Microbiologia - classedebio · 2019. 3. 31. · failita l’inter anvi de sustànies –Taxa...

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