Download Módulo Tema 1 Archivo

Módulo Tema 1 del curso
Curso: MICROBIOLOGIA para Ingenieros Químicos y Biomédicos
Autor: MSc. Vicenta Pita Bravo
número del tema
1
Título del tema
Fundamentos de Biología molecular y celular
Descripción del tema
En este documento se presenta el Tema
de la asignatura
MICROBIOLOGIA para Ingenieros Químicos y Biomédicos.Este tema
se denomina Fundamentos de Biología molecular y celular
Descriptores del tema
Reino Protisto, bacterias, levaduras y hongos.
Presentación del tema
El propósito fundamental de este Tema es presentar a ustedes en
forma clara y asequible, los conocimientos básicos requeridos y la
importancia que tiene el estudio de la Microbiología, en algunas
industrias y en el Polo Científico, primeramente conocerán el Reino
Protisto y como se clasifican en células procariotas y eucariotas
algunas estructuras y propiedades y posteriormente conocerán que
son las bacterias, levaduras y hongos, así como su morfología ,
técnicas microscópicas y reproducción siendo vitales en los diferentes
tipos de células .
Los contenidos teóricos se van presentando en el tema en una
secuencia lógica, de lo simple a lo complejo, de lo particular a lo
general y viceversa. En el tema se proponen ejemplos que resultarán
buenos motivos de reflexión para ustedes cuando acometan su
estudio y pondrán a prueba su capacidad de asimilación de los
contenidos que sucesivamente van desarrollándose en la asignatura.
Pueden plantear algunas dificultades en el contenido que, con el
estudio que realicen, con la consulta al profesor y con una cierta
dosis de inventiva y de creatividad, serán superadas por la mayoría
de ustedes.
Objetivos del tema
El objetivo general es que al finalizar el tema seas capaz de conocer
la importancia que tiene el Reino Protisto y conocer como las células
procariotas son más primitivas como por ejemplo las bacterias y las
algas verde azuladas,
mientras que
las células eucariotas
pertenecen a nivel evolutivo superior como las levaduras y los
hongos.
¿Qué debo saber?
¿Qué debo saber? Conceptos de
Reino Protisto,
células procariotas, células eucariotas, bacterias,
levaduras, hongos
Consultar la bibliografía recomendada y la conferencia No.1 de las
actividades presenciales
Autoevaluación del tema
1- Conteste verdadero o falso. Justifique los falsos.
a) _____ La respiración de las células eucariotas es aerobia
b) _____La esporulación de las bacterias es una forma de
reproducción
c) _____En una tinción simple las células de bacterias al
observar su morfología, tienen forma de bacilos agrupados en
cadenas y se plantea que son estreptococos.
d) _____Los hongos están formados por largos filamentos
denominados hifas y su conjunto se le denomina micelio.
e) _____La reproducción de los hongos ocurre de forma
asexual
Resumen del tema
En este tema ustedes conocieron que es la Microbiología y la
importancia que tiene el Reino Protisto y dentro de ellas las células
procariotas que están en un nivel evolutivo inferior con respecto a
las células eucariotas que pertenecen a nivel evolutivo superior y
como pueden ser utilizadas en diferentes procesos tecnológicos.
Epígrafe
Número del epígrafe
1
Título del epígrafe
Reino Protisto
Descripción del epígrafe
En este epígrafe se presentan el concepto de Reino Protisto como se
dividen y sus diferencias en cuanto a morfología y reproducción.
Descriptores del epígrafe
Generalidades. Reino Protisto
Tiempo estimado de aprendizaje
3 horas
Conceptos clave
 Microorganismos: conjunto de seres vivos que se caracterizan
por tener un tamaño pequeño de modo que la mayoría de ellos no
son visibles a simple vista, teniendo una gran sencillez en su
estructura y organización.
 Microbiología: Es la ciencia de los pequeños seres vivos es de
origen griego está formada por 3 vocablos micro=pequeño, bio =
vida y logas=ciencia o estudio.
 Bacteria: pequeños microorganismos unicelulares, teniendo
diferentes morfologías.
 Procariotas: Tipo de células que no están divididas en
compartimientos ni poseen núcleo verdadero
 Eucariotas: Tipo de célula dividida en compartimientos limitados
por membranas internas
 virus: parásitos obligados o patógenos de las plantas, animales y
bacterias, siendo muy pequeños. Solo pueden cultivarse en el
interior de células vivas de tejidos vegetales ó animales.
 Inoculo: Cantidad o número de gérmenes infectantes que son
introducidos accidental o voluntariamente en los tejidos vivos o en
medios de cultivos especiales.
 Hifas : Son túbulos cilíndricos ramificados, de diámetro variable,
tabicados o no, constituidos por una pared celular rígida, delgada y
transparente que contiene una masa citoplasmática multinucleada
y móvil
 Gemación: Consiste en la formación de una yema en una
determinada zona de la célula madre; a medida que la célula hija
aumente de tamaño se irá separando de la célula madre.
Desarrollo de contenidos
Objetivo:
Conocer la ubicación de los microorganismos dentro de la escala
evolutiva y las diferencias entre las células procariotas y las
eucariotas.
1.1Historia de la bacteriología
La existencia de microorganismos ya fue hipotetizada a finales de la
Edad Media. En el Canon de medicina (1020), Abū Alī ibn Sīnā
(Avicenna) planteaba que las secreciones corporales estaban
contaminadas por multitud de cuerpos extraños infecciosos antes de
que una persona cayera enferma, pero no llegó a identificar a estos
cuerpos como la primera causa de las enfermedades. Cuando la Peste
Negra (peste bubónica) alcanzó al-Andaluz en el siglo XIV, Ibn
Khatima e Ibn al-Khatib escribieron que las enfermedades infecciosas
eran causadas por entidades contagiosas que penetraban en el
cuerpo humano Estas ideas sobre el contagio como causa de algunas
enfermedades se volvió muy popular durante el Renacimiento, sobre
todo a través de los escritos de Girolamo Fracastoro.10
Las primeras bacterias fueron observadas por Antonie van
Leeuwenhoek en 1683 usando un microscopio de lente simple
diseñado por él mismo. Inicialmente las denominó animalículos y
publicó sus observaciones en una serie de cartas que envió a la Royal
Society. El nombre de bacteria fue introducido más tarde, en 1828,
por Ehrenberg. Deriva del griego βακτήριον -α, bacterion -a, que
significa bastón pequeño.
Louis Pasteur demostró en 1859 que los procesos de fermentación
eran causados por el crecimiento de microorganismos, y que dicho
crecimiento no era debido a la generación espontánea, como se
suponía hasta entonces. (Levaduras y hongos, organismos
normalmente asociados a estos procesos de fermentación, eran
bacterias). Pasteur, al igual que su contemporáneo y colega Robert
Koch, fue uno de los primeros defensores de la teoría germinal de las
enfermedades infecciosas. Robert Koch fue pionero en la
microbiología médica, trabajando con diferentes enfermedades
infecciosas, como el cólera, el ántrax y la tuberculosis logrando
probar la teoría germinal de las enfermedades infecciosas tras sus
investigaciones en tuberculosis, siendo por ello galardonado con el
premio Nobel en Medicina y Fisiología, en el año 1905.
