Zootecnia

MICROBIOLOGÍA

TRABAJO COLABORATIVO 1

TECNOLOGÍA EN REGENCIA DE FARMACIA

TATIANA ALEJANDRA MONSALVE AMAYA

C.C 1.037.499.943

TUTORA: MERY LILIANA LOPEZ MARINEZ

GRUPO: 201504_41

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA (ECBTI)

2013

INTRODUCCION

La Microbiología nos permite comprender y entender que es una rama de la biología que se encarga del estudio de los organismos vivos de tamaño microscópico y que hay micro-organismos algunos útiles y otros perjudiciales, y que son indispensables para la conservación de la vida.

Con la elaboración de este trabajo nos permite reconocer e identificar las diferentes clases de bacterias que pueden existir su clasificación y formación, en que sitios de nuestra vida cotidiana pueden habitar, como debemos convivir con ellas y a su vez combatirlas.

OBJETIVOS

 Reconocer las generalidades de los diferentes grupos microbianos

 Conocer la composición química y las funciones de las paredes celulares de las Bacterias Gram Positiva (+) y las bacterias Gram Negativas (-).

1. Describa la composición química y las funciones de cada uno de los componentes de la pared de una bacteria Gram (+) y una bacteria Gram (-).

BACTERIAS GRAM POSITIVA (+)

Se conocen como bacterias Gram Positivas a aquellas que no poseen una membrana externa para proteger el citoplasma bacteriano, tienen una gruesa capa de peptidoglicano y presentan ácidos teicoicos en su superficie. También se distinguen por teñirse de azul oscuro o violeta por la tinción de Gram y es de allí que surge el nombre de Gram positivas. También es correcta la acepción grampositivas. Las Gram Positivas son uno de los principales grupos de bacterias, y cuando se consideran como taxón también se emplea el nombre de Posibacteria. Las restantes bacterias son consideradas como las Gram negativas. Así mismo presentan una mayor resistencia a los antisépticos. Una bacteria gram positiva posee una pared celular gruesa formada principalmente por peptidoglicano que rodea la membrana citoplásmica y que consta de varias capas. El peptidoglicano es un exoesqueleto con forma de malla y cuya función es semejante a la del exoesqueleto de los insectos. Sin embargo el peptidoglicano de la célula es lo suficientemente poroso (a diferencia del exoesqueleto) como para permitir la difusión de los metabolitos a la membrana plasmática. El peptidoglicano es un elemento esencial para la estructura, supervivencia y repliación de las células en las condiciones generalmente hostiles en las que proliferan las bacterias. Durante una infección, el peptidoglicano puede interferir en el proceso de fagocitosis y estimular diversas respuestas en el sistema inmune, tales como procesos pirogénicos (que inducen la aparición de fiebre).

Composición química

Peptidoglicano: Hasta 40 capas del peptidoglicano (mureína) descripto anteriormente. Le da resistencia a la célula. Evita que la célula explote por su gran osmolaridad interior

Las bacterias Gram-positivas se encuentran inmersas en una matriz, que puede representar hasta el 50% del peso de la pared celular, y que está constituida por largos polímeros denominados ácidos teicoicos, pudiendo existir también (o en su lugar) los ácidos teicurónicos y los lipoteicoicos los ácidos teicurónicos y los lipoteicoicos. Estos componentes llegan a sobresalir de la superficie celular y suministran especificidad antigénica.

Ácidos teicoicos: Están presentes en muchas bacterias Gram-positivas, pero no en todas. Son polímeros de hasta 30 unidades de glicerol-fosfato o ribitol-fosfato, unidas entre sí por enlaces fosfodiéster, en los que la mayoría de los grupos -OH están sustituidos por -H, azúcares, aminoazúcares o D-alanina.Los ácidos teicoicos están unidos covalentemente al peptidoglucano, concretamente al -OH en posición 6 del NAM, a través de una unidad de enlace, variable según las especies. (Por ejemplo, en una especie de Micrococcus, el elemento de enlace consiste en {glicerol-P}3 --NAG-P).

