Clasificación y taxonomía de los microorganismos

Microbiología

Nomenclatura de los microorganismos

Clasificación o agrupamiento sistemático de los organismos en grupos o categorías.

Principios.

Cada clase distinta de organismos se designa como una especie.

Las especies se nombran por dos vocablos latinos para ajustarse a una denominación internacional “sistema binomial”.

La aplicación de los nombres esta reglamentada. Se requiere la designación de categorías para clasificar a los

microorganismos. Se establecen criterios para la publicación efectiva de nuevos

nombres específicos, así como una guía para acuñar los nuevos nombres científicos.

Ejemplos de nomenclatura

Bacillus bastoncito Lactobacillus bastoncito de la leche

Sarcina paquete o manojoStreptococcus lactis var. maltigenes

Pasteurella por Louis Pasteur Pasteurella pestis

Neisseria por Albert Neisser Neisseria gonorrhoeae

Staphilococcus albus Estafilococo blanco

Salmonella pullorum Salmonela de los pollos

Mycobacterium tuberculosis Bacilo tuberculoso

Corynebacterium diphteriae Bacilo diftérico

Escala microbiana

Relación de tamaños entre células y distintas estructuras químicas.

El microscopio óptico nos da la capacidad de resolución a partir de células procariotas.

El microscopio electrónico da la capacidad de resolución a nivel molecular.

Montaje de preparaciones

Preparación fresca: montaje húmedo o gota pendiente es cuando sobre el portaobjetos se coloca una gota de la muestra a observar.

Esta técnica se usa cuando se quiere observar si hay movilidad en los microorganismos, si hay procesos fisiológicos visibles o para observar estructuras que pueden modificarse cuando se usa una técnica de fijación.

Técnica de fijación: consiste en la colocación de la muestra sobre el portaobjetos y posteriormente se calienta y se fija a la flama del mechero con la finalidad de que se deshidrate por completo.

Esta técnica se usa cuando se quiere observar características morfológicas más superficiales y evitar movimiento celular. En estos casos es más común utilizar técnicas de tinción.

Tinción de los microorganismos

Una tinción se aplica para hacer más visibles a los microorganismos y evidenciar diferentes estructuras celulares.

Se clasifican en:

Tinción simple: consiste en usar un colorante que puede ser de carácter ácido, básico o neutro en función de las estructuras celulares que se desee observar al microscopio.

Tinción diferencial: técnica de tinción que pone de manifiesto diferencias entre las estructuras celulares de los microorganismos.

La técnica de tinción de Gram es una técnica diferencial que aplica como criterio de clasificación de las bacterias.

Coloración de GramOrden de

aplicación de soluciones

Gram positivas Gram negativas

Cristal violeta Las bacterias se tiñen en violeta

Las bacterias se tiñen en violeta

Solución de yodo yodurada (Lugol)

Complejo CV-I se forma dentro de las bacterias permanecen violeta

Complejo CV-I se forma dentro de las bacterias, las bacterias permanecen violeta

Alcohol Las paredes celulares se deshidratan, hay retracción de los poros, la permeabilidad disminuye, el complejo CV-I no puede salir de la bacteria, permanecen violeta

Extracción de lípidos de las paredes celulares, aumento de porosidad, complejo CV-I sale de la bacteria

Safranina Las bacterias no afectadas permanecen violeta

Las bacterias toman este colorante y se tiñen de rojo

Tinción de gram

Diferencias específicas de la tinción de Gram

Características Gram positivas Gram negativas

Composición de la pared celular

Baja en lípidos (1 – 4%)

Alta en lípidos (11 – 22%)

Susceptibilidad a la penicilina

Más susceptibles Menos susceptibles

Inhibición por colorantes básicos (cristal violeta)

Inhibición notable Menor inhibición

Necesidades nutritivas

Muchas especies relativamente complejas

Relativamente simples

Resistencia a la desintegración por métodos físicos

Más resistentes Menos resistentes

Las Bacterias

Prácticamente todas las bacterias son procariotas.

Capaces de sobrevivir en cualquier medio por muy inhóspito que sea.

Su ciclo de reproducción es fundamentalmente por bipartición o fisión binaria y en casos particulares por esporulación (formación de endosporas).

En su mayoría presentan pared celular que les confiere protección.

En algunos casos poseen apéndices como fimbrias o vellos, cilios y flagelos que funcionan como medio motil y de fijación.

Morfología bacteriana

Tamaño: 0.5 a 5 μm.

Forma: cocos, bacilos o espirilos

Estructura: complejidad intracelular

Tipo de agrupación: pares, racimos, cadenas y filamentos

Enfermedad

Agente Principales síntomas

Brucelosis Brucella spp.Fiebre ondulante, adenopatía, endocarditis, neumonía.