estandarizando una serie de criterios experimentales para demostrar
si un organismo era o no el causante de una determinada
enfermedad. Estos postulados se siguen utilizando hoy en día.
A comienzos del siglo XX, la mayor parte de las muertes se debían a
enfermedades infecciosas; en la actualidad, tales enfermedades han
pasado a segundo plano. El control de las enfermedades infecciosas
ha sido el resultado de un profundo conocimiento de los procesos de
enfermedad, de la mejora de las prácticas sanitarias y del
descubrimiento y uso de agentes antimicrobianos. La microbiología
tuvo sus orígenes como ciencia en este tipo de estudios sobre
enfermedades.
Aunque a finales del siglo XIX ya se sabía que las bacterias eran
causa de multitud de enfermedades, no existían tratamientos
antibacterianos para combatirlas. Fue ya en 1910 cuando Paul Ehrlich
desarrolló el primer antibiótico, por medio de unos colorantes capaces
de teñir y matar selectivamente a las espiroquetas de la especie
Treponema pallidum, la bacteria causante de la sífilis. Erlich recibió el
premio Nobel en 1908 por sus trabajos en el campo de la
inmunología y por ser pionero en el uso de tintes y colorantes para
detectar e identificar bacterias, base fundamental de las posteriores
tinción de Gram y tinción de Ziehl Neelsen.
Un gran avance en el estudio de las bacterias fue el descubrimiento
realizado por Carl Woese en 1977, de que las arqueas presentan una
línea evolutiva diferente a la de las bacterias. Esta nueva taxonomía
filogenética se basaba en la secuenciación del ARN ribosómico 16S y
dividía a los procariotas en dos grupos evolutivos diferentes, en un
sistema de tres dominios: Arquea, Bacteria y Eukarya.
No obstante, aunque ahora vivimos en un mundo donde muchos
microorganismos patógenos están controlados, para el individuo que
muere lentamente del síndrome de la inmunodeficiencia adquirida
(SIDA), para el paciente de cáncer, cuyo sistema inmune está
deteriorado a causa del tratamiento con fármacos anticancerosos, o
para el individuo infectado con un patógeno multirresistente, resulta
evidente que los microorganismos pueden ser todavía una amenaza
para la supervivencia. Esas situaciones trágicas aparecen con escasa
frecuencia en las estadísticas sanitarias, pero no por ello dejan de
causar preocupación. Además, las enfermedades microbianas
constituyen todavía una de las principales causas de muerte en
muchos países en desarrollo. La erradicación de la viruela del mundo
ha sido un brillante triunfo de la ciencia médica, pero todavía hay
millones que mueren al año de otras enfermedades como la malaria,
la tuberculosis, el cólera, la enfermedad del sueño o enfermedades
diarreicas severas.
Por tanto, los microorganismos constituyen aún una amenaza seria
para la existencia humana. Pero, por otra parte, debemos resaltar
que la mayor parte de los microorganismos no son perjudiciales para
el hombre. De hecho, la mayor parte de ellos no representa una
amenaza en absoluto y, por el contrario, son en realidad beneficiosos
porque los procesos que llevan a cabo tienen un valor inmenso para
la sociedad humana. Los microorganismos desarrollan un papel
beneficioso incluso en la industria sanitaria. Por ejemplo, la industria
farmacéutica descansa en gran medida en la producción de
antibióticos a gran escala por microorganismos. Muchos otros
productos farmacéuticos derivan también, al menos en parte, de las
actividades de los microorganismos.
1.2 Origen y evolución de las bacterias
Árbol filogenético de los seres vivos obtenido a partir de genomas
completamente secuenciados El dominio Bacteria, coloreado en azul,
presenta una gran diversidad en comparación con los otros dominios,
Archaea y Eukarya. Los árboles moleculares colocan a Archaea y
Eukarya más próximos entre sí que a Bacteria.
Los seres vivos se dividen actualmente en tres dominios: bacterias
(Bacteria), arqueas (Archaea) y eucariontes (Eukarya). En los
dominios Archaea y Bacteria se incluyen los organismos procariotas,
esto es, aquellos cuyas células no tienen un núcleo celular
diferenciado, mientras que en el dominio Eukarya se incluyen las
formas de vida más conocidas y complejas (protistas, animales,
hongos y plantas).
El término "bacteria" se aplicó tradicionalmente a todos los
microorganismos procariotas. Sin embargo, la filogenia molecular ha
podido demostrar que los microorganismos procariotas se dividen en
dos
dominios,
originalmente
denominados
Eubacteria
y
Archaebacteria, y ahora renombrados como Bacteria y Archaea, que
evolucionaron independientemente desde un ancestro común. Estos
dos dominios, junto con el dominio Eukarya, constituyen la base del
sistema de tres dominios, que actualmente es el sistema de
clasificación más ampliamente utilizado en bacteriología
El término Mónera, actualmente en desuso, en la antigua clasificación
de los cinco reinos significaba lo mismo que procariota, y así sigue
siendo usado en muchos manuales y libros de texto.
Los antepasados de los procariotas modernos fueron los primeros
organismos (las primeras células) que se desarrollaron sobre la tierra,
hace unos 3.800-4.000 millones años. Durante cerca de 3.000
millones de años más, todos los organismos siguieron siendo
microscópicos, siendo probablemente bacterias y arqueas las formas
de vida dominantes. Aunque existen fósiles bacterianos, por ejemplo
los estromatolitos, al no conservar su morfología distintiva no se
pueden emplear para estudiar la historia de la evolución bacteriana, o
el origen de una especie bacteriana en particular. Sin embargo, las
secuencias genéticas sí se pueden utilizar para reconstruir la filogenia
de los seres vivos, y estos estudios sugieren que arqueas y
eucariontes están más relacionados entre sí que con las bacterias.
En la actualidad se discute si los primeros procariotas fueron
bacterias o arqueas. Algunos investigadores piensan que bacteria es
el dominio más antiguo con Archaea y Eukarya derivando a partir de
él, mientras que otros consideran que el dominio más antiguo es
Archaea. Se ha propuesto que el ancestro común más reciente de
bacterias y arqueas podría ser un hipertermófilo que vivió entre 2.500
y 3.200 millones de años atrás. En cambio, otros científicos sostienen
que tanto Archaea como Eukarya son relativamente recientes (de
hace unos 900 millones de años) y que evolucionaron a partir de una
bacteria Gram-positiva (probablemente una Actinobacteria), que
mediante la sustitución de la pared bacteriana de peptidoglicano por
otra de glicoproteína daría lugar a un organismo Neomura.
Las bacterias también han estado implicadas en la segunda gran
divergencia evolutiva, la que separó Archaea de Eukarya. Se
considera que las mitocondrias de los eucariontes proceden de la
endosimbiosis de una proteobacteria alfa. En este caso, el antepasado
de los eucariontes, que posiblemente estaba relacionado con las
arqueas (el organismo Neomura), ingirió una proteobacteria que, al
escapar a la digestión, se desarrolló en el citoplasma y dio lugar a las