Ácidos teicurónicos: Ciertas bacterias Gram-positivas, cuando se someten a un régimen de limitación de fosfato son incapaces de sintetizar ácidos teicoicos, pero en su lugar producen ácidos teicurónicos. Los teicurónicos consisten en polímeros aniónicos formados por la alternancia de ácidos urónicos (que tienen grupos -COOH libres) y aminozúcares como la N-acetil-galactosamina.

Ácidos lipoteicoicos Están presentes en todas las bacterias Gram-positivas, aun en condiciones de carencia de fosfato. Se trata simplemente de ácidos glicerol-teicoicos que se encuentran unidos a la membrana citoplásmica, concretamente se unen por enlace fosfodiéster con glucolípidos de membrana, mientras que el otro extremo de la cadena queda expuesto al exterior.En Streptococcus pyogenes las cadenas de lipoteicoicos se encuentran asociadas con la llamada proteína M, originando una microfibrillas que sobresalen notablemente hacia el exterior celular (observables a microscopio electrónico), y que facilitan la unión a las células de animales en que parasitan estas bacterias.

Funciones:

• Captación de magnesio

• Anclaje de la pared a la membrana.

• Barrera de permeabilidad, son importantes antígenos de superficie con Capacidad inmunogénica.

Estructura

La célula bacteriana está rodeada por una envoltura que, observada al microscopio electrónico, se presenta como una capa gruesa y homogénea, denominada pared celular. Luego en sección (corte) se observa una estructura semejante a dos líneas paralelas separando una capa menos densa; esto corresponde a la membrana plasmática. Entre la membrana plasmática y la pared celular se encuentra el periplasma o espacio periplasmático. En el interior de la membrana plasmática se encuentra el citoplasma que está constituido por una disolución acuosa, el citosol, en el cual se encuentran ribosomas y otros agregados de macromoléculas, y en el centro se ubica la zona menos densa llamada nucleoide, que contiene una madeja de hebras difícil de resolver (distinguir) y cuyo principal componente es el ADN. La pared externa de la envoltura celular de una bacteria Gram positiva tiene como base química fundamental el peptidoglicano, que es un polímero de N-acetil-2-D-glucosamina, unido en orientación ß-1, con N-acetil murámico, a éste se agregan por el grupo lactilo cuatro o más aminoácidos. Esta molécula se polimeriza gran cantidad de veces, de modo que se forma una malla especial, llamada sáculo de mureína. Dicho compuesto es de vital importancia para conservar la forma y darle rigidez a la célula bacteriana (si este compuesto no existiese, la célula reventaría debido a su gran potencial osmótico).

Las siguientes características están presentes generalmente en una bacteria Gram-positiva:

 Membrana citoplasmática.

 Capa gruesa de peptidoglicano.

 Ácidos teicoicos y lipoteicoicos, que sirven como agentes quelantes y en ciertos tipos de adherencia.

 Polisacáridos de la cápsula.

 Si algún flagelo está presente, este contiene dos anillos como soporte en oposición a los cuatro que existen en bacterias Gram-negativas porque las bacterias Gram-positivas tienen solamente una capa membranal.

Tanto las bacterias Gram-positivas como las Gram-negativas pueden presentar una capa superficial cristalina denominada capa S. En las bacterias Gram-negativas, la capa S está unida directamente a la membrana externa. En las bacterias Gram-positivas, la capa S está unida a la capa de péptidoglicano. Es única a las bacterias Gram-positivas la presencia de ácidos teicoicos en la pared celular. Algunos ácidos teicoicos particulares, los ácidos lipoteicoicos, tienen un componente lipídico y pueden asistir en el anclaje del péptidoglicano, en tanto el componente lipídico sea integrado en la membrana.

BACTERIAS GRAM NEGATIVAS (-)

Composición química

Membrana externa: La membrana externa contiene diversas proteínas, siendo una de ellas las porinas o canales proteícos que permiten el paso de ciertas sustancias. También presenta unas estructuras llamadas lipopolisacáridos (LPS), formadas por tres regiones: el polisacárido O (antígeno O), una estructura polisacárida central (KDO) y el lípido A (endotoxina).

