Download microorganismos : importancia ecoloógica y sanitaria.

MICROORGANISMOS :
IMPORTANCIA ECOLÓGICA Y
SANITARIA.
Tema 26 y 27
Microorganismos y medio ambiente
• La materia circula en la naturaleza produciendo
unos ciclos cerrados.
• La materia forma un sistema cerrado es decir
toda la materia se recicla, aunque la energia(sol)
fluye.
• Los ciclos se producen entre PRODUCTORES,
CONSUMIDORES Y DESCOMPONEDORES.
• Los microorganismos tienen una función como
descomponedores y permiten cerrar los ciclos
biogeoquímicos.
• Los microorganismos participan en estos ciclos
ya que:
• Están en todo tipo de ambientes
• Se dispersan facilmente
• Tienen diversidad metabólica
• Pequeño tamaño.
MICROORGANISMOS COMO
PRODUCTORES DE ENFERMEDADES
• Infección es el crecimiento y colonización de
microorganismos patógenos en un individuo.
• Parasito es el microorganismo que vive e expensas
de otro individuo. Si le produce una enfermedad se
llama patógeno.
• Patogenicidad es la capacidad de un
microorganismo de producir una enfermedad.
• Patógeno oportunista es aquel que no suele
producir una enfermedad pero lo hace en algunas
circustancias como la bajada de defensas del
individuo.
• Enfermedad infecciosa es aquella producida por
microorganismos patógenos.
• Epidemia enfermedad que se produce y extiende
de forma rápida en la pobleción. Enfermedad
endémica una enfermedad que es habitual en un
área
• Pandemia enfermedad que se extiende en una
amplia zona.
• Zoonosis enfermedad transmitidas por animales .
Virulencia de un microorganismo es su capacidad
de infectar y producir una enfermedad.
Infecciones
• Cuando un microorganismo se trasmite a la
sangre produce una infección generalizada
llamad septicemia.
• Cuando la enfermedad la produce un
organismo mayor se llama infestación.
• Los microorganismos pueden producir:
– Lesiones directas
– Factores de virulencia
– Toxinas
• Lesión directa si destruye las células. Ej polio
destruye neuronas motoras.
• Producción de factores de virulencia que son
enzimas extracelulares.
• Toxinas que son sustancias tóxicas para la
célula.
– Exotoxinas son aquellas que el microorganismo
libera al exterior y se traslada hacia otros tejidos
diana.
Puede producirla al crecer (toxiinfección)o hacerlo
sobre un medio como un alimento.(intoxicación
alimentaria)Ej neurotoxinas botulismos o
enterotoxinas como cólera o salmonelosis.
– Endotoxinas son parte de la membrana de
bacterias Gram- que producen malestar general.
• Para combatir las toxinas pueden usarse
antitoxinas (suero con anticuerpos) o toxoides
(toxinas modificadas que inducen la formación
de anticuerpos)
Principales vías de transmisión de las
enfermedades infecciosas
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•
•
•
•
Contacto directo: piel o mucosas. Pie de atleta
Inhalación: gripe, tuberculosis
Vía digestiva: cólera, botulismo, salmonelosis
Heridas o inyecciones: Tétanos, SIDA
Picaduras o vectores: malaria, enfermedad del
sueño
• Vía placentaria: rubeola, SIDA
• Transmisión sexual: Sida, sífilis, candidiasis,
papiloma humano, gonorrea.
Algunos ejemplos de enfermedades
infecciosas humanas
• Virus: rabia, sarampión, rubeola, polio, gripe,
hepatitis, SIDA
• Bacterias: meningitis, tétanos, faringitis,
tuberculosis, gastritis, gonorrea,
• Protoctistas: Paludismo, amebiosis.
• Hongos: Pie de atleta, candidiasis
• Priones: enfermedad de las vacas locas
• Biotecnología: Utilización de los
microorganismos en los procesos
industriales. Importancia social y económica
• Alimentación
• Farmacia
• Agricultura y ganadería
1 Biotecnología aplicada a la industria
alimentaria
• Fermentación alcohólica
• Fermentación láctica
Fermentación alcohólica
• Se utiliza para fabricar pan o bebidas
alcóholicas.
• Microorganismo: levaduras de la especie
Saccharomyces cerevisae
• PAN
• Glucosa alcohol etílico + CO2 + ATP
• El alcohol se evapora con el calor
• El CO2 levanta la masa
Fabricación de pan
Sacchromyces cerevisae
BEBIDAS ALCOHÓLICAS
• VINO
• Se prensa la uva para obtener mosto. La levadura
está en la superficie de la uva.
• El CO2 se evapora si no es un vino espumoso.
• Luego se aclara embotella y se puede tener en
barrica para hacer crianzas.
• CERVEZA
• Se germina la cebada para producir malta que se
tuesta y sobre la que se produce la fermentación.
• Se añade flor de lúpulo para obtener el amargor.
• VINAGRE
• Se obtiene por respiración del etanol en ácido
acético.
• Lo hacen bacterias aeróbias Acetobacter y
Gluconobacter.
• Se usa como aditivo y conservante
(escabeches)
Fermentación láctica
• Glucosa  ácido láctico + ATP
• Se produce de forma natural en leche sin
esterilizar.
• Lo producen bacterias como Lactobacillus,
Streptococcus y Lactococcus.
• Así se obtienen leches fermentadas, yogur,
kefir…
QUESO
• Se añade a la leche renina o cuajo que es una
enzima presente en el estómago de los
rumiantes. Precipitan las proteínas o cuajo y
quedan el suero lácteo.