mitocondrias. Estas se pueden encontrar en todos los eucariontes,
aunque a veces en formas muy reducidas, como en los protistas
amitocondriales. Después, e independientemente, una segunda
endosimbiosis por parte de algún eucarionte mitocondrial con una
cianobacteria condujo a la formación de los cloroplastos de algas y
plantas. Se conocen incluso algunos grupos de algas que se han
originado
claramente
de
acontecimientos
posteriores
de
endosimbiosis por parte de eucariotas heterótrofos que, tras ingerir
algas eucariotas, se convirtieron en plastos de segunda generación.
1.3 Definición de la microbiología
Los microorganismos son un conjunto de seres vivos que se
caracterizan por tener un tamaño pequeño de modo que la mayoría
de ellos no son visibles a simple vista, teniendo una gran sencillez en
su estructura y organización. Su importancia radica en que han dado
origen a una rama de la biología dedicada a su estudio: La
microbiología.
¿Qué ustedes entienden por Microbiología?
La microbiología está estrechamente relacionada con la actividad
práctica de científicos e investigadores y cuyo conocimiento es de
vital importancia en la Industria Alimenticia, Farmacéutica,
Biotecnológica y en la Biología Molecular.
La palabra microbiología de origen griego esta formada por 3
vocablos micro=pequeño, bio = vida y logas=ciencia o estudio.
“Es decir la ciencia de los pequeños seres vivos”
La microbiología como ciencia se encuentra en continuo desarrollo,
teniendo como objetivo el estudio de la morfología, fisiología
sistemática y bioquímica de los microorganismos en relación con el
medio donde se desarrollan.
General
Microbiología
Aplicada
Fisiología
Morfología
Bioquímica
Genética
Medica
Biotecnología
Industrial (fermentación, alimentos)
Muchas industrias dependen en parte o enteramente de la acción
microbiana. Gran cantidad de sustancias químicas importantes como
alcohol etílico, ácido acético, alcohol butílico y acetona son producidas
por microorganismos específicos. También se emplean bacterias para
el curado de tabaco, el curtido de cueros, caucho, algodón, etc. Las
bacterias (a menudo Lactobacillus) junto con levaduras y hongos, se
han utilizado durante miles de años para la preparación de alimentos
fermentados tales como queso, mantequilla, encurtidos, salsa de
soja, vinagre, vino y yogur.
Las bacterias tienen una capacidad notable para degradar una gran
variedad de compuestos orgánicos, por lo que se utilizan en el
reciclado de basura y en biorremediación. Las bacterias capaces de
degradar los hidrocarburos son de uso frecuente en la limpieza de los
vertidos de petróleo. Así por ejemplo, después del vertido del
petrolero Exxon Valdez en 1989, en algunas playas de Alaska se
usaron fertilizantes con objeto de promover el crecimiento de estas
bacterias naturales. Estos esfuerzos fueron eficaces en las playas en
las que la capa de petróleo no era demasiado espesa. Las bacterias
también se utilizan para la biorremediación de basuras tóxicas
industriales En la industria química, las bacterias son utilizadas en la
síntesis de productos químicos enantioméricamente puros para uso
farmacéutico o agroquímico.
Las bacterias también pueden ser utilizadas para el control biológico
de parásitos en sustitución de los pesticidas. Esto implica
comúnmente a la especie Bacillus thuringiensis (también llamado BT),
una bacteria de suelo Gram-positiva. Las subespecies de esta
bacteria se utilizan como insecticidas específicos para lepidópteros.
Debido a su especificidad, estos pesticidas se consideran respetuosos
con el medio ambiente, con poco o ningún efecto sobre los seres
humanos, la fauna y la mayoría de los insectos beneficiosos, como
por ejemplo, los polinizadores.
Los microorganismos son herramientas básicas en los campos de la
biología, la genética y la bioquímica moleculares debido a su
capacidad para crecer rápidamente y a la facilidad relativa con la que
pueden ser manipuladas. Realizando modificaciones en el ADN
bacteriano y examinando los fenotipos que resultan, los científicos
pueden determinar la función de genes, enzimas y rutas metabólicas,
pudiendo trasladar posteriormente estos conocimientos a organismos
más complejos. La comprensión de la bioquímica celular, que
requiere cantidades enormes de datos relacionados con la cinética
enzimática y la expresión de genes, permitirá realizar modelos
matemáticos de organismos enteros. Esto es factible en algunas
bacterias bien estudiadas. Por ejemplo, actualmente está siendo
desarrollado y probado modelos de metabolismos de bacterias,
levaduras y hongos por ejemplo la Escherichia coli y el género Pichia.
Esta comprensión del metabolismo y la genética permite a la
biotecnología la modificación de los microorganismos para que
produzcan diversas proteínas terapéuticas, tales como insulina,
factores de crecimiento y anticuerpos.
1.4 Reino Protisto
En 1866 el zoólogo alemán Hasckel propuso el reino Protisto que se
caracterizan por las siguientes características:
No tienen coordinación celular definida
No tienen células diferenciadas en funciones metabólicas específicas.
Entre los protistos representativos se incluyen las bacterias, archaea,
algas, levaduras y hongos y protozoos.
Los virus no están incluidos en el Reino Protisto ya que son
partículas inertes que quizás se originaron como desechos de las
mismas células que después de miles o millones de años sirven como
anfitrionas de esos desechos. Dado que los virus poseen una sección
de ADN correspondiente al ADN del genoma completo de las células
anfitrionas, tienen posibilidades de reproducción; sin embargo, como
son seres inertes, no vivientes son incapaces de reproducirse por
ellos mismos, a diferencia de los seres vivientes que sí pueden autoreplicarse cuando ocurre la exigencia para hacerlo.
Esta incapacidad responde precisamente a que ellos no experimentan
el estado de la vida, pues de hacerlo, ellos podrían tomar la energía
del ambiente en cualquier momento, dirigiéndola hacia estados
específicos para hacer uso de ella en la producción de sus propias
enzimas y auto-replicarse. Pero no pueden ni adquirir energía del
ambiente y mucho menos, manipularla hacia procesos bioquímicos
específicos.
Los Bacteriófagos o fago son virus cuyo huésped natural son las
bacterias, en las que se reproducen. En algunas especies bacterianas
los Fagos juegan un papel importante en la transmisión de
información genética de una bacteria a otra, pudiendo (mediante
traducción) ser los encargados de trasmitir factores de resistencia a
los antibióticos, como ocurre con los Staphylococcus. En otros casos
el ingreso de un fago a una bacteria determina que el genoma viral
se integre al de la bacteria, de tal forma que los genes parasitados
por el fago pueden determinar que se expresen nuevos caracteres en
el fenotipo (Lisogenia por fagoconversión); así el Corinebacterium
Diphtheriae sólo será patógeno (toxigénico) cuando se halle
parasitado por un fago.
También se puede dividir el reino en 6 grupos principales según
su utilidad.






