Los procesos microbiológicos en la actividad agropecuaria (página 2)
Las levaduras. Distribución e importancia.
Caracteres generales. Caracteres de cultivo.
