UNIDAD 11.-1 MICROORGANISMOS.

MICROORGANISMOS.CONCEPTO Y DIVERSIDAD.

1. DIVERSIDAD MICROBIANA.

• Organización celular:

• Organización procariota: Reino Monera (bacterias)
• Organización eucariota: Reino Protistas (protozoos, algas microscópicas, hongos mucosos), Reino Hongos.

• Organización acelular: Virus.

2.CRECIMIENTO MICROBIANO.

En condiciones ambientales favorables las poblaciones de microorganismos aumentan su tamaño. Se distinguen cuatro etapas:

• Fase de latencia: en esta etapa las células se adaptan a las nuevas condiciones de cultivo y no se observa crecimiento.
• Fase exponencial: la velocidad de crecimiento es constante.
• Fase estacionaria: no se observa crecimiento debido al equilibrio entre las células que mueren y las que se reproducen.
• Fase de muerte: las reservas se agotan, se acumulan productos tóxicos y las células mueren.

3. PROCARIOTAS.

Son microorganismos cuyo tamaño oscila entre 0,1 y 50 micrometros.

Según sea su fuente de carbono se dividen en:

• Autótrofos: emplean CO2.
• Heterótrofos: emplean compuestos orgánicos.

Por otra parte, según su fuente para obtener energía se dividen en:

• Fotótrofos: emplean la luz.
• Quimiotrofos: emplean energía de las reacciones químicas con compuestos orgánicos o inorgánicos.

Otros son facultativos, es decir, tienen la capacidad de utilizar diversas fuentes de energía y carbono según sus necesidades.

En cuanto a las formas de reproducción, los procariotas se dividen:

• Asexualmente: bipartición o gemación.
• Fenómenos parasexuales:

• Transformación: se transfiere un fragmento de ADN libre desde la bacteria donadora hasta la bacteria receptora.
• Transducción: los fragmentos de ADN pasan de una bacteria a otra a través de un virus.
• Conjugación: se transfieren plásmidos conjugativos a través del contacto directo entre la célula donadora y receptora.

4. VIRUS.

Sus características generales son:

• Los virus son organismos acelulares constituidos por ácido nucleico y proteínas.
• Son parásitos intracelulares obligados, que alternan una fase extracelular inerte y una fase intracelular activa que se desarrolla en el interior de una célula hospedadora.
• Presentan un pequeño tamaño y una simplicidad estructural.

Se clasifican atendiendo a dos criterios:

• Tipo de hospedador que parasitan: animales, vegetales y bacterianos (bacteriófagos)
• Según su simetría:

            Simetría helicoidal .            Simetría icosaédrica. Virus complejos

            .                       

4.1. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LOS VIRUS.

Los virus están formados por:

• Un fragmento de ácido nucleico, que puede ser ADN o ARN, mono o bicatenario, circular o lineal. Este contiene información genética para la síntesis de enzimas implicadas en su proceso de replicación y transcripción, proteínas estructurales, proteínas de la lisis..
• Una cápsida que envuelve al ácido nucleico, y que está formada a su vez por capsómeros (unidades estructurales constituidas por una o varias subunidades proteicas denominadas protómeros.)
• Una envoltura membranosa formada por un bicapa lipídica y proteínas virales (no todos la poseen)

4.2. CICLO DE MULTIPLICACIÓN VÍRICA.

CICLO LÍTICO.

CICLO LISOGÉNICO.

En este ciclo, un virus atemperado incorpora su ácido nucleico al genoma del hospedador (estado de prófago) y se replica con él sin que se produzca la liberación de componentes virales. Ante determinado estímulos se provoca la separación del ácido nucleico del virus y sigue un ciclo lítico.

4.4. VIRUS DE ANIMALES Y VEGETALES.

Sus principales características son:

• En su mayoría son virus con envuelta.

• Simetría icosaédrica o helicoidal.
• Los virus animales poseen todo tipo de ácidos nucleicos, mientras que los vegetales solo poseen ARN.
• Pueden ocasionar infecciones líticas, infecciones persistentes e infecciones latentes.
• Además hay virus animales que tienen la capacidad de transformar células hospedadoras en células cancerosas (virus oncogénicos).

¿Cómo pueden los virus transformar una célula en cancerosa?