Protozoos: Animales unicelulares.
Algas: Plantas fotosintéticas unicelulares.
Eumicetes: levaduras y hongos.
Esquizomicetes: Bacterias y Rickettsias
Esquizolitos: microorganismos unicelulares con clorofila.
Virus (del latín virus = nocivo)
Los microorganismos clasificados en este reino se subdividen en 2
grupos o categorías fundamentándose se diferencian en su
anatomía o estructura.


Células Procariotas
Células Eucariotas
Células Procariotas: –Bacterias – Archaea - Algas verdes azuladas.
Tienen estructura primitiva. No tiene núcleo definido, ni membrana
nuclear.
Células Eucariotas: – Levaduras – Hongos (mohos) – Algas verdes
–Protozoos Estos evolucionaron e incrementaron la complejidad de
sus estructuras Tienen un núcleo bien definido y sus orgánulos.
Como se observa no todos los protistos son iguales a partir de la
evolución, de las especies simples surgen las más complejas.
1.5 Células Procariotas
Este tipo de células no están divididas en compartimientos ni poseen
un núcleo verdadero. Sus principales características son:
a. Pared Celular: Es una estructura gruesa y rígida (a excepción
de los micoplasmas) que sirve para dar forma a la célula, evitar
la lisis osmótica y la acción de agentes externos nocivos. En su
estructura se halla un polímero específico, la mureína o
péptidoglicano.
b. Membrana Citoplasmática: Asociada a ella hay mesosomas
(repliegues internos) y enzimas generadoras de ATP.
c. Citoplasma: No presenta orgánelos. Es de aspecto granular,
donde se distinguen granulaciones mayores (sustancias de
reserva) y granulaciones sub microscópicas (ribosomas – 70 s).
Inmersos en el citoplasma encontramos ADN extracromosómico
(Plásmido) enrollado en forma circular, los cuales contienen
información genética para la síntesis de sustancias no
indispensables.
d. Nucleoide: Contiene el material hereditario y de especificidad
(ADN cromosómico), conformando 1 solo cromosoma dispuesto
como 1 filamento en doble hélice, apelotonado en algún sitio
del citoplasma. .En las cadenas hay ausencia de Histonas.
Decimos que no es un núcleo verdadero porque no posee una
membrana que lo separe netamente del citoplasma
e. División: La división celular ocurre por división o fisión binaria,
la cual puede ser por fisión , conjugación o por medio de un
bacteriófago (virus que infecta a una bacteria , y por lo que el
genoma viral se recombina con el genoma de la bacteria)
f. Motilidad: Por flagelos
g. Pilis o fimbrias: Permiten la Adherencia a receptores de las
Células huéspedes y la transferencia de material genético entre
algunas bacterias
Análisis de las estructuras de las células bacterianas.
A-Pili; B-Ribosomas; C-Cápsula; D-Pared celular; E-Flagelo; FCitoplasma; G-Vacuola; H-Plásmido; I- Nucleoide; J- Membrana
citoplasmática.
Como se puede observar carecen de un núcleo delimitado por una
membrana. El material genético está organizado en un único
cromosoma situado en el citoplasma, dentro de un cuerpo irregular
denominado nucleoide. El citoplasma carece de orgánulos delimitados
por membranas y de las formaciones protoplasmáticas propias de las
células eucariotas. En el citoplasma se pueden apreciar plásmidos,
pequeñas moléculas circulares de ADN que coexisten con el
nucleoide, contienen genes y son comúnmente usados por las
bacterias en la conjugación. El citoplasma también contiene vacuolas
(gránulos que contienen sustancias de reserva) y ribosomas
(utilizados en la síntesis de proteínas).
La membrana citoplasmática está compuesta de lípidos que rodea el
citoplasma y, al igual que las células de las plantas, la mayoría posee
una pared celular, que en este caso está compuesta por
peptidoglicano (mureína). Algunas bacterias, además, presentan una
segunda membrana lipídica (membrana externa) rodeando a la pared
celular. El espacio comprendido entre la membrana citoplasmática y
la pared celular (o la membrana externa si esta existe) se denomina
espacio periplásmico. Algunas bacterias presentan una cápsula y
otras son capaces de evolucionar a endosporas, estadios latentes
capaces de resistir condiciones extremas. Entre las formaciones
exteriores propias de la célula bacteriana destacan los flagelos y los
pili.
Los flagelos son largos apéndices filamentosos compuestos de
proteínas y utilizados para el movimiento. Tienen un diámetro
aproximado de 20 nm y una longitud de hasta 20 μm. Los flagelos
son impulsados por la energía obtenida de la transferencia de iones.
Esta transferencia es impulsada por el gradiente electroquímico que
existe entre ambos lados de la membrana citoplasmática, la
Escherichia coli presenta unas 100-200 fimbrias que utiliza para
adherirse a las células epiteliales o al tracto urogenital.
Las fimbrias son filamentos finos de proteínas que se distribuyen
sobre la superficie de la célula. Tienen un diámetro aproximado de 210 nm y una longitud de hasta varios μm. Cuando se observan a
través del microscopio electrónico se asemejan a pelos finos. Las
fimbrias ayudan a la adherencia de las bacterias a las superficies
sólidas o a otras células y son esenciales en la virulencia de algunos
patógenos. Los pili son apéndices celulares ligeramente mayores que
las fimbrias y se utilizan para la transferencia de material genético
entre bacterias en un proceso denominado conjugación bacteriana.
Estructuras extracelulares bacterianas:
Cápsula
glicocalix (capa mucosa)
biopelícula.
Muchas bacterias son capaces de acumular material en el exterior
para recubrir su superficie. Dependiendo de la rigidez y su relación
con la célula se clasifican en cápsulas y glicocalix. La cápsula es una
estructura rígida que se une firmemente a la superficie bacteriana, en
tanto que el glicocalix es flexible y se une de forma lasa. Estas
estructuras protegen a las bacterias pues dificultan que sean
fagocitadas por células eucariotas tales como los macrófagos.
También pueden actuar como antígenos y estar implicadas en el
reconocimiento bacteriano, así como ayudar a la adherencia
superficial y a la formación de biopelículas.
La formación de estas estructuras extracelulares depende del sistema
de secreción bacteriano. Este sistema transfiere proteínas desde el
citoplasma al periplasma o al espacio que rodea a la célula. Se
conocen muchos tipos de sistemas de secreción, que son a menudo
esenciales para la virulencia de los patógenos, por lo que son
extensamente estudiados.
ARCHAEA
También llamados arquibacterias, unicelulares,
estructura similar a las células bacterianas, salvo:
procariotas
con
-La secuencia de nucleótidos del ARN.
-Presencia en la pared celular de un compuesto denominado
pseudopéptidoglicano.
-Los lípidos de su membrana no llevan ácidos grasos.
Viven en ambientes extremos de temperatura, salinidad, pH,
anaeróbicas, condicionando la vida de otros microorganismos, se
piensa por ello que son descendientes directos de los primeros
organismos existentes en la tierra.
Existen tres grupos de archaeas:

Halofíticos: viven en ambientes de elevada salinidad. Tales
como salinas, aguas saladas o salazones. Aerobias.

Metanógenas: son anaerobias y utilizan el hidrógeno como
fuente de energía o donador de electrones. Reduciendo el CO2
hasta CH4. Fuente del N, el NH3, viven en fondos de pantanos,
ciénagas.

Hipertermófilas: viven en aguas geotérmicas o próximas a
volcanes submarinos, siendo su temperatura óptima superior a
los 80ºC. Utilizan el azufre de esas aguas para su metabolismo
que es quimiorganótrofo.
1.6 Células Eucariotas:
Este tipo de célula está dividida en compartimientos limitados por
membranas internas. Sus principales características son:
a. Membrana Citoplasmática: Es una bicapa lipídica, compuesta
por proteínas, fosfolípidos y esteroles. Actúa como membrana
limitante (ayuda a mantener la forma) y como barrera
osmótica. En cierto tipo de células podemos visulizar flagelos.
En los Hongos además de esta membrana pueden presentar
Pared o Cubierta Celular, la cual está compuesta de
polisacáridos.
b. Citoplasma: Presenta organelos (compartimientos internos
rodeados por una membrana propia); entre estas encontramos
Retículo endoplasmático, Aparato de Golgi, Vacuolas,
Lisosomas; Mitocondrias, Cloroplastos (realizan la fotosíntesis
en las plantas), Centríolos, Ribosomas (80 s). Además el
citoplasma cuenta con una estructura reticular denominada
citoesqueleto, compuesto por microtúbulos y micro filamentos.
c. Núcleo: Contiene el material hereditario. Se dice que es
verdadero puesto que el compartimiento nuclear se halla
verdaderamente separado del citoplasma por la membrana
nuclear. El ADN está organizado en 2 o más cromosomas que
codifican el material genético; cada cromosoma está compuesto
por filamentos en doble hélice de ADN, donde cada cadena
presenta uniones proteicas y de histonas.
d. División: La división celular puede ocurrir ya sea por mitosis o
por meiosis , según el tipo celular.
e. Motilidad: La movilidad por parte algunos tipos celulares
puede llevarse a cabo mediante flagelos, Fagocitosis,
endocitosis y pinocitosis
Diferencias entre células procariotas y eucariotas
Procariotas.
- Células pequeñas, para ser observadas al microscopio óptico se
requiere de un aumento de 1000x (objetivo 100x y ocular 10x).
- El ADN, con núcleo primitivo (nucleoides) el material nuclear no
encerrado en una membrana, no posee cromosomas.
- División celular directa, principalmente, por fisión binaria
(bipartición). Rara vez sexual por conjugación bacteriana.
- Respiración: aerobia, anaerobia, facultativos y microaerofilas
- Tiene variados patrones metabólicos.
Eucariotas.
- Células grandes para ser observadas al microscopio óptico se
requiere de un aumento de 400x (objetivo 40x y ocular 10x)
- Tienen núcleo, membrana, cromosomas. (ADN, ARN,)
- División celular por varias formas, meiosis, mitosis, asexual y
sexual.
- Generalmente aerobios
- Patrones metabólicos idénticos de oxidación. (Glucólisis, ciclo de
Krebs ,cadena respiratoria).
Podemos resumir que como las bacterias son procariotas no tienen
orgánulos citoplasmáticos delimitados por membranas y por ello
presentan pocas estructuras intracelulares. Carecen de núcleo celular,
mitocondrias, cloroplastos y de los otros orgánulos presentes en las
células eucariotas, tales como el aparato de Golgi y el retículo
endoplasmático
En general la célula durante su vida realiza una serie de
actividades que le permiten:
-mantener la vida
-relacionarse con el medio.
-reproducirse.
Para saber más
Hay bacterias que viven en el fondo del mar en lugares donde el
magma de la tierra emerge elevando la temperatura a más de 120° o
en nichos tan ácidos que quemarían la piel. En España misma, sin ir
más lejos, tales extraordinarias propiedades de supervivencia se
encuentran en el estuario del río Tinto (Huelva). Como consecuencia
de excavar minas desde las edades del bronce y del hierro, las aguas
de ese río son muy ácidas y ricas en minerales extremadamente
tóxicos. Muchas bacterias y protistas viven allí, indiferentes a
condiciones tan extremas. Desde un punto de vista antropomórfico,
tales organismos ha sido llamados “extremófilos”. En verdad, para
ellos nuestra temperatura y pH serían los realmente artificiales y
amenazantes.
Número del epígrafe
2
Título del epígrafe
Características generales de las bacterias.
Descripción del epígrafe
En este epígrafe se presentan las características morfológicas de las
bacterias, técnicas microbiológicas, así como son capaces de
reproducirse asexualmente.
Descriptores del epígrafe
Características generales de las bacterias.
Tiempo estimado de aprendizaje
4 horas
Conceptos clave


