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_________________________________________________________________Biología 2º Bachillerato

MICROORGANISMOS

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2 – LOS VIRUS:

Son los organismos más pequeños y simples que se conocen, pertenecen a un nivel de organización subcelular, marcan la barrera entre lo vivo y la inanimado. Son parásitos intracelulares obligados, que alteran los mecanismos biosintéticos de la célula en su propio beneficio, para reproducirse.

Son fragmentos de ácido nucleicos cubiertos de una estructura proteica. Son elementos genéticos móviles, por lo tanto pueden causar enfermedades o producir cambios genéticos en la célula huésped.

a. Morfología y composición de un virus: Cuando el virus está fuera de la célula es inerte metabólicamente. Composición:

1º - Tienen ADN o ARN: a veces con ADN monocatenario y a ARN bicatenario. El genoma codifica enzimas para replicar su ácido nucleico o utiliza las enzimas celulares. Su material genético puede estar fragmentado o no.2º - Cubierta proteica o cápsida ( o cápside): que aloja el ácido nucleico, lo protege y tiene receptores para unirse y penetrar en las células. La cápsida está formada por unidades de proteína llamadas capsómeros, éstos se autoensamblan dando figuras simétrica y cristalizables.

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Según la simetría de la cápside los virus pueden ser:

helicoidales: con forma de bastoncillo al ensamblarse los capsómeros sobre la hélice del ácido nucleico. Como es virus de mosaico del tabaco, la rabia y la gripe:

icosaédricos: forma de poliedro de 20 caras triangulares. Como el virus de la polio.

virus complejos: con diferentes partes. Como los virus bacteriófagos que tienen una cabeza icosaédrica con el ácido nucléico y la cola que se puede contraer para inyectar el contenido. Al final de la cola está la placa basal para fijarse a la célula, de la que parten fibras para fijarse mejor.

virus envueltos: la nucleocápside (cápsida más el ácido nucleico) está rodeada de membranas lipoprotéicas que son fragmentos de la membrana de la célula huésped. De la membrana salen espículas que tienen capacidad enzimática. Si no tienen esa membrana son virus desnudos.

3º - Enzimas virales: pueden tener enzimas que les ayuden a entrar o salir de las células o bien en la replicación o transcripción.

Cuando el virus está dentro de la célula el ácido nucleico se integra en la célula hospedadora. El virus se reproduce, replicando su genoma y sintetiza capsómeros.

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c. Clasificación de los virus. Los criterios utilizados son: el tipo de ácido nucleico, el tipo de cápsida, la existencia o no de envolturas membranosas y el tipo de célula que parasita:

- según el ácido nucleico pueden tener: ARN monocatenario, ADN bicatenario

- según la cápsida: helicoidal, complejo o icosaédrico.- según la existencia de envoltura o no : envueltos o desnudos- según el tipo de célula que infecta: virus animal, virus vegetal y

virus bacteriófago.

Un ejemplo importante de virus animal es el Retrovirus: son virus envueltos con dos moléculas idénticas de ARN monocatenario y con enzimas: la retrotranscriptasa, que pasa su ARN a ADN. Son importantes porque algunos causan cáncer, el virus del Sida es un retrovirus, la enzima retrotranscriptasa es una herramienta en la Ingeniería genética, el ADN que forma se puede integrar en el genoma celular abriendo así la posibilidad de utilizarlas para introducir genes deseados en una célula para la terapia génica.

Descubridor Composición Forma de vida

PLÁSMIDOS Lederberg (1952) ADN bicatenario circularextracromosómico.Carecen de envueltade proteínas.

Endosimbionte debacterias, levaduras yDrosophila.

VIROIDES Diener (1967) ARN monocatenariocircular. Carecende recubrimientoproteico.

Parásitos de plantassuperiores.

PRIONES Prusiner (1982) Derivados de partículasinfecciosas tipoproteínas.

En células nerviosas.

3 – BACTERIAS:

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Grupo abundante y heterogéneo de microorganismos procariotas del Reino moneras. Con un tamaño de 1 a 10 μm. Según su forma se reúnen en los 4 grupos de la figura.

a. Estructura bacteriana:a1 – Membrana plasmática: es una bicapa lipídica sin colesterol. Tienen invaginaciones llamadas mesosomas, que pueden servir para intercambios, regeneración de la membrana, respiración celular, fotosíntesis, asimilación de nitrógeno atmosférico, o duplicación de ADN.

a2 – Pared celular bacteriana: es una envoltura rígida que soporta las altas presiones osmóticas. Según la composición de la pared las bacterias son Gram positivas G+ o Gram negativas G- . Ambas tienen mureína formadas por el péptido glucano que forman enlaces cruzados para dar resistencia. Según cómo sean los enlaces cruzados tenemos:-Gram negativas: sobre el péptido glucano hay una capa externa lipopolisacárida y proteica llamada membrana externa que parece biestratificada, le da mayor resistencia a agentes antibacterianos.-Gram positivas: son más sencillas y no tienen la membrana externa. Tienen ácidos teicoicos sobre el péptido glucano.