• Algunos virus pueden contener en su genoma oncogenes, por lo que si se produjera la infección de las células susceptibles a la infección, se incluiría el genoma del virus con el gen tumoral en la célula hospedadora.
• Otros virus pueden activar proteínas reguladoras que actúan sobre genes que están implicados en la división celular activando la propia multiplicación del virus.
• Otros virus incluyen su genoma en el del hospedador y tienen un efecto mutagénico en genes implicados en la división celular.
• Ciertos virus tienen promotores muy activos de la transcripción en su información genética.

4.5. PARTÍCULAS SUBVIRALES.

• Viroides: son moléculas de ARN monocatenario circular con forma de varilla. No codifican para proteínas y su efecto se produce por la interacción o el control sobre el genoma de la célula hospedadora. Provocan alteraciones en el crecimiento.
• Priones: están formados por proteínas anormales  y se transmiten de unos individuos a otros. Pueden modificar la estructura o la composición de una proteína normal ya que tienen la misma secuencia.

4.6. ORIGEN DE LOS VIRUS.

Hay varias hipótesis:

• Pueden haber surgido de restos evolutivos de microorganismos parásitos celulares muy sencillos, que conservaron su información para la replicación.
• Otras hipótesis indican que pueden haber aparecido a partir de fragmentos génicos de las células hospedadoras, que se asociaron a proteínas.
• La aparición de virus nuevos se debe a cambios genéticos o por transferencia a otros hospedadores.

CICLO DE MULTIPLICACIÓN LÍTICA.

En estado extracelular los virus son incapaces de reproducirse. Por esta razón, tienen que penetrar un una célula hospedadora para reproducirse, utilizando su maquinaria replicativa.

CICLO LÍTICO.

El ciclo lítico consta de varias etapas: entrada de los virus en la célula hospedadora, replicación y síntesis de los componentes virales, maduración y liberación.

ENTRADA DE LOS VIRUS EN LA CÉLULA HOSPEDADORA.

En primer lugar se produce la fase de absorción, en la cual se produce la unión de las proteínas de la cápsida o la envoltura del virus a receptores específicos.

Algunos virus, sobre todos los vegetales, carecen de fase de adsorción y penetran directamente a través de heridas.

A continuación se produce la fase común a todos los virus, la fase de penetración, que se puede llevar a cabo de dos formas:

• Inyección: es el caso de los bacteriófagos, en los que solo penetra el ácido nucleico del virus quedando la cápsida en el exterior.
• Procesos de endocitosis: es el caso de todos los demás y se produce por fusión de su envoltura con la membrana plasmática de la célula o por vesículas de endocitosis.

En aquellos casos en los que la nucleocápsida penetra en la célula hospedadora, el ácido nucleico se libera la citoplasma a través de un proceso denominado descapsidación.

REPLICACIÓN Y SÍNTESIS DE LOS COMPONENTES VIRALES.

Tras la liberación del ácido nucleico al citoplasma se produce la síntesis de las proteínas del virus y la replicación de su ácido nucleico. En este proceso el virus utiliza la maquinaria biosintética de la célula hospedadora y las enzimas codificadas en su ácido nucleico.

• Síntesis de proteínas del virus: puede desarrollarse en una o dos fases (temprana y tardía) y se lleva a cabo en el citoplasma de la célula hospedadora. Las proteínas sintetizadas son proteínas de la lisis, proteínas estructurales, proteínas implicadas en la maduración
• Replicación del ácido nucleico del virus: puede llevarse a cabo en el citoplasma en el caso de los virus bacterianos, vegetales y animales con ARN; o en el núcleo de la célula hospedadora  si es el caso de virus animales y vegetales con ADN.

Los retrovirus poseen dos copias de ARN monocatenario, que se replica a través de una forma intermedia de ADN bicatenario gracias a la enzima retrotranscriptasa.

MADURACIÓN.

En esta fase se produce el ensamblaje de las cápsidas con el ácido nucleico de los nuevos viriones.

LIBERACIÓN.

Una vez finalizado el ciclo lítico, los nuevos viriones salen al exterior. Esta salida se puede producir por gemación, o provocando la lisis de la célula.

Además es en esta fase cuando los virus con envoltura adquieren su membrana a través de la de la célula hospedadora, tras haber insertado en ella proteínas específicas codificadas por el genoma viral.

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