Las bacterias Gram Negativas NO se tiñen de azul oscuro o violeta por la tinción de Gram, y lo hacen de un color rosado tenue.

Las bacterias Gram-negativas presentan dos membranas lipídicas entre las que se localiza una fina pared celular de peptidoglicano

Las bacterias Gram-negativas pueden presentar una capa S que se apoya directamente sobre la membrana externa, en lugar de sobre la pared de peptidoglicano como sucede en las Gram-positivas. Si presentan flagelos, estos tienen cuatro anillos de apoyo en lugar de los dos de las bacterias Gram-positivas porque tienen dos membranas. No presentan ácidos teicoicos ni ácidos lipoteicoicos, típicos de las bacterias Gram-positivas. Las lipoproteínas se unen al núcleo de polisacáridos, mientras que en las bacterias Gram-positivas estos no presentan lipoproteínas. La mayoría no forma endosporas que produce estructuras similares a las endosporas, es una notable excepción). Muchas especies de bacterias Gram-negativas causan enfermedades. Una de las varias características únicas de las bacterias Gram-negativas es la estructura de la membrana externa. La parte exterior de la membrana comprende un complejo de lipopolisacáridos cuya parte lípida actúa como una endotoxina y es responsable de la capacidad patógena del microrganismo. Este componente desencadena una respuesta inmune innata que se caracteriza por la producción de citocinas y la activación del sistema inmunológico. La inflamación es una consecuencia común de la producción de citocinas, que también pueden producir toxicidad. Si la endotoxina entra en el sistema circulatorio, provoca una reacción tóxica con aumento de la temperatura y de la frecuencia respiratoria y bajada de la presión arterial. Esto puede dar lugar a un shock endotóxico, que puede ser fatal.

Esta membrana externa protege a las bacterias de varios antibióticos, colorantes y detergentes que normalmente dañarían la membrana interna o la pared celular de peptidoglicano. La membrana externa proporciona a estas bacterias resistencia a la lisozima y a la penicilina. Afortunadamente, se han desarrollado otros tratamientos alternativos para combatir la membrana externa de protección de estos patógenos, tales como la lisozima con EDTA, y el antibiótico ampicilina. También pueden usarse otras drogas, a saber, cloranfenicol, estreptomicina y ácido nalidíxico.

Funciones de la membrana externa:

Dificulta e impide la entrada de moléculas de mediano o gran tamaño (dificultad de ataque de la lisozima o actinomicina), evita la pérdida de proteínas periplásmicas, protege a la célula.

Espacio periplásmico:

 Peptidoglicano: 1-2 capas de peptidoglicano.

 Enzimas y proteínas: autolisinas (hidrolizan la capa de peptidoglicano), proteínas de enlace para sustratos específicos (aa, azúcares, vitaminas), enzimas hidrolíticas (fosfatasa alcalina) que fragmentan sustratos no transportables, y enzimas destoxificantes (inactivan antibióticos).

Las bacterias Gram Negativas NO se tiñen de azul oscuro o violeta por la tinción de Gram, y lo hacen de un color rosado tenue.

Las bacterias Gram-negativas presentan dos membranas lipídicas entre las que se localiza una fina pared celular de peptidoglicano.

Estructura

La envoltura celular de las bacterias Gram-negativas está compuesta por una membrana citoplasmática (membrana interna), una pared celular delgada de peptidoglicano, que rodea a la anterior, y una membrana externa que recubre la pared celular de estas bacterias. Entre la membrana citoplasmática interna y la membrana externa se localiza el espacio periplásmico relleno de una sustancia denominada periplasma, la cual contiene enzimas importantes para la nutrición en estas bacterias. Retienen la safranina.

La membrana externa contiene diversas proteínas, siendo una de ellas las porinas o canales proteícos que permiten el paso de ciertas sustancias. También presenta unas estructuras llamadas lipopolisacáridos (LPS), formadas por tres regiones: el polisacárido O (antígeno O), una estructura polisacárida central (KDO) y el lípido A (endotoxina).