Las paredes al tener proteínas, tienen carácter antigénico (pueden desencadenar una respuesta inmunitaria formando anticuerpos)

a3 – Cápsula bacteriana: algunas bacterias, encima de la pared, tienen una capa viscosa de polisacáridos. Algunas sólo la desarrollan en condiciones adversas: desecación, presencia de células fagocíticas y anticuerpos, así son más resistentes, por lo tanto son más patógenas.

a4 – Flagelo bacteriano: prolongación filiforme para el desplazamiento. Varía su número y disposición. Tiene un estructura compleja muy diferente a las células eucariotas. Fotocopia.a5 – Pelos bacterianos: filamentos superficiales, abundantes y huecos, sirven para fijarse a un sustrato, intercambiar moléculas o información genética, son las fimbrias o pili (para conjugación bacteriana o apareamiento bacteriano).

a6 – Citosol: es igual que el celular. Pero con ribosomas 70 S como todos los procariotas. Tienen inclusiones de reserva.

b. Funciones de relación bacteriana: dependiendo de las condiciones ambientales, las bacterias pueden responder con: movimientos, variaciones metabólicas, adopción de formas de resistencia (quistes: pierden agua y se rodean de una gruesa capa; o endosporas: con una cubierta interna). Así permanecen en estado de vida latente hasta que pasen las condiciones adversas. Por eso son muy resistentes incluso a veces a la esterilización como ocurre con Clostridium botulinum.

c. Funciones de nutrición bacteriana: ENERGÍA UTILIZADA

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FUENTE DE CARBONO Autótrofas: la fuente de carbono es inorgánica (CO2)

Fotolitotrofas: la energía utilizada es la luz. (Ejemplo: bacterias purpúreas del azufre).

Quimiolitotrofas: la energía utilizada es la liberada en reacciones químicas. (Ejemplo: bacterias incoloras del azufre).

Heterótrofas: la fuente de carbono es inorgánica. Fotoorganotrofas: la energía utilizada es la luz.

Quimioorganotrofas: la energía utilizada es la liberada en reacciones químicas. A este grupo pertenecen la mayoría de las bacterias.

Según utilicen el oxígeno o no

-Aerobias: usan el oxígeno como aceptor terminal de electrones: Pseudomonas(suelo y agua) y Bacillus(suelos)-Microaerófilas que respiran O pero no resisten concentraciones normales del aire.-Anaerobias facultativas: como E. Coli y el vibrión del cólera, que no necesitan O.-Anaerobias estrictas. han de vivir sin oxígeno, como las especies que viven en el intestino: clostridium-Anaeróbias aerotolerantes: no uilizan el O2 pero no mueren en su presencia: Lactobacillus y Streptococcus.

d. Función de reproducción de las bacterias: normalmente tienen reproducción asexual por bipartición: tras la duplicación por la ADN

polimerasa se forma un tabique transversal que da dos células hijas. transformación bacteriana: consiste en la captura de ADN de otra bacteria, que

estaba libre en le medio. No interviene ningún agente transportador. transducción bacteriana: hay transferencia de ADN por un vector que es un virus

bacteriófago. Como en el ciclo lisogénico. conjuganción bacteriana: se transfiere ADN de otra bacteria por los pili o fímbrias,

de una bacteria dadora o otra receptora. Las bacterias se unen a través de los pili. Puede ocurrir un fenómeno parasexual si se ponen en contacto el genoma bacteriano con parte de otra bacteria dadora y se recombinan. Les confiere variabilidad y así habilidades adaptativas.

e. Clasificación de las bacterias: los grupos de bacterias más importantes son: bacterias patógenas: producen alteraciones en el funcionamiento del organismo:

por enfermedades o toxinas. bacterias fotosintéticas: están en el plancton. bacterias fermentadoras: como Lactobacillus importante para industria láctea. bacterias descomponedoras: que convierten la materia orgánica en inorgánica

(mineralizan) cerrando los ciclo biogeoquímicos. bacterias simbiontes: como las de las leguminosas y las que viven en el intestino

de los rumiantes. Actinobacterias: parecidas a los hongos y producen antibióticos: estreptomicina,

neomicima... bacterias que biodegradadn productos de desecho: basuras, aguas negras

(petróleo...)