Carbunco Bacillus anthracis Fiebre, pápula cutánea, septicemia.

Cólera Vibrio cholerae Diarrea, vómitos, deshidratación.

DifteriaCorynebacterium diphtheriae

Fiebre, amigdalitis, membrana en la garganta, lesiones en la piel.

Escarlatina Streptococcus pyogenes Fiebre, amigdalitis, eritema.

Fiebre Q Coxiella burnetiiFiebre alta, cefalea intensa, mialgia, confusión, vómitos, diarrea.

Fiebre tifoidea

Salmonella typhi, S. paratyphi

Fiebre alta, bacteriemia, cefalalgia, estupor, tumefacción de la mucosa nasal, lengua tostada, úlceras en el paladar, hepatoesplenomegalia, diarrea, perforación intestinal.

Neumonía

Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus,Klebsiella pneumoniae, Mycoplasma spp., Chlamydia spp.

Fiebre alta, expectoración amarillenta y/o sanguinolenta, dolor torácico.

Tuberculosis Mycobacterium tuberculosisFiebre, cansancio, sudor nocturno, necrosis pulmonar.

Tétanos Clostridium tetani Fiebre, parálisis.

Bacterias de uso industrialAlimentos: fermentaciones para la producción de

etanol, ácido láctico, ácido acético, ácido butírico entre muchos otros.

Industria farmacéutica: producción de metabolitos a partir de la modificación genética de bacterias con estructuras genómicas simples.

Biorremediación: Ecología microbiana que se encarga de la depuración del agua y degradación de los residuos sólidos orgánicos, la producción de compostas y fertilizantes orgánicos.

Microbiología de los alimentos Determinar la calidad microbiológica de los alimentos y sus componentes.

Determinar los tipos de microbios implicados en la descomposición y los peligros para la salud, e identificar las fuentes.

Entender el mecanismo básico de la patogénesis de los microbios.

Diseñar procedimientos correctivos para controlar la descomposición y los microorganismos patógenos en los alimentos.

Aplicar técnicas rápidas para aislar e identificar a las bacterias patógenas y de descomposición de los alimentos.

Diseñar procedimientos sanitarios efectivos para controlar los problemas patógenos y de descomposición en las instalaciones de procesamiento de los alimentos.

Conocimiento y aplicación de las normas relacionadas con los alimentos

Grupos de bacterias

Efecto en los alimentos Microrganismos

Lácticas Producción de yogurt Lactococcus, Leuconostoc, Lactobacillus, Pediococcus y Streptococcus

Acéticas Producción de vinagre Acetobacter aceti

Propiónicas Adiciona sabores específicos en la producción de quesos

Propionibacterium freudenreichii

Butíricas Producción de mantequillas y cremas ácidas

Clostridium butyricum

Proteolíticas Desdoblamiento de proteínas, producción de enzimas proteolíticas y de aminoácidos

Micrococcus, Bacillus, Staphylococcus, Clostridium, Pseudomonas, Alteromonas, Flavobacterium, entre otras.

Lipolíticas Producción de enzimas degradadoras de lípidos

Micrococcus, Staphylococcus, Pseudomonas, Alteromonas y flavobacterium

Sacarolíticas Producción de enzimas que hidrolizan carbohidratos

Bacillus, Clostridium, Aeromonas, Pseudomonas y Enterobacter

Grupos de bacterias

Efecto en los alimentos

Microrganismos

Ácidorresistentes

Tolerantes a grandes concentraciones de ácido

Lactobacillus, lactococcus, Pediococcus, Enterococcus y Streptococcus

Termofílicas, Termorresistentes y psicrofílicas

Tolerantes a las temperaturas de pasteurización e incluso temperaturas extremas

Bacillus, Clostridium, Pediococcus, Micrococcus, Enterococcus, Lactobacillus, leuconostoc, Yersinia, listeria, Aeromonas, entre otras.

Productoras de gas

Producen CO2, H2, H2S Leuconostoc, Escherichia, Propionibacterium, Lactobacillus, Clostridium

Halotolzerantes Tolerantes a altas concentraciones de sal

Bacillus, Staphylococcus, Micrococcus, Pediococcus, Vibrio y Corynebacterium

Formadoras de esporas

Contribuyen a la alteración de sabores de los alimentos y en algunos casos a la producción de gas

Bacillus, Clostridium y Desulfotomaculum

Grupos de bacterias

Efecto en los alimentos Microrganismos

Productoras de limo

Excreción de polisacáridos que presentan aspecto viscoso o lamoso en los alimentos

Xanthomonas, Leuconostoc, Alcaligenes, Enterobacter, Lactococcus y Lactobacillus

,Aerobios Presentes en zonas expuestas de un proceso de producción

Pseudomonas, Bacillus y Flavobacterium

Anaerobios estrictos y facultativos

Bacterias que pueden causar alteraciones en cualquier etapa del proceso de producción

Clostridium, Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus y todos los patógenos entéricos

Coliformes Se usan como indicadores de higiene

Escherichia, Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella

Patógenos entéricos

Prevención de riesgos patogénicos a nivel gastrointestinal

Salmonella, Shigella, Campylobacter, Yersinia, Escherichia, Vibrio

Los protozoarios

Características generales

Organismos eucariotas de vida parasitaria cuyo tamaño oscila entre los 10 μm hasta 1 mm.

