas rojas. This Photo by Unknown Author is licensed under CC BY-SA

Algas multicelulares This Photo by Unknown Author is licensed under CC BY-SA  Rodófitas. También conocidas como algas rojas, poseen ficobiliproteínas en los ficobilisomas. Con estos pigmentos pueden capturar la energía luminosa aun a gran profundidad. Constituyen un grupo morfológicamente diverso, con unos 10 géneros unicelulares y el resto multicelulares. No son flageladas.  Feófitas. También conocidas como algas pardas, contienen varios tipos de clorofila (como la a y la c). Incluye formas unicelulares, coloniales y filamentosas. Las algas pardas más evolucionadas disponen de un sistema de transporte de carbohidratos semejante al de las plantas vasculares  Clorófitas. También conocidas como algas verdes, poseen clorofila a y b, pero algunas clorófitas han perdido sus pigmentos fotosintéticos y han pasado a funcionar como endosimbiontes de otros organismos. Muchas de estas algas se aprovechan para la producción de biodiesel, ya que acumulan ácidos grasos. Fuente: https://www.caracteristicas.co/algas/#ixzz67KuJVUK2

Algas  Son organismos eucariotas fotositéticos  Se reproducen de manera sexual y asexual  Abundan en agua salada, dulce y en asociación con las plantas

Recurso de Video #6 Observe el siguiente video en dónde se explica todo sobre las algas.  [Ingenia UdeA]. (2015, May. 5). Algas-07 [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=yUE5OukAH dI

Los virus Los virus son muy diferentes a los grupos de microorganismos antes mencionados. Son tan pequeños que solo se pueden ver a través de un microscopio electrónico, son acelulares. Posee un estructura muy simple, tiene un núcleo de un solo tipo de ácido nucleico, RNA o DNA. Este núcleo en algunas ocasiones, está rodeado de una capa de proteína encapsulada en una membrana de lípidos, llamada sobre. Todos los organismos vivos tiene RNA o DNA pueden llevar a cabo reacciones químicas y se pueden reproducir. Los virus solo se pueden reproducir utilizando la maquinaria celular de otros organismos. Por lo tanto, los virus solo son considerados seres vivos cuando se multiplican en las células infectadas de un huésped, por lo que son parásitos de otra forma de vida. Por otra parte, los virus no son considerados seres vivos, ya que son inertes fuera de un huésped. Los virus son capaces de infectar cualquier forma de vida, desde animales y plantas hasta bacterias y otros virus (virófagos), y existen en todos los ecosistemas terrestres, siendo la forma biológica más abundante conocida: se han descrito más de 5000 especies de virus desde su descubrimiento en 1899, pero se estima que podrían existir millones de ellos. Si bien los virus son enormemente diversos en su forma y estructura, suelen ser unas 100 veces más pequeños que las bacterias y consistir en una molécula de ADN envuelta en una cápsula de proteínas. This Photo by Unknown Author is licensed under CC BY-ND

Existen Helicoidal. En forma de hélice, con una cavidad central hueca en cuatro donde se aloja el material genético (ARN o ADN). formas posibles Icosaédrica. Casi esféricos, simétricos, son los más abundantes de de virus: todos los que infectan a los animales. Envoltura. Estos virus poseen una envoltura de lípidos que extraen de la misma membrana celular de sus víctimas. Esa misma capa es utilizada para inocular su material genético dentro de la célula. Complejos. Los virus con formas complejos pueden ser a medias icosaédricos, helicoidales e incluso tener estructuras adicionales, como colas de proteínas. En muchos casos, estas “colas” se emplean a modo de jeringa para inyectar a la célula el material genético del virus. Fuente: https://www.caracteristicas.co/virus/#ixzz67L6HJLhc

Los virus  El proceso de reproducción de los virus comprende diversas etapas y tiene lugar dentro del organismo infectado y específicamente dentro de cierto tipo de células (selectividad infecciosa). Estas etapas son: ➢ Adhesión. A través de diversos mecanismos, el virus se sujeta a la célula a infectar, luego de haberla identificado como propicia (debe tener ciertas características que le garanticen al virus la replicación de su material genético). ➢ Penetración. Se llama “penetración vírica” a la fase en que el virus se introduce en la célula, ya sea a través de fusión de membranas o de órganos específicos para inocular su material genético al interior de la célula. ➢ Replicación. El material genético del virus obliga a la célula a sintetizar las proteínas que constituyen al virus, replicando así la misma forma infecciosa original en su interior. ➢ Liberación. La célula infectada muere, ya que el número de virus sintetizados en su interior revienta su membrana plasmática, liberando estas formas infecciosas al medio ambiente y perpetuando así el ciclo.  Las enfermedades producidas por virus en el hombre son abundantes. Oscilan entre las infecciones pasajeras, que duran lo que tarde el sistema inmunológico en controlar la presencia del virus y expulsarlo del organismo, y otras que requieren tratamiento para eliminar o al menos controlar la infección.  A lo largo de la historia ha habido numerosas pandemias de origen viral que han costado numerosas vidas humanas, como la varicela, el ébola, el dengue o la fiebre chikunguña.

Virus  Se pueden ver a través de un microscopio electrónico  Son acelulares  Poseen una estructura muy simple  Poseen un núcleo y un solo ácido nucléico, DNA o RNA  Son parásitos

Recurso de Video #7 Observe el siguiente video en dónde se explica todo sobre los virus.  Rodriguez MD, J. (2017, May. 7). Generalidades de los virus [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=9hiVpG- 9pi0

Tamaño de los En esta imagen interactiva podrá observar el microorganismos tamaño aproximado de diversos microorganismos. https://www.cellsalive.com/howbig_js.htm

Referencias  Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2016). Microbiology: an introduction. Boston. Pearson  Máxima Uriarte J. (2019). Protozoos. Características.co. Recuperado de: https://www.caracteristicas.co/protozoos/  Máxima Uriarte J. (2019). Virus. Características.co. Recuperado de: https://www.caracteristicas.co/virus/  Virus. Recuperado de: https://www.ck12.org/book/CK-12-Conceptos-Biolog%C3%ADa/section/2.3/  [MultiChannel]. (2018, Oct. 29). Bacterias: Qué son y cómo se clasifican [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=oli7NyvHjtc  [Medi Feliz]. (2016, Mar. 5). Protozoarios [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=4G0rDhGu84g&t=92s  [Ingenia UdeA]. (2015, May. 5). Algas-07 [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=yUE5OukAHdI  Rodriguez MD, J. (2017, May. 7). Generalidades de los virus [Archivo de Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=9hiVpG-9pi0

¡Felicitaciones ha revisado el resumen teórico del tema de esta semana! Recuerde que para construir exitosamente su aprendizaje es importante que: Repase cuantas veces requiera la información contenida en la carpeta de módulos (incluye esta presentación). Lea el material de referencia para aclarar dudas. Desarrolle todas las actividades según consta en las instrucciones. Envíe las tareas en la fecha indicada a través de la plataforma educativa. Participe activamente en las sesiones colaborativas.