Las bacterias Gram-negativas pueden presentar una capa S que se apoya directamente sobre la membrana externa, en lugar de sobre la pared de peptidoglicano como sucede en las Gram-positivas. Si presentan flagelos, estos tienen cuatro anillos de apoyo en lugar de los dos de las bacterias Gram-positivas porque tienen dos membranas. No presentan ácidos teicoicos ni ácidos lipoteicoicos, típicos de las bacterias Gram-positivas. Las lipoproteínas se unen al núcleo de polisacáridos, mientras que en las bacterias Gram-positivas estos no presentan lipoproteínas. La mayoría no forma endosporas (Coxiella burnetti, que produce estructuras similares a las endosporas, es una notable excepción).

2. ¿En qué difieren los hongos filamentosos de las levaduras?

levaduras Hongos filamentosos

Unidad funcional Célula aislada Hifa

Tamaño 2 a 10 um (diámetro) 3-5 x 5-20 um

Forma Ovoideas, esféricas o rectangulares.

Puede formarse una pseudohifa Muchas hifas (alargadas) se juntan

y forman un micelio (también alargado)

Estructuras Puede presentar una cápsula de polisacáridos.

Forma una pared celular de polisacáridos, lípidos y quitina Pueden tener tabiques: completos o perforados. O pueden no tenerlos: libre migración de núcleos.

El micelio se divide en reproductivo y vegetal

Reproducción Asexual: gemación, tabicamiento o una combinación de ambos.

Sexual: células haploides que se unen. Sexual o asexual

colonias Pastosas, cremosas, 3 mm (d).

Se requieren pruebas bioquímicas para poder diferencias las levaduras. Se pueden tomar datos para diferencias mohos, como:

-Velocidad de crecimiento

-Textura de superficie

-Color anverso y reverso, etc.

3. Diferencie claramente entre un virus, un viroide y un prion. ¿Los anteriores son seres vivos o no son seres vivos? Justifique su respuesta.

VIRUS:

Son entidades no celulares de muy pequeño tamaño (normalmente inferior al del más pequeño procariota), por lo que debe de recurrirse al microscopio electrónico para su visualización. Son agentes infectivos de naturaleza obligadamente parasitaria intracelular, que necesitan su incorporación al protoplasma vivo para que su material genético sea replicado por medio de su asociación más o menos completa con las actividades celulares normales, y que pueden transmitirse de una célula a otra. Cada tipo de virus consta de una sola clase de ácido nucleico (ADN o ARN, nunca ambos), con capacidad para codificar varias proteínas, algunas de las cuales pueden tener funciones enzimáticas, mientras que otras son estructurales, disponiéndose éstas en cada partícula virásica (virión) alrededor del material genético formando una estructura regular (cápside); en algunos virus existe, además, una envuelta externa de tipo membranoso, derivada en parte de la célula en la que se desarrolló el virión (bicapa lipídica procedente de membranas celulares) y en parte de origen virásico (proteínas).

En su estado extracelular o durmiente, son totalmente inertes, al carecer de la maquinaria de biosíntesis de proteínas, de replicación de su ácido nucleico y de obtención de energía. Esto les obliga a un modo de vida parasitario intracelular estricto o fase vegetativa, durante la que el virión pierde su integridad, y normalmente queda reducido a su material genético, que al superponer su información a la de la célula hospedadora, logra ser expresado y replicado, produciéndose eventualmente la formación de nuevos viriones que pueden reiniciar el ciclo.

VIROIDES:

Son moléculas de ARN circular que carecen de cubierta viral o cápsida, son de tamaño menor que los virus. Su ARN está formado por muy pocas bases: 246-399 con un alto contenido en estructura secundaria que guarda la información para su propia síntesis en un hospedador adecuado al que causa, frecuentemente, una alteración patológica.

Se encuentran en células vegetales donde causan enfermedades. Debido a que los viroides no codifican para ninguna proteína deben necesariamente reclutar proteínas y vías metabólicas de la célula hospedera para completar su ciclo infeccioso. Se les considera como la etapa primitiva de los virus.

Algunos producen enfermedades en plantas como las papas, el pepino, el tomate, la naranja, la vid, el coco entre otros, causando importantes pérdidas económicas.