Bacilos: forma de bacteria alargada.
Cocos: forma de bacteria redonda.


Gram+: tiene una pared celular con una capa gruesa de
mureína y su membrana plasmática es diferente a la de las
células eucariotas.
Gram-: no tiene una capa gruesa de mureína y su membrana
plasmática es similar a la de las células eucariotas.
Desarrollo de contenidos
Objetivo:
Conocer la morfología y reproducción de las bacterias.
Características generales de las bacterias.
Bacterias:
Las bacterias presentan una amplia variedad de tamaños y formas,
teniendo la mayoría un tamaño diez veces menor que el de las células
eucariotas, es decir, entre 0,5 y 5 μm.
Son organismos relativamente sencillos. Sus dimensiones son muy
reducidas, unos 2 μm de ancho por 7-8 μm de longitud en la forma
cilíndrica (bacilo) de tamaño medio; aunque son muy frecuentes las
especies de 0,5-1,5 μm.
La forma de las bacterias es muy variada y, a menudo, una misma
especie adopta distintos tipos morfológicos, lo que se conoce como
pleomorfismo. De todas formas, podemos distinguir tres tipos
fundamentales de células bacterianas:



Cocos (del griego kókkos, grano): de forma esférica
Bacilos (del latín baculus, varilla): en forma de bastoncillo
helicoidales
Tipos y formas de agrupación de las bacterias

Cocos
o
o
o
o

Diplococos: cocos en grupos de dos.
Tetracocos: cocos en grupos de cuatro.
Estreptococos: cocos en cadenas.
Estafilococos: cocos en agrupaciones irregulares o en
racimo.
Bacilo.
o Diplobacilos: bacilos en grupos de dos.
o Estreptobacilos: bacilos en cadenas.

Formas helicoidales:
o Vibrio: ligeramente curvados y en forma de coma, judía o
cacahuete.
o Espirilo: en forma helicoidal rígida o en forma de
tirabuzón.
o Espiroqueta: en forma de tirabuzón (helicoidal flexible).
Morfología bacteriana
Esta amplia variedad de formas es determinada en última instancia
por la composición de la pared celular y el citoesqueleto, siendo de
vital importancia, ya que puede influir en la capacidad de la bacteria
para adquirir nutrientes, unirse a superficies o moverse en presencia
de estímulos.
Para nombrar los cultivos puros de los microorganismos el género
se escribe con mayúscula y la especie con minúscula por ejemplo:
Escherichia coli
Escherichia (género) coli (especie).
Morfología de algunas bacterias
Mycobacterium
tuberculosis
(Actinobacteria)
Bacillus cereus
(Firmicutes)
Escherichia coli
(Proteobacteria)
Chloroflexus
(Chloroflexi)
Thermus
aquaticus
(DeinococcusThermus)
Oenococcus oeni
(Firmicutes)
Bordetella
Staphylococcus
Campylobacter bronchiseptica
aureus
(Proteobacteria)
jejuni
(Firmicutes)
(Proteobacteria)
Vibrio cholerae Leptospira
(Proteobacteria) (Spirochaetes)
Treponema
pallidum
(Spirochaetes)
A continuación se presenta el rango de tamaños que presentan las
células procariotas en relación a otros organismos y biomoléculas.
Técnicas Microbiológicas
Existen diferentes técnicas para observar la morfología de las
bacterias , las cuales requieren ser teñidas para su observación al
microscopio por medio de tinciones ,las cuales pueden ser simple
utilizando un solo colorante y diferencial ya que se usan dos
colorantes estas son:




Tinción
Tinción
Tinción
Tinción
células
simple
GRAM (+) células color violeta intenso
GRAM (-) células color rosada
de espora –las células esporuladas (tiñen verde) y las
vegetativas (tiñen rosada)
Clasificación de las bacterias Gram (+) y Gram (-).
La técnica de tinción de membranas de bacterias de Gram,
desarrollada por Hans Christian Gram en 1884 ha supuesto un antes
y un después en el campo de la medicina, y consiste en teñir con
tintes específicos diversas muestras de bacterias en un portaobjetos.
Tinción de Gram (Examen bacteriológico): Es sencilla de realizar,
rápida y de gran riqueza informativa, es por ello que es de gran
utilidad por esta tinción. Se pueden clasificar las bacterias en Gram
+ y Gram - en función de su estructura de pared; a demás nos
informa su morfología y disposición en el espacio, lo cual nos orienta
hacia un diagnóstico.
Fundamento de la Tinción de Gram:
Técnica
1- Colorante
2- Mordiente
Elemento
Bacterias
Gram-
Violeta de Cristal Color Violeta
Iodo Lugol
Bacterias
Gram+
Color Violeta
Color Violeta
Color Violeta
3- Decolorante Acetona +
Alcohol
Se Decolora
No se Decolora
4- Contraste
Color Rosado
Color Violeta
Azul de Metileno
Las bacterias disponen de una pared celular que rodea a su
membrana citoplasmática. Las paredes celulares bacterianas están
hechas de peptidoglicano (llamado antiguamente mureína). Esta
sustancia está compuesta por cadenas de polisacárido enlazadas por
péptidos inusuales que contienen D aminoácidos. Estos aminoácidos
no se encuentran en las proteínas, por lo que protegen a la pared de
la mayoría de las peptidasas. Las paredes celulares bacterianas son
distintas de las que tienen las plantas y hongos, compuestas de
celulosa y quitina, respectivamente. El antibiótico penicilina puede
matar a muchas bacterias inhibiendo un paso de la síntesis del
peptidoglicano.
Paredes celulares bacterianas. Arriba: Bacteria Gram positiva.
1-membrana citoplasmática, 2-pared celular, 3-espacio periplásmico.
Abajo: Bacteria Gram negativa. 4-membrana citoplasmática, 5pared celular, 6-membrana externa, 7-espacio periplásmico.
Existen dos tipos diferentes de pared celular bacteriana denominada
Gram-positiva y Gram-negativa, respectivamente. Estos nombres
provienen de la reacción de la pared celular a la tinción de Gram, un
método tradicionalmente empleado para la clasificación de las
especies bacterianas. Las bacterias Gram-positivas tienen una
pared celular gruesa que contiene numerosas capas de peptidoglicano
en las que se inserta ácido teicoico. En cambio, las bacterias Gramnegativas tienen una pared relativamente fina, consistente en unas
pocas capas de peptidoglicano, rodeada por una segunda membrana
lipídica (la membrana externa) que contiene lipopolisacáridos y
lipoproteínas.
En microbiología, se denominan bacterias Gram positivas a aquellas
bacterias que se tiñen de azul oscuro o violeta por la tinción de Gram
Esta característica está íntimamente ligada a la estructura de la
envoltura celular por lo que refleja un tipo natural de organización
bacteriana. Son uno de los principales grupos de bacterias, las otras
son las bacterias Gram negativas que se tiñen de rosado.
La envoltura celular de las bacterias Gram-positivas comprende la
membrana citoplasmática y una pared celular compuesta por una
gruesa capa de peptidoglicano, que rodea a la anterior. La pared
celular se une a la membrana citoplasmática mediante moléculas de
ácido lipoteicoico. La capa de peptidoglicano confiere una gran
resistencia a estas bacterias y es la responsable de retener el tinte
durante la tinción de Gram. A diferencia de las Gram-negativas, estas
bacterias no presentan una segunda membrana lipídica externa.
Comparación de las envolturas celulares bacterianas
Arriba: Bacteria Gram-positiva. 1-membrana citoplasmática, 2peptidoglicano, 3fosfolípidos, 4-proteínas, 5-ácido lipoteicoico. Abajo:
Bacteria Gram-negativa. 1-membrana citoplasmática (membrana
interna), 2-espacio periplasmático, 3-membrana externa, 4fosfolípidos,
5-peptidoglicano,
6-lipoproteína,
7-proteínas,
8lipopolisacáridos, 9-porinas.
Endoesporas.
¿Como ocurre la esporulación de las bacterias?
Ciertos géneros de bacterias Gram-positivas, tales como Bacillus,
Clostridium, Sporohalobacter, Anaerobacter y Heliobacterium, pueden
formar endosporas. Que son estructuras durmientes altamente
resistentes cuya función primaria es sobrevivir cuando las condiciones
ambientales son adversas. En casi todos los casos, no forman parte
de un proceso reproductivo, aunque el Anaerobacter puede formar
hasta siete endosporas a partir de una célula. Las endosporas tienen
una base central de citoplasma que contiene ADN y ribosomas,
rodeada por una corteza y protegida por una cubierta impermeable y
rígida.
Las endosporas no presentan un metabolismo detectable y pueden
sobrevivir a condiciones físicas y químicas extremas, tales como altos
niveles
de
luz
ultravioleta,
rayos
gamma,
detergentes,
desinfectantes, calor, presión y desecación. En este estado
durmiente, las bacterias pueden seguir viviendo durante millones de
años, e incluso pueden sobrevivir en la radiación y vacío del espacio
exterior. Las endosporas pueden también causar enfermedades. Por
ejemplo, puede contraerse carbunco por la inhalación de endosporas
de Bacillus anthracis y tétanos por la contaminación de las heridas
con endosporas de Clostridium tetani
Bacillus anthracis (teñido púrpura) desarrollándose en el líquido
cefalorraquídeo.
Recuerda
Ejemplo: Bacillus
megaterium
Género
Mayúscula
Especie
Minúscula
En la




esporulación influye:
el pH del medio
la oxigenación
concentración de nutrientes
temperatura
Pasos de la esporulación



Interrupción del crecimiento celular y elongamiento de la célula,
distribución del material nuclear en forma de filamento
cromatinico.
Invaginación de la membrana citoplasmática.
Formación de las pre esporas y posteriormente las diferentes
capas de la espora de 5 a 13 horas, según la especie.
El proceso inverso de la esporulación es la germinación que consta
de 3 etapas.
-Activación.
-Germinación.
-Crecimiento post germinal.
Reproducción de bacterias.
En las bacterias, el aumento en el tamaño de las células (crecimiento)
y la reproducción por división celular están íntimamente ligadas,
como en la mayor parte de los organismos unicelulares. Las bacterias
crecen hasta un tamaño fijo y después se reproducen por fisión
binaria. En condiciones apropiadas, una bacteria Gram-positiva puede
dividirse cada 20 – 30 minutos y una Gram-negativa cada 15 – 20
minutos, y en alrededor de 16 horas su número puede ascender a
unos 5.000 millones (aproximadamente el número de personas que
habitan la Tierra). Bajo condiciones óptimas, algunas bacterias
pueden crecer y dividirse extremadamente rápido, tanto como cada
9,8 minutos. En la división celular se producen dos células hijas
idénticas.
La reproducción sexual en bacterias es denominada parasexualidad
bacteriana, ocurriendo un intercambio del material genético entre
ellas, este proceso se conoce como conjugación bacteriana.
¿Qué ocurre en la conjugación bacteriana?
Durante este proceso una bacteria donante y una bacteria receptora
llevan a cabo un contacto mediante pelos sexuales huecos o pili, a
través de los cuales se transfiere una pequeña cantidad de ADN
independiente o plásmido conjugativo. El mejor conocido es el
plásmido F de la E.scherichia coli, que además puede integrarse en
el cromosoma bacteriano. En este caso recibe el nombre de episoma,
y en la transferencia arrastra parte del cromosoma bacteriano. Se
requiere que exista síntesis de ADN para que se produzca la
conjugación. La replicación se realiza al mismo tiempo que la
transferencia.
Modelo de divisiones binarias sucesivas en el microorganismo
ejemplo: Bacillus megaterium
Para saber más
Los virus del SIDA pueden auto replicarse dentro de los linfocitos de
algunos mamíferos. Para alcanzar el medio adecuado en donde pueda
reproducirse, el VIH no puede trasladarse en forma autónoma, sino
que tiene que ser transportado en ciertos fluidos corporales que
deben ser introducidos en el organismo no enfermo a través de
alguna mucosa o de alguna herida. Si esos fluidos conteniendo virus
no fueran depositados dentro de un organismo viviente, sino en un
medio inerte, a la intemperie, su destino sería como el de cualquier
partícula no-viviente, pues los virus son incapaces de obtener energía
del ambiente en forma no-espontánea, y por ende, con el paso del
tiempo, su energía interna se disipa o dispersa espontáneamente
hacia más micro estados disponibles causando su desintegración
como sistemas termodinámicos. Por esta razón, el Virus de la
Inmunodeficiencia Humana (VIH/SIDA) solo permanece viable a la
intemperie por un tiempo máximo de 30 minutos. Después de este
tiempo, el VIH es incapaz de auto replicarse e infectar.
Número del epígrafe
3
Título del epígrafe
Características generales de las
Hongos
Levaduras y los
Descripción del epígrafe
En este epígrafe se presentan las características morfológicas de las
levaduras y los hongos, las observaciones microbiológicas, así como
son capaces de reproducirse asexualmente y sexualmente.
Descriptores del epígrafe
Levaduras y Hongos
Tiempo estimado de aprendizaje
3 horas
Conceptos clave




Ascomicetos: grupo al que pertenecen las levaduras.
Levaduras: hongos ascomicetos de crecimiento unicelular. Sus
células suelen ser elípticas. Pared celular con quitina. Estructura
interna como la de una célula eucariota. Con una gran vacuola
que contiene fosfatos y proteínas
Mohos: hongos que se caracterizan por su pequeño porte y no
llegan a formar cuerpos fructíferos de gran tamaño, como las
setas y afines. Estructura filamentosa pluricelular
Exosporas: Esporas asexuales que nacen por brotación en el
extremo de un filamento de micelio; según su tamaño se
designarán como micro o macroconidios.