Se pueden encontrar en forma individual o libre o agrupados a manera de colonias. En forma de colonias existe la posibilidad de que las células se especialicen.

Presentan ciclos reproductivos complejos ya que en la mayoría de los casos requieren de huéspedes para cumplir sus ciclos reproductivos

Muchas especies de protozoarios son organismos nocivos tanto en los humanos como en los animales debido a sus ciclos reproductivos y a sus procesos metabólicos y fisiológicos dependen de la interacción con otros seres vivos.

Clasificación taxonómica

Rizópodos o sarcodinos: Organismos unicelulares amorfos. Las amebas son características de este grupo.

Ciliados: Especies de vida libre que presentan como caracteristica motriz pequeños cilios por ejemplo el Paramecium

Flagelados o mastigóforos: Presentan uno o más apéndices motrices cuya dimensión es mucho mayor a los cilios; la mayoría de estas especies es parasitaria.

Esporozoos o Apicomplexa: Organismos típicamente parasitarios que no presentan apéndices motrices y que su forma de reproducción y proliferación de las especies es por esporulación dentro de un organismo huésped.

Amibiasis (Disentería parasitaria)

Paramecium

Giardiasis (Diarrea)

Plasmidiasis (Malaria)

Taeniasis (Cisticercosis)

Los virus

Estructuras microscópicas complejas carentes de funciones vitales básicas como las de una célula.

Son agentes infecciosos parasitarios obligados a replicarse dentro de las células huésped a nivel del genoma, lo que implica riesgos de modificación genómica del organismo huésped.

Causantes de enfermedades e infecciones desde los seres humanos hasta microorganismos unicelulares como las bacterias.

Presentan una gran diversidad morfológica por lo que sus principales criterios de clasificación están en función del tipo de ácido nucleico que contienen, el tipo de reacción o efecto que producen en el organismo huésped y en la producción de enzimas específicas en el metabolismo viral.

Ciclo de replicación viral

VIRUS

ADN ARN

Cadena doble

Cadena sencilla

Cadena sencilla

Cadena doble

Con envoltura

Sin envoltura

Sinenvoltur

a

Con envoltura

Sinenvoltur

a

Con envoltura

Sinenvoltur

a

ViruelaHerpes

AdenovirusPolioma

SV40

ParvovirusFago 0X174

Fago 06 Reovirus InfluenzaRabia

RetrovirusFiebre

amarillaDengueÉbolaGripe

PoliovirusHepatitis A, B

y CRubeola

Los hongos microscópicos

Organismos eucariotas quimioorganótrofos saprofíticos de forma usualmente alargada o filamentosa, por lo general presentan estructuras ramificadas sin capacidad de movimiento.

Unicelulares: Básicamente comprende a las levaduras con procesos de reproducción por gemación.

Pluricelulares: Organismos más especializados que presentan un cuerpo fructífero o tallo, hifas y esporas para realizar la reproducción.

Morfología de los hongos

Hongos microscópicos

Usos industriales de los hongos

Producción de alcohol (vinos y cervezas) por hongos unicelulares mediante fermentación.

Producción de antibióticos (penicilina) vitaminas y ácidos orgánicos (ácido cítrico).

Procesos de fermentación en la industria panificadora.

Maduración y curado de quesos

Riesgos en la industria y en la salud

A consecuencia de la humedad pueden ser dañinos en la industria de los alimentos causando alteraciones organolépticas y riesgos de enfermedades gastrointestinales por el consumo.

La industria maderera también puede ser afectada ya que los hongos modifican la textura y el aspecto de las maderas.

Las esporas de algunas especies pueden causar irritación en la piel, mucosas y afectaciones en las vías respiratorias de humanos y animales.

Las algas

Las algas

Usos industriales.

En la industria de química y de los alimentos los pigmentos obtenidos por las algas se usan como colorantes orgánicos.

En la industria farmacéutica se obtienen los extractos de algas como fuente alternativa de carbono y producción de algunas vitaminas.

En el sector agrícola se usa como alimento para el ganado y como fertilizante orgánico.

En algunos países se usa como alimento en la dieta humana.