4 – MICROORGANISMOS EUCARIOTAS:

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Son microorganismo con célula eucariota del Reino Protoctista (seres unicelulares o pluricelulares sin verdaderos tejidos, son los protozoos, y las algas). También en el grupo de los microorganismos eucariotas incluimos a algunos hongos hongos (levaduras, mohos y mohos viscosos)

a. Protozoos:Son microorganismos eucariotas unicelulares sin pared celular, hererótrofos y

generalmente móviles. Viven en medios húmedos y acuáticos de vida libre. Un grupo importante son los esporozoos que son parásitos. Se alimentan de macromoléculas o de otros microorganismo que capturan. Se desplazan por cilios o flagelos: Ej.: Tripanosoma (enfermedad del sueño), Paramecio y Plasmodium vivax (malaria)

b. Algas: Son organismos eucariotas que realizan la fotosíntesis oxigénica. En este grupo

hay organismos macroscópicos también pero sin formar verdaderos tejidos. Las colonias pueden formar filamentos más o menos ramificados, más o menos aplanados. Viven en toda clase de medios, especialmente acuáticos.

Se reproducen asexualmente por bipartición o forman esporas.Las algas unicelulares viven en agua dulce o marina y forman el fitoplancton que

son responsables de la mayor parte de la fotosíntesis que se realiza en el agua, formando materia orgánica, siendo la base de la pirámide trófica de los ecosistemas acuáticos, produciendo gran cantidad de oxígeno. c. Hongos:

Son eucariotas, unicelulares o pluricelulares con nutrición heterótrofa. Algunos tienen pseudotejidos formado por células dispuestas en filamentos llamados hifas. Las paredes de las hifas tienen el polisacárido quitina (que está también en el exoesqueleto de algunos animales y no en plantas).

Su reproducción es asexual por gemación o por esporas. Están adaptados a todos los medios. Pueden ser:

saprófitos: producen las putrefacciones y fermentaciones que convierten la materia orgánica en sustancia mineral. Son descomponedores, que cierran los ciclos biogeoquímicos.

parásitos: causan graves enfermedades (tiña, micosis, pie de atleta, candidiasis, daños a cultivos...)

simbiontes: con cianobacterias o algas y forman los líquenes; y con plantas forman las micorrizas en pinos.

Tienen gran importancia económica por las fermentaciones (cerveza, pan: Sacharomyces) y por la cantidad de antibióticas que producen (Penicillium).

5 – BIOTECNOLOGÍA:

a. La biotecnología y la ingeniería genética: Con la ingeniería genética se puede introducir material hereditario en una célula

alterando sus características. Las Técnicas de ingeniería genética para poder transferir material hereditario son:a1. Fragmentación de ADN: con enzimas endonucleasas de restricción que parte el ADN en zonas específicas.a2. Unión de fragmento de ADN: Los ADN cortados han de unirse en unos lugares concretos e introducirlo en las células o virus que transportarán el ADN, son vectores.

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a3. Transformar las células con los vectores: introducir el ADN del vector a la célula. Se puede usar plásmidos: ADN bicatenario extracromosómico que tienen algunas bacterias, con replicación independiente. O bien se puede usar virus.a4. ADN recombinante: el ADN introducido se va a insertar en el genoma de la célula diana por una recombinación.a5. Localización, análisis y secuenciación del gen transportado.

Con diferentes técnicas de ingeniería genética se puede secuenciar una pequeña muestra del ADN, haciendo muchas copias y luego estudiarlo. Así se hacen mapeos de cromosomas, diagnósticos en medicina prenatal, en medicina forense y pruebas de paternidad.

b. La biotecnología industrial:- Células microbianas: sirve de alimento animal.- Macromoléculas: las enzimas y los polisacáridos.- Etanol, ácido acético, vitaminas, dióxido de carbono...- Pan, cerveza, vino. yogur, insulina, hormona de crecimiento, penicilina- Producción de fármacos

c. La biotecnología en la agricultura, ganadería y alimentación:- Biotecnología en plantas: manejando cultivos celulares o modificando la genética

de cultivos celulares.- Biotecnología en animales: se puede usar técnicas de reproducción in vitro, cultivo

de células y manipulación del material genético:o Clonado de geneso Transgénesis en animales: se introduce ADN en un genoma.o Clonado de animales: organismos idénticas genéticamente

d. biotecnología en la medicina:- Diagnosis molecular de enfermedades congénitas.- Vacunación y manipulación genética- Anticuerpos monoclonales

- Prueba del ADN: se basa en detectar las regiones del ADN con muchas repeticiones que es característico de cada individuo.

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