Se describieron por primera vez hace 30 años y, aunque no está completamente descartado, se piensa que no afectan a los animales. “El primero que se identificó fue el de la papa, y ahora la lista es de 28 especies de viroides”, dice Ricardo Flores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas de la Universidad de Valencia.

Algunos de ellos, como el viroide que afecta a los naranjos, hacen que la planta sea mucho más pequeña que un naranjo normal, pero las naranjas siguen siendo del mismo tamaño, por lo que podrían permitir plantar el doble de naranjos por hectárea.

PRIONES:

Son entidades infectivas de un tipo totalmente nuevo y original, descubiertas por Stanley Prusiner en 1981, responsables de ciertas enfermedades degenerativas del sistema nervioso central de mamíferos (por ejemplo, el "scrapie" o prurito de ovejas y cabras, la encefalitis espongiforme bovina), incluyendo los humanos (kuru, síndrome de Gerstmann-Straüssler, enfermedad de Creutzfeldt-Jakob). Se definen como pequeñas partículas proteicas infectivas que resisten la inactivación por agentes que modifican ácidos nucleicos, y que contienen como componente mayoritario (si no único) una isoforma anómala de una proteína celular. Tanto la versión celular normal (PrPC) como la patógena (PrPSc en el caso del "scrapie") son glicoproteínas codificadas por el mismo gen cromosómico, teniendo la misma secuencia primaria. Se desconoce si las características distintivas de ambas isoformas estriban en diferencias entre los respectivos oligosacáridos que adquieren por procesamiento post-traduccional.

A diferencia de los virus, los priones no contienen ácido nucleico y están codificados por un gen celular. Aunque se multiplican, los priones de nueva síntesis poseen moléculas de PrP que reflejan el gen del hospedador y no necesariamente la secuencia de la molécula del PrP que causó la infección previa. Se desconoce su mecanismo de multiplicación, y para discernir entre las diversas hipótesis propuestas quizá haya que dilucidar la función del producto normal y su posible conversión a la isoforma patógena infectiva.

Recientemente se ha comprobado que, al menos algunas de la enfermedad por priones son simultáneamente infectivas y genéticas, una situación insólita en la Patología humana, habiéndose demostrado una relación entre un alelo dominante del PrP y la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob. El gen del prión (Prn-p) está ligado genéticamente a un gen autosómico (Prn-i) que condiciona en parte los largos tiempos de incubación hasta el desarrollo del síndrome. Los priones son moléculas de proteínas más pequeñas que los virus, poseen la propiedad de transformarse en estructuras inestables. Esta alteración puede causar enfermedades muy graves en los animales y el ser humano. Se los asocia a un grupo de enfermedades encefálicas degenerativas mortales llamadas en conjunto encefalopatía. Ejemplo: escrapié de ovinos y caprinos, enfermedad de las vacas locas (encefalopatía de los bovinos).

No son seres vivientes porque, tanto por su composición molecular macroscópica como por su estado energético microscópico corresponde al de los sistemas termodinámicos inertes con un estado de no-equilibrio térmico, pero con espontaneidad en el incremento de microestados posibles. Los virus no poseen las estructuras necesarias para realizar intercambios de energía autónomos con el ambiente ni para crear el campo electrodinámico propio de la vida.

CONCLUSIONES

 Podemos identificar los dos grandes grupos que existen dentro de las bacterias, las gram positivas y las gram negativas.

 Aprendí que los hongos filamentosos son multicelulares y las levaduras son hongos unicelulares.

BIBLIOGRAFIA

 CARMEN EUGENIA PIÑA LÓPEZ, M.Sc. Ciencias Biológicas; MATERIAL AJUSTADO POR: MERY LILIANA LÓPEZ MARTÍNEZ Bióloga, Especialista en Microbiología. Módulo de MICROBIOLOGÍA (201504). Pasto, septiembre de 2011.

 http://www.slideshare.net/Altajimenez/tabla-de-bacterias-gram-positivas-y-negativas

 http://biologiamedica.blogspot.com/2010/09/bacterias-gram-positivas-y-gram.html

 http://www.slideshare.net/jochoa/18-virus-viroides-y-priones

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