DIVERSIDAD MICROBIANA EN SUELO, AIRE Y AGUA
- 3. Diversidad Fisiológica Microbiana Quimioorganótrofos: Microorganismos que obtienen su energía de reacciones de oxido- reducción y utiliza sustratos orgánicos. Autótrofos: Se denominan autótrofos por que generan su propio alimentos, a través de sustancias inorgánicas para su metabolismo. Los organismos autótrofos producen su masa celular y materia orgánica, a partir del dióxido de carbono, que es inorgánico, como única fuente de carbono, usando la luz o sustancias químicas como fuente de energía. Quimiolitótrofos: Son aquellos que obtienen energía de los compuestos inorgánicos. Principalmente usan el CO2 como única fuente de carbono. Las bacteria quimiolitótrofas generalmente se encuentran en el suelo. Heterótrofos: Son aquellos que se alimentan de sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos obtienen su carbono y nitrógeno de la materia orgánica (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) de otros organismos, y también en la mayoría de los casos, obtienen su energía de esta manera. Fototrofos: Estos organismos utilizan la energía de la luz solar para fijar el dióxido de carbono (CO2).
- 4. La fermentación: Es un proceso catabólico de oxidación inco mpleta, que no requiere oxígeno, siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones. DIVERSIDAD METABÓLICA El proceso de fermentación es anaeróbico ya que se produce en ausencia de oxígeno; ello significa que el aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis no es el oxígeno, sino un compuesto orgánico que se reducirá para poder reoxidar el NADH a NAD+ . El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato) es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente
- 5. Respiración aeróbica Es un tipo de metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculas orgánicas, como la glucosa, por un proceso complejo en el que el carbono es oxidado y cuando llega a la mitocondria se mezcla con el agua haciendo un compuesto químico llamado Glucositisa en el que el oxígeno procedente del aire es el oxidante empleado. ETAPAS 1. Glucolisis 2. Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico 3. Ciclo de Krebs 4. Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa GLUCOLISIS
- 6. GLUCOLISIS: Una molécula de glucosa es oxidada y dividida en dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato). En esta ruta metabólica se obtienen dos moléculas netas de ATP y se reducen dos moléculas de NAD+ ; el número de carbonos se mantiene constante (6 en la molécula inicial de glucosa, 3 en cada una de las moléculas de ácido pirúvico). Todo el proceso se realiza en el citosol de la célula. El ácido pirúvico penetra en la matriz mitocondrial donde es procesado por el complejo enzimático piruvato deshidrogenasa, el cual realiza la descarboxilación oxidativa del piruvato; descarboxilación porque se arranca uno de los tres carbonos del ácido y oxidativa porque, al mismo tiempo se le arrancan dos átomos de hidrógeno, que son captados por el NAD+ , que se reduce a NADH. Este proceso se repite dos veces, una para cada molécula de piruvato en que se escindió la glucosa. Ácido pirúvico + NAD + HSCoA -----------> Acetil-CoA + NADH + H+ + CO2 Reacción global Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico
- 7. El ciclo de Krebs es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos ha sta producir CO2, liberando energía en forma utilizable (poder reductor y GTP).
- 8. DIVERSIDAD DE MICROORGANISMOS BACTERIAS Y ARQUEAS MORFOLOGÍA
- 9. CLASIFICACIÓN DE LAS BACTERIAS Según su forma y disposición Según la composición de la pared celular Según su requerimiento de Oxígeno Según su temperatura óptima Según pH donde se desarrollan Por su forma de nutrición Cocos Bacilos Espirilos Espiroquetas Vibrios Diplococos Estafilococos Estreptococos Tétradas Sarcinas Gram positivas Gram negativas Termófilas Mesófilas Psicrófilas Acidófilas Neutrófilas Basófilas Autótrofas Heterótrofas Aerofilas Extremas Anaerobias estrictas Anaerobias Facultativas Microaerófilas
- 10. BACTERIOFAGOS Son elementos que pueden invadir bacterias y llevar material genético exatrcromosómico. Son agentes infecciosos que se replican como parásitos intracelulares obligados dentro de las bacterias. El genoma del fago codifica para funciones necesarias para su replicación intracelular, pero también codifican para la síntesis de las proteínas necesarias para el ensamblaje del fago. El genoma del fago puede codificar para características bacterianas no relacionadas a su replicación, fenómeno conocido como CONVERSIÓN,el cual es responsable de algunas características de virulencia bacteriana como la producción de toxinas. Intercambio y variabilidad genética Mutación: cambio transmisible en el genoma bacteriano.Estas mutaciones pueden ser puntuales y suficientes para dar lugar, por ejemplo, a una resistencia por el cambio en la transducción de un proteina. Pueden ser mutaciones de segmentos del DNA, sustituciones de nucleótidos, y microinserciones, o por el contrario provocar alteraciones en regiones más grandes( inserciones y delecciones).
- 11. GENERALIDADES Son muy pequeñas y su tamaño oscila entre 0.2 y 10 mm de ancho y de 1 hasta 10 mm de largo. Algunas utilizan para su desplazamiento flagelos o movimientos deslizantes por flexión, otras sencillamente son inmóviles. El éxito biológico de las bacterias radica en: Tamaño reducido, en su notable capacidad reproductora, su rápida tasa de mutación y su versatilidad al colonizar casi todos los ambientes: aire, agua, interior y exterior de plantas y animales, etc. El Dominio Bacteria incluye organismos procarióticos como son las bacterias verdaderas o eubacterias, las cianobacterias (denominadas anteriormente algas verdes-azules) y los micoplasmas. EUBACTERIAS
- 12. Cianobacterias Las cianobacterias poseen las mismas características de las eubacterias la única diferencia es que éstas presentan membranas internas llamadas laminillas fotosintetizadoras. Su pared celular no contiene celulosa pero es muy resistente debido a la presencia de polisacáridos unidos a polipéptidos. Además secretan una sustancia mucilaginosa que les confiere la defensa contra predadores ya que puede ser tóxica. Las cianobacterias, en especial las especies planctónicas, se caracterizan por poseer vesículas de gas en su citoplasma que son las encargadas de mantener el organismo en flotación para ubicarse en la zona de máxima iluminación. La importancia ecológica y evolutiva de estos organismos radica en la capacidad de generar oxígeno formado durante el proceso fotosintético y generan materia orgánica para otros organismos. Algunas cianobacterias establecen relaciones simbióticas con otros organismos tales como, protozoarios, hongos (líquenes) y algunas plantas. Los hábitats preferidos por las cianobacterias son los ambientes lénticos (lagos y lagunas), suelos húmedos,
- 13. MICOPLASMAS Son bacterias de gran interés evolutivo debido a la sencillez de su estructura celular y a su tamaño que oscila entre 0,2 y 2 µm. Están delimitadas solamente por una membrana celular flexible resistente a la lisis osmótica. Carecen de pared celular y gracias a ello pueden pasar fácilmente por filtros bacteriológicos. El nombre micoplasma se deriva de la propiedad de producir formas filamentosas, con aspecto de hongo.
- 14. • Otras son Chrysophyta, Xanthophyta (Tribophyta), Eustigmatophyta, Raphidophyta, Cryptophyta, Euglenophyta y Prasinophyta. • DIATOMEAS (BACILLARIOPHYTA) • ALGAS PARDAS (PHAEOPHYTA) • ALGAS VERDEAZULADAS O AZULES (CYANOPHYTA) • ALGAS ROJAS (RHODOPHYTA) • ALGAS VERDES (CHLOROPHYTA) REINO PROTISTA PROTOZOOS ALGAS
- 15. SPOROZOA SARCODINA CILIOPHORA MASTIGOPHORA Generalmente inmóviles en estado de madurez. Todos parásitos estrictos. Ej. Plasmodium y Toxoplasma Se mueven pos pseudopodos Ej. Foraminíferos, radiolarios y Entamoeba Poseen uno o más flagelos Ej. Trypanosoma y Leishmania Llevan a cabo movimientos vibrátiles mediante cilios Ej. Paramecium MICROORGANISMOS PROTOZOOS
- 16. ALGAS HONGOS • Son Eukarya autótrofos fotolitótrofos. • Algunas son móviles mediante flagelos y otras sésiles. • Sus paredes celulares tienen principalmente celulosa. • Viven en medios acuáticos o en medio terrestre con abundante humedad. • Tienen importancia ecológica como productores de oxígeno y ser la base de las cadenas tróficas en ecosistemas acuáticos. • Son Eukarya heterótrofos. • Sus paredes celulares tienen principalmente quitina. • Viven en ambientes muy diversos, la mayoría terrestres. • Tienen importancia ecológica como descomponedores. • Dependiendo de la estructura formadora de esporas se dividen en Ascomycetes (ascas) y Basidiomycetes (basidios). MICROORGANISMOS: ALGAS Y HONGOS
- 17. HONGOS FILAMENTOSOS SETAS LEVADURAS HONGOS MUCOSOS Conidios (esporas) Hifas sustrato Hifas aéreas • Son hongos filamentosos unicelulares de forma ovoide. • Se reproducen asexualmente por gemación. • Son importantes en procesos industriales de fermentación. Candida albicans es una levadura capaz de formar micelio. • Son los típicos mohos de la fruta, el pan o el queso. • Forman filamento o hifas que se agrupan para formar el micelio. • Hongos filamentosos del grupo Basidiomycetes. • Sus cuerpos fructíferos se denominan setas. • La fusión de micelios haploides origina hifas dicarióticas que formarán las setas. • Filogenéticamente son muy distantes de los hongos. • Se alimentan de microorganismos sobre materia vegetal en descomposición. • Se dividen en hongos mucosos celulares y acelulares. TIPOS DE HONGOS
- 18. Asca Ascosporas Gemación Estado haploide Apareamiento (fusión de dos tipos conjugativos) Estado diploide Meiosis Gemación El ciclo biológico es diplohaplonte con alternancia de generaciones CICLO DIPLOHAPLONTE DE LA LEVADURA SACHAROMICES CEREVISAE
- 19. CARACTERÍSTICAS Son primariamente fotoautotrofas. La mayoría poseen pared celular, que contiene carbonato silico o sílice; es una proteína. La mayoría viven en el agua, otras en rocas, plantas y en animales. Su color varia, las hay verdes (carofitas, clorofilas), rojas, amarillas, cafés. Las tres últimas, su color se debe a los pigmentos accesorios, que le dan esa característica a las algas para poder atrapar la luz solar a distintas profundidades. Se clasifican en: ALGAS
- 20. Partícula vírica morfológicamente completa e infecciosa. Está compuesto por: Ácido nucleico vírico: Puede ser ADN o ARN, solo una de ellos, de cadena doble o sencilla. Lo más frecuente es ADN bicatenario, lineal o circular, o bien ARN monocatenario siempre lineal. Proteínas víricas: Forman la cubierta externa o cápside, compuesta por subunidades que se denominan "capsómeros". Los capsómeros son proteínas estructurales, pero el virión puede tener también proteínas enzimáticas y aglutinantes. Nucleocápside: En algunos casos (virus con envoltura) el virión contiene también una membrana lipídica que envuelve a la nucleocápside y contiene proteínas de origen viral y algunas proteínas de la célula infectada. Ejemplos de virus con envoltura son el VIH (contiene las glicoproteínas gp120 y gp41 virales y algunas moléculas celulares) o el virus de la gripe (contiene la neuraminidasa y la hemaglutinina virales). VIRIONES
- 21. Son agentes infecciosos microscópicos acelulares que sólo pueden multiplicarse dentro de las células de otros organismos. Los virus presentan una amplia diversidad de formas y tamaños, llamadas. Son unas 100 veces más pequeños que las bacterias. La mayoría de los virus estudiados tienen un diámetro de entre 10 y 300 nanómetros. Diversidad del genoma de los virus Propiedad Parámetros Ácido nucleico •ADN •ARN •Ambos ADN y ARN (Tanto ADN como ARN) Forma •Lineal •Circular •Segmentada Cadenas •Monocatenarias •Bicatenarias •Bicatenarias con regiones monocatenarias Sentido •Sentido positivo (+) •Sentido negativo ( ) − •Ambos sentidos (+/ ) − VIRUS
- 22. Un prion es un tipo de proteína patógena (es decir, una molécula compleja que induce enfermedades), más específicamente una psialoproteína patógena, la cual tiene alterada su estructura secundaria, teniendo un incorrecto plegamiento de su estructura terciaria. A diferencia del resto de los agentes infecciosos (virus, bacterias, hongos etc...), que contienen ácidos nucleicos (ya sea ADN, el ARN, o ambos), un prion sólo esta compuesto por aminoácidos y no presenta material genético. PRIONES
- 23. Los virus ARN presentan generalmente tasas de mutación muy altas pues carecen de ADN polimerasas que puedan detectar y corregir los errores (reparación del ADN). Los virus ADN presentan tasas de mutación mucho más bajas debido a la habilidad de corrección de las ADN polimerasas de la célula huésped. Los retrovirus integran un ADN intermediario de su genoma ARN en el genoma del huésped, y por lo tanto tienen una oportunidad mayor de corregir errores en su genoma gracias a la acción de corrección de las ADN polimerasas de la célula huésped. MUTACIONES VIRICAS