• Se filtra con telas y se añade sal.
• Se madura el queso añadiendo otras bacterias
y levaduras que dan los distintos sabores.
2 Biotecnología aplicada a la industria
farmaceútica
• Producción de antibióticos.
• Producción industrial de vacunas y sueros
• Producción de otras sustancias
– Hormonas
– factores de coagulación sanguínea
– enzimas
Producción de antibióticos.
• Primer antibiótico penicilina descubierto por
Flemming y aislado por Florey y Chain.
• Se obtiene cultivando el hongo Penicillium
crysogenum. Al cabo de 40 horas el hongo
empieza a producir penicilina.
• Luego se separa, filtra y cristaliza para
purificarla.
• En la actualidad se utiliza penicilina
semisintética.
Nuevos antibióticos
• Cefalosporinas producidas por el hongo
Cephalosporium.
• Antibióticos producidos por Actinomicetos del
género Streptomyces .
–
–
–
–
Estreptomicina
Loranfenico
Eritromicina
Tetraciclina
• Para obtener mejor rendimiento se seleccionan las estirpes
procuctoras y se mejoran los diseños de técnicas de cultivo.
Vacunas
• Trabajos de Edward Jenner y Louis Pasteur.
• En 1924 se consiguió la atenuación para
obtener microorganismos sin virulencia.
• Actualmente se obtienen vacunas
recombinantes por ingeniería genética como
Hepatitis B o usando parte de las cápsulas del
virus como en la meningitis.
Hormonas y enzimas
• Los microorganismos pueden excretar enzimasalgunas se utilizan en industria alimentaria,
farmacéutica…
• Proteasas bacterianas  aditivos en detergentes.
• Renina  fabricación de quesos.
• Amilasas y glucoamilasas  fabricación de
fructosa.
• Dihidrofolato reductasa  tratamiento del
cáncer.
• Extremozimas  de bacterias extremófilas
para procesos industriales a alta temperatura
o pH. (ejemplo para hacer la PCR)
• Factores de coagulación sanguínea (Factores
para tratar la hemofilia, que antes se extraían
de la sangre, con problemas como contagio
VIH-SIDA)
Hormonas
• Insulina.
• Hormona del crecimiento.
• Esteroides
3 Biotecnología aplicada a industrias
agropecuarias:
• Producción de proteínas microbianas para
suplemento de piensos.
• Se produjeron después de la II guerra mundila
proteínas para consumo humano llamadas
proteínas unicelular de Saccharomyces
cerevisae. Ahora se usa para el ganado.
• También se usan Spirulinas algas y hongos
Fusarium
Producción de insecticidas biológicos.
• La bacteria Bacillus thuringiensis produce un
insecticida natural que no es tóxica pa ael ser
humano pero produce toxinas para los
insectos.
Producción comercial de setas
• Se cultivan setas comestibles echando esporas
sobre un lecho en condiciones adecuadas
Biofertilizantes
• Se pueden usar bacterias fijadoras del
nitrógeno como Rhizobium que suele ser
simbionte con las leguminosas.
Rhizobium
Obtención de plantas y animales
transgénicos
• Mediante ingeniería genética se corta un gen,
de inserta en un vector, y pasa a las células
del animal o vegetal elegido, que producirá la
proteina elegida.
E. coli
4 Biotecnología y medio ambiente
• Los microbios colaboran con el reciclaje de
materias y residuos que es un gran problema
medioambiental.
• Biodegradación: consiste en descomponer
utilizando microorganismos materiales como
papel, pinturas, hidrocraburos…
• Biorremediación o biorreparación es utilizar
mocroorganismos para eliminar
contaminantes del medio.
Biorremedación
Ejemplos
• Algunas bacterias eliminan pesticidas,
insecticidas o compuestos xenobióticos
(producidos por síntesis química)
• Ej Pseudomonas utilizadas para eliminar mareas
negras, pues utilizan petróleo como fuente de
carbono.
• Detoxificación de PCB (bifenilos policlorados) que
son muy dificiles de eliminar.
• Biorreparación del subsuelo contaminado por
filtraciones.
Depuración de aguas residuales
• Tratamiento primario: eliminando partículas por
filtrado, sedimentación y floculación.
• Tratamiento secundario eliminando la mayor parte de
materia orgánica. En esta fase se producen unos lodos
activados que producen la biodegradación.
• Estos lodos pueden usarse para producir compost, no
de uso agrícola, sólo en jardinería. Si hay muchos
metales pesados se envían a un vertedero.
• Los lodos pueden usarse para producir biogas por el
metano que producen las bacterias presentes en ellos.
Biogás
Depuradora
Producción de compuestos
biodegradables.
• Los plásticos son un problema de primer
orden pues tardan mucho en desaparecer del
medio.
• Algunas bacterias almacenan sus reservas de
carbono en forma de productos poliesters, de
gran resistencia, que son bioplásticos y son
biodegradables.Ej Alcaligens eutrofus.
• Su coste es mayor pero las ventajas muchas.
5 Biotecnología y minería
• Se usan microorganismos para extraer minerales
que no son rentables de otra forma:
• Biolixiviación para concentar menas metálicas
con baja concentración ej. Thiobacilus
ferrooxidans.
• Recuperación de petróleo cautivo. Se inyecta en
los restos de los pozos agua con polisacáridos que
actuan de espesante, por ej. La goma producida
por Xantomonas campestris.
Minería a cielo abierto