Endosporas: Son esporas que se forman en el interior del
esporangio (vesícula que contiene esporas)
Clamidiosporas : Son esporas asexuales de pared gruesa y en
reposo
Cigosporas : Son esporas formadas por la conjugación entre los
filamentos de micelio
Desarrollo de contenidos
Objetivo:
Conocer la morfología y reproducción de las levaduras y hongos
3.1 Levaduras
El hombre viene sirviéndose de las levaduras desde hace muchos
siglos para fermentar zumos de frutas, para esponjar el pan y para
hacer sabrosos y nutritivos ciertos productos alimenticios.
Su importancia es aún mayor hoy que en tiempos pasados, porque
nosotros las empleamos en los procesos fermentativos más diversos,
y además, para sintetizar ciertas vitaminas, grasas y proteínas
partiendo de azúcares sencillos y de nitrógeno amoniacal.
Se sabe, además, que algunas levaduras causan enfermedades en las
plantas y en los animales y que otras alteran los alimentos y
deterioran los productos textiles y otros materiales.
Las levaduras están muy difundidas en la naturaleza. Se encuentran
en las frutas, los granos y otras materias nutritivas que contienen
azúcares; en el suelo (huertos), en el aire, en la piel y en el intestino
de los animales y en algunos insectos. Se diseminan por intermedio
de portadores y por el viento.
Las levaduras no contienen clorofila y por consiguiente, dependen de
las plantas superiores y de los animales para obtener su energía,
pudiéndola conseguir por desasimilación oxidante aerobia o por
fermentación anaerobia.
Morfología
Una levadura al observarlas en un Estéreo microscopio pueden
observarse las características macroscópicas de las colonias pudiendo
tener diferentes características como son:
Cremosas y de colores blancos, beiges o un poco más oscuros.
Algunas son rosadas o rojas porque tienen carotenoides.
Al microscopio se pueden observar las células de diferente formas
(esférica, alargada, entre otras) y además observar en ocasiones
alguna gema (célula unida con otra) al lado o encima siendo una
forma de reproducción asexual.
Saccharomyces cerevisiae
En el interior de la célula grande se ven estructuras como por
ejemplo vacuolas. El núcleo siempre está muy cercano a la zona
donde está la gema, mientras más vieja es la célula, mayor es la
vacuola. De ancho tienen generalmente 2’5 – 10 μm y de largo 4’521 μm.
Para identificar una levadura se parte de cultivos puros y se deben
tener en cuenta siempre tres características principales:
-Las morfológicas
-Las reproductivas
-Las fisiológicas y bioquímicas.
Las levaduras son, por lo general, organismos unicelulares, y se
presentan en formas muy variadas, desde las esféricas, ovoides y
elipsoidales, a las cilíndricas, que pueden ser muy alargadas y aun
filamentosas. Estas formas, aunque diversas según las especies, son
características para ser base de clasificación.
Reproducción
Puede ser de dos tipos:
1-ASEXUAL: sin conjugación nuclear, ni reducción de cromosomas.
Puede llevarse a cabo por:


Brotación o Gemación: Consiste en la formación de una yema
en una determinada zona de la célula madre; a medida que la
célula hija aumente de tamaño se irá separando de la célula
madre.
Bipartición (Esporulación – Germinación): Mediante este
mecanismo se forman esporas que luego, en un medio
adecuado, germinarán.
2-SEXUAL: Consiste en fusión de 2 núcleos haploides sexualmente
diferentes, de la unión surge una célula diploide (zigoto) que por
división meiótica originará 4 células haploides, las cuales se rodean
por una gruesa cubierta constituyendo las esporas (ascosporas).
Las levaduras se reproducen asexualmente por gemación o brotación
binaria y sexualmente por producción de esporas mediante
ascosporas o basidioesporas. Durante la reproducción asexual, una
nueva yema surge de la levadura cuando se dan las condiciones
adecuadas, la yema se separa de la célula madre al alcanzar un
tamaño adulto. En condiciones de escasez de nutrientes las levaduras
que son capaces de reproducirse sexualmente formarán ascosporas.
Las levaduras que no son capaces de recorrer el ciclo sexual completo
se clasifican dentro del género Candida.
La edad en las células de levadura se determina según los números
de brotes producidos por la célula, generalmente una levadura joven
deberá tener de tres a cuatro cicatrices de brotes, mientras que las
células viejas llegan a tener por encima de 20 cicatrices.
Reproducción asexual por gemación
Corte de una levadura en gemación
Usos
Una de las levaduras más conocidas es la especie Saccharomyces
cerevisiae. Esta levadura tiene la facultad de crecer en forma
anaerobia realizando fermentación alcohólica. Por esta razón se
emplea en muchos procesos de fermentación industrial, de forma
similar a la levadura química, por ejemplo en la producción de
cerveza, vino, hidromiel, pan, producción de antibióticos, etc.
Clasificación de las levaduras
Durante muchos años, se han diferenciado las levaduras en grupos
utilitarios, teniendo en cuenta las actividades que desarrollan los
cultivos que se emplean en las fermentaciones industriales.
Así se distinguen comúnmente las levaduras verdaderas, falsas,
naturales, altas y bajas. Estas denominaciones tienen poco
significado científico, porque los grupos a que se refieren no ofrecen
caracteres morfológicos, reproductores o fermentativos constantes.
Algunas levaduras pueden pertenecer a más de uno de estos grupos,
sin embargo, los definiremos brevemente porque todavía se emplean
corrientemente en la práctica industrial.
Levaduras industriales o cultivadas
Se denominan levaduras verdaderas las que se utilizan en panadería
y en las industrias de fermentación.
Los cerveceros las clasifican en levaduras bajas, que se emplean
comúnmente en la elaboración de la cerveza lager`s y levaduras
altas, empleadas en las cervezas inglesas ale`s .
Las levaduras de destilería producen más alcohol que las anteriores.
Levaduras naturales o salvajes
Las levaduras de este grupo se encuentran sobre las uvas y otras
frutas en estado natural y son las que producen el vino por
fermentación del mosto, pero como su empleo no asegura siempre la
obtención de un buen producto, en la práctica vitivinícola moderna
son
seleccionadas y solo se utilizan las razas conocidas que
presentan las propiedades fermentativas deseadas.
La procedencia de las mejores levaduras de fermentación ha sido, sin
duda, las levaduras naturales recogidas en lo viñedos.
Levaduras falsas
En este grupo se incluyen algunas levaduras, como las torulas, que se
reproducen exclusivamente por gemación, y muchas de las levaduras
que provocan reacciones de fermentación perjudiciales y algunas que
tienen importancia en medicina.
Levaduras salvajes
Hongos
El micelio (del griego mykes, hongo, y elos, verruga) es la masa
de hifas (del griego Hyphe, tejido), que constituyen el cuerpo
vegetativo y reproductivo de un hongo.
Las hifas: Son túbulos cilíndricos ramificados, de diámetro variable,
tabicados o no, constituidos por una pared celular rígida, delgada y
transparente que contiene una masa citoplasmática multinucleada y
móvil
Las hifas de los hongos son aseptadas (no presentan divisiones),
organización sifonal y septadas, divididas en cámaras y células.
Dependiendo de su crecimiento las hifas se clasifican en
reproductoras (aéreos) o vegetativos. Las reproductoras crecen hacia
la superficie externa del medio y son las encargadas de formar los
organelos reproductores (endosporios) para la formación de nuevos
micelios. Las vegetativas se encargan de la absorción de nutrientes,
crecen hacia abajo, para cumplir su función.
Los cuerpos vegetativos de la mayoría de los líquenes están
constituidos por filamentos unicelulares denominados hifas. Las hifas
crecen tan sólo apicalmente en el ápice. Las hifas pueden crecer con
mucha rapidez, hasta más de 1 mm por hora. Por este motivo y por
las frecuentes ramificaciones surge en el sustrato una maraña de
hifas con una enorme superficie: el micelio.
La primera fase del desarrollo de una espora es la absorción de agua,
con el aumento consiguiente de la misma alargándose rápidamente.
Una espora unicelular puede dar origen a más de un filamento,
mientras que en algunas esporas multicelulares cualquier célula
puede desarrollar por su cuenta y hacer que broten de la superficie
unos o más filamentos.( HIFA ) estas aumentan su longitud mediante
crecimiento apical, pero la mayoría de las partes del organismo son
capaces de crecer y basta un diminuto fragmento para ser capaz de
dar origen a un nuevo individuo. Algunas hifas se extienden por la
superficie del sustrato, otras pueden penetrar cierto grado en el
mismo, según la contextura de éste, en tanto que otras sobresalen de
la superficie, ofreciendo en algunos casos un aspecto velloso o
esponjoso. Si disponen de una adecuada provisión de sustancias
nutritivas y de la humedad suficiente los filamentos se extienden con
rapidez y se ramifican repetidamente, de modo que llegan a cubrir la
superficie del sustrato con una malla radiada de hifas.
Cuando se inicia su desarrollo ya sea en un sustrato natural, en un
producto industrial o en un medio de cultivo del laboratorio, hay un
período inicial en el que nada se observa a simple vista. El tiempo
necesario para que el crecimiento se haga visible varía entre algunas
horas y varios días y depende de muchos factores, siendo los más
importantes la especie, la capacidad nutritiva del sustrato, la
temperatura y la humedad relativa del aire. Cuando la colonia del
hongo (como se denomina corrientemente) se ha desarrollado lo
suficiente como para que pueda verse con facilidad, el examen con
una buena lupa o un microscopio de poco aumento mostrará la
presencia de una red de filamentos delgados.
Con frecuencia las ramas de una hifa se funden unas con las de otra.
Esta disposición facilita el transporte rápido de sustancias nutritivas a
los lugares donde sean más necesarias. La fusión de las hifas entre sí
se llama anastomosis (del griego ana, espalda, y stoma, boca).
Cuando el micelio ha alcanzado cierto tamaño, o sea cuando su
capacidad de asimilación se ha desarrollado lo suficiente, comienzan
a aparecer algunas hifas especializadas que finalmente producen
esporas dispuestas a reanudar el ciclo. En muchos hongos las esporas
se hallan en un principio en las partes centrales y más viejas del
micelio, extendiéndose la zona de fructificación gradualmente hacia la
periferia pero quedando siempre una pequeña zona estéril en el
borde micelial.
Crecimiento por esporas:
Las esporas son elementos de reproducción y resistencia que se
forman por condensación del citoplasma y contenido nuclear, de
manera que de una célula madre se origina 4 o más elementos hijos
(cada uno de los cuales contiene una parte del núcleo primitivo); las
esporas están envueltas por una cubierta resistente (consistente en 2
membranas, una interna y otra externa) y pueden albergar una o
más células divididas por septos. Poseen una espora germinativa de
donde surgirá una nueva hifa en el momento del desarrollo.
Reproducción de los hongos:
Puede ser de dos tipos:


Asexualmente: mediante esporas haploides, que pueden ser
formadas en el interior de un esporángio (Esporangiosporas)
ejemplo el género Rhizopus. O por gemación en el extremo de
una hifa de donde se desprende (Conidiosporas) ejemplo el
género Aspergillus y Penicillium)
Sexualmente: mediante conjugación en la cual se unen dos
hifas haploides dando origen a hifas con dos núcleos que tras
fusionarse sufren meiosis dando esporas haploides de origen
sexual. Dependiendo del proceso de formación de éstas
esporas.
Asexual:
La realizan los denominados hongos imperfectos. Se da a partir de un
micelio, sin conjugación nuclear, ni reducción de cromosomas. Puede
llevarse a cabo por:
Por OIDIOS: Estadio imperfecto de los hongos de la familia
Erysiphaceae que permite el crecimiento por separación de un parte
del micelio y posterior reproducción por gemación (reproducción
asexual)
Fragmentación: Por este mecanismo las hifas se fragmentan y cada
uno de esos fragmentos crecerá y regenerará, dando origen a una
nueva colonia.
Sexual:
Este tipo de reproducción la realizan los denominados hongos
perfectos. Consiste en fusión de 2 núcleos haploides sexualmente
diferentes, de la unión surge una célula diploide (zigoto) que por
división meiótica originará 4 células haploides, las cuales se rodean
por una gruesa cubierta constituyendo las esporas (ej. cigosporas,
ascosporas, oosporas).
Ejemplos de estos tipos de reproducción
La reproducción puede ser
Asexual: -Esporangiosporas - conidiosporas - Talosporas
Sexual: -Basidiosporas - Cigosporas - Oosporas
Las esporas (llamadas conidios, en algunos casos) de un hongo,
están destinadas a la diseminación y reproducción, lo mismo que las
semillas constituyen el medio de propagación de las plantas. Pueden
constar de una sola célula o tener una estructura multicelular,
consistiendo cada célula de una masa de protoplasma rodeada de una
firme membrana. Las esporas de las distintas especies muestran
variaciones considerables de tamaño, oscilando desde poco más de
una micra en algunas especies de Penicillium hasta unas 200
micrones, las de mayor dimensión, en ciertas especies de
Helminthosporium. Pero hasta las mayores esporas son lo
suficientemente ligeras para poder ser transportadas a distancias
considerables por las corrientes de aire, de modo que es raro
encontrar la atmósfera libre de esporas lo mismo en el interior de un
edificio que en el exterior. Cuando se deposita una espora o conidio,
si el medio ambiente no es favorable para su desarrollo, puede
quedar en estado latente durante cierto tiempo, pero germinará tan
pronto como la humedad relativa del aire sea lo bastante elevada
Si el sustrato en que crece el hongo es de escaso valor nutritivo, este
se desarrolla con lentitud y en general cambia poco de aspecto, a no
ser que con el tiempo tienda a detenerse el crecimiento aéreo. Por el
contrario, cuando se dispone de una cantidad adecuada de material
nutritivo y las circunstancias ambientales son favorables, se observa
un cambio gradual en el aspecto de la colonia, con frecuencia hay un
cambio de color evidente que se manifiesta primero en la parte
central y más vieja del mismo. El examen microscópico en esta fase
hará patente la presencia de estructuras reproductoras, las cuales se
distinguen fácilmente de las hifas ordinarias. Por ejemplo, el hongo
verde que se halla con frecuencia en el cuero (Penicillum) tiene hifas
más o menos erectas que acaban en estructuras con aspecto de
minúsculas escobillas y cuyas cerdas constan de largas cadenas de
pequeñas esporas redondeadas. El hongo de aspecto velloso que se
encuentra en el pan (Rhizopus) lleva unos menudos ápices redondos
y oscuros sobre hifas erectas, y si uno de ellos se rompe en el
portaobjetos de un microscopio se verá que está lleno de pequeñas
esporas ovales. El hongo que se observa muchas veces en las
mermeladas (Aspergillus) negrusco produce esporas de dos clases:
unas, dispuestas en cadenas radiales, se originan en los extremos
superiores de hifas erectas., otras, encerradas en cuerpos esféricos
amarillos, son lo bastante grandes para poderse ver sin necesidad de
lentes. Otros esporulan de maneras diferentes, pero las esporas,
cualquiera que sea su aspecto, casi siempre se distinguen con
facilidad del micelio.
Scopulariopsis
brevicaulis
Penicillium
Aspergillus
chrysogenum
fumigatus
Estructuras reproductivas
Para saber más
De gran importancia para la industria alimentaria son algunas
levaduras y hongos. Existen varios ejemplos, como la salsa de soya,
la cual se obtiene utilizando a la levadura Saccharomyces rouxii; la
producción de cerveza utiliza la levadura Saccharomyces
carlsbergensis y algunos otros tipos de levaduras son utilizadas para
la producción de alcohol y vino.