c1_celula microbiana

8/19/2019 C1_Celula microbiana

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Microbiología del suelo y

Producción orgánica

Clase 1

La célula microbiana

Tecnicatura en Producción Vegetal Orgánica 2015


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Microorganismos: ¿?

1. Cultivo (crecimiento) en espacio reducido

a) Placa o caja de Petri

b) Tubo de ensayo

2. Tamaño pequeño: observación con microscopio


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Microorganismos

1. Bacterias1.1. Cianobacterias

1.2. Actinomicetes

1.3 Arqueas

2. Hongos

3. Algas4. Protozoos

5. Virus


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¿Cómo está organizada la célula delos microorganismos?

Procariota Eucariota

Virus : no son células


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Estructura interna de células microbianas

Diagrama de un eucariota 25 µ diámetro

Diagrama de un procariota 1 µ diámetro

ribosomas

BacteriasHongos,

Algas,

Protozoarios


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1. Bacterias

Organismos procariontes

Distintas morfologías

Pared celular característica:

Gram+ y Gram-

Gran Diversidad metabólica


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Formas y agrupaciones celulares máscomunes de las bacterias

cocos bastones espirilos

Spirillum


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Formas y agrupaciones celulares máscomunes de bacterias

bastones curvados Otras formas

cadenas

paquetes filamentos

espiral garrote

helicoidalbastón curvo

espiral

pares

paquetes


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En medio de cultivo sólido forman colonias


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En medio de cultivo sólido forman colonias


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Tamaño, forma y borde delas colonias


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En medio de cultivo líquido generan turbidez


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Gram positivas

Dos grandes grupos de Bacterias:

Gram positiva y Gram negativa

Estructura de las paredes bacterianas

Gram negativas

y

Ácido lipoteicoico


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Bacterias Gram positivas

El ácido lipoteicoico es un polímero de ribitol fosfato que atraviesa la pared

de las Gram positivas y les confiere carga neta negativa


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Bacterias Gram negativas

Capa externa de la pared

La capa externa de la pared de las Gram negativas contienelipopolisacárido (LPS) que asociado a varias proteínas forma la mitadexterna.

La mitad interna contiene lipoproteínas que sirven de anclaje entre la

membrana externa y el peptidoglicano


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Qué componentes mínimos debe contener una

célula para ser funcional ?

DNA

Membrana

Los virus no son células

Proteínas

Pared


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Qué otros componentes se pueden agregar a esa

célula mínima ?

Flagelos

Fimbrias

Pilis

Cápsulas

Endosporas.

Vacuolas de gas

Materiales

de reserva

C

PHB

glucógeno

S gránulos de S

Feóxidos de hierro,

magnetosomas

polifosfatosP

Externos Internos


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Flagelos y movilidad de las

bacterias bacilares y helicoidales

Los flagelos son apéndices largos y finos que están fijos a la célula por unextremo, compuestos de flagelina (proteína)

Movimientolento en línea

recta

Movimiento rápidogirando y saltando

de un lugar a otro

Atrica

Sin flagelos


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Ot t t d l fi i


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Otras estructuras de la superficie

bacterianaFimbrias y pilis

Micrografía electrónica de una célulaen división de Salmonella typhi

Contacto directo de dos bacterias enconjugación a través del pili sexual.

Las fimbrias: fijación a tejidos animales (patógenos, superficies) y formación depelículas (en líquidos).Los pilis son receptores para virus.El pili sexual interviene en la transferencia de material genético desde una

bacteria dadora a otra receptora.


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Otras estructuras de la superficie bacteriana

Cápsulas bacterianas

Tinción negativa con tinta china deuna cápsula de Acinetobacter sp

Microfotografía electrónicade un corte fino de

Rhizobium trifolii

Confiere mayor resistencia a fagocitosis y a la desecaciónParticipa en la adherencia de las bacterias a superficies

Aspecto del crecimiento de labacteria sobre la superficiede un medio sólido


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Endosporas bacterianas

Las endosporas son células diferenciadas resistentes al calor, a lasradiaciones y compuestos químicos

Las bacterias que forman esporas se encuentran habitualmente en el suelo.

Tiene una estructura muy compleja:

Capa externa o exosporium (proteica).Corteza (peptidoglicano).Protoplasto de la espora con ácidodipicolínico + Ca, formando dipicolinatocálcico.DNA supercondensado

Ribosomas (pocos)

B

En la formación de la espora se pierde H2O y se gana Ca2+


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Corte trasversal de una esporamadura


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Eventos de la esporulación bacteriana

La espora se hincha,germina y se libera la célulavegetativa

el cromosoma seduplica, se alarga y

se separa

Se forma un septoque separa laespora delesporangio

El esporangio“engulle” a la espora

El esporangio sintetiza lasenvolturas de la espora

Se forma el cortex y lasenvolturas externas de laespora

6

La espora

madura

La espora se libera y sedegrada el esporangio

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Célula vegetativa

cromosoma

pared membrana

envolturasExosporio

Cortex

Núcleo de la espora

Ciclo deesporulación

pre-espora

Espora tempranaCortex


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Espora terminal Espora subterminal Espora central

Ubicación de la espora adentro delesporangio


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Así se ven las esporas cuando se realizauna coloración de Gram de un bastón

Gram positivo esporulado

esporas


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Así se ven las esporas cuando se realiza unacoloración con verde de malaquita de un bastónesporulado, usando safranina como colorante de

contraste

esporasCélulas vegetativas


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Microfotografía electrónica deRhodospirillum sp con gránulos de PHB

Inclusiones celulares: gránulos de PHB


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Se creía que las bacterias vivían solaspero en realidad forman estructurasmulticelulares

Se relacionan entre ellos:Competencia, parasitismo,

simbiosis.

Dentro de su habitat los organismos del suelo se alimentan,respiran, compiten, cooperan y responden a los cambios delambiente.

El suelo es el hábitat para estos microorganismos


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1.1. Cianobacterias

Procariontes

Carecen de flagelos

Fotosintéticas

Fijan N2

Pared celular similar a Gram-


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Diversidad morfológica entre

cianobacterias

UnicelularesChroococcus sp.

Filamentoso Anabaena sp. Filamentoso Oscillatoria

Vesículas de gasMicrocystis sp.

Colonias planasMerismopedia sp.


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Heterocistos

Fijación biológica del nitrógeno: Contienen nitrogenasa enestructuras llamadas heterocistos, de pared engrosada, queevitan la difusión del oxígeno.


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1.2. ActinomicetesOrganismos procariontes filamentosos

Gram positivos

Forman esporas

Vida libre o simbiontes

Inmóviles en su fase vegetativa

Streptomyces

http://medecinepharmacie.univ-fcomte.fr/bacterio_web/exa_microscopiques/bgp.htmhttp://medecinepharmacie.univ-fcomte.fr/bacterio_web/exa_microscopiques/bgp.htm


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Frankia

Nódulos

1.2. Actinomicetes


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2. Arqueas

Organismos procariontesLípidos únicos en la membrana plasmática (uniones éter y unidadesrepetitivas de isopreno en lugar de ácidos grasos)

Monocapa es más estable y resistente a la disgregación, al calor, lasal, etc. (arqueas) hipertermófilas).

isopreno


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Paredes de polisacáridos, glicoproteínas o proteínas, sin verdaderopeptidoglicano.

Resistentes a lisozima.

No se aplica coloración de Gram.Gran diversidad filogenética y fisiológica.

Morfología: bacilos, discos aplastados, cocos, triángulos, espirales,filamentos.

No son todas extremófilas.

Sulfolobus HalobacteriaFormas hipertermófilas


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3. Hongos

Organismos eucariontes

Filamentosos o unicelulares

La mayoría son inmóviles

Pared celular formada principalmente por quitina

Carecen de clorofila

Hetrótrofos: usan carbono orgánico

Se nutren por absorción


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Pared celular

Formada por polisacáridos, diversas proteínas y

lípidos.Los polisacáridos más importantes son:

a) quitina (polímero de n-acetil glucosamina)

b) celulosa (polímero de glucosa)

c) glucanos (polímero de glucosa unidas de

diferentes maneras)

Morfología


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Morfologíaa) Levaduras (unicelulares)

b) Filamentosos multinucleados. Micelio compuesto de hifas b1)cenocíticas o b2) septadas)

b1) Cenocíticas b2) Septadas

septos

Reproducción


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ReproducciónLa mayoría se reproducen sexual y asexualmente:

• Asexual:

• Ocurre, frecuentemente, por fragmentación de hifas.• También por la producción de esporas asexuales.

• Fisión de células somáticas.

• Gemación de células somáticas o esporas.

Gemación de Saccharomycescerevisiae (levadura)

Sexual:


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• Producción de esporas sexuales. Tres eventos:

• Plasmogamia: fusión de protoplastos.

• Cariogamia: fusión de núcleos.

• Meiosis: división reduccional de núcleos.

R d ió l d


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Reproducción sexual de unbasidiomicete


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4 Al


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Organismos eucariontes fotosintéticos, mayormente acuáticos.

Reproducción a través de ciclos complejos.

Grupo artificial: las diferentes líneas no presentan ninguna relaciónfilogenética entre sí.

4. Algas

Algas verdes Diatomeas Dinoflagelados


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5. ProtozoosOrganismos eucariontes unicelulares.

50.000 especies

Según la forma como se deplazan se clasifican en:

Sacordinos: En mares y ríos formando parte del plancton.

Ciliados (Paramecium, Balantidium)

Flagelados (Tripanosoma)

Esporozoos (Plasmodium)

Importancia ecológica ensuelos: regular lapoblación de bacterias

6 Virus


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6. Virus

Contienen ácido nucleico.

El genoma vírico (DNA o RNA, lineal o circular) se encuentra rodeado poruna cubierta proteica o cápside.

Estado extracelular o intracelular.

Extracelular

Donde la partícula vírica(virión), es metabólicamenteinerte, sirve para transportar el

genoma vírico de la célulaque lo produjo a otra.

Intracelular

Dentro del huésped, dondeocurre la replicación vírica.Este proceso es la

infección.

virus virus virus


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animales

infectan insectos yanimales de sangre

caliente

vegetales

del mosaico deltabaco,

importantes enagricultura

bacterianos

bacteriófagos ofagos, muy

estudiados comosistemas modelo

Simetría víricaDe forma alargada:

simetría helicoidal:Mosaico del tabaco.

De forma esférica:simetría icosaédrica:

tiene 20 carastriangulares.

Complejos: cabezaicosaédrica, cola

helicoidal, placa basal,fibras de la cola. Virusbacterianos.

Virus de la

verruga humana.

BacteriófagoT4 de E. coli

Et d l li ió í i


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Etapas de la replicación vírica

1. Fijación: absorción del virión a una célula susceptible.

2. Penetración: inyección del ácido nucleico a la célulahospedadora.

3. Fases tempranas de replicación: se formanenzimas víricas específicas.

4. Replicación: del ácido nucleico vírico.

5. Síntesis de las subunidades estructurales de la cápside.

6. Ensamblaje de las unidades estructurales yempaquetamiento del ácido nucleico en nuevaspartículas víricas.

7. Liberación de los viriones maduros.


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A

Partícula no fijada

B

C

Fijación de la partícula del bacteriofago T4 a

la pared de E.coli e inyección de su DNA

A. Fijación a la pared por lasfibras de la cola

B. Contacto entre la pared y laplaca basal

C. Contracción de la vaina einyección del DNA


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Bibliografía:

• Alexopoulus, C.J., Mims, C.W., and Blackwell, M.. 1996.Introductory Mycology, 4th ed., John Wiley, New York.

•Griffin, D.H.. 1994. Fungal Physiology, 2nd ed., Wiley-Liss, NewYork.

•Jennings, D.H.. 1995. The Physiology of Fungal Nutrition,Cambridge University Press, Cambridge, U.K.

•Lutzoni et al. 2004. Assembling the fungal tree of life: Progress,

classification, and evolution of subcellular traits. Am. J. Bot. 91 (10):1146-1480.

•Madigan MT, Martinko JM, Parker J. 2000. Brock Biología de losMicroorganismos, 8th Edition Prentice-Hall International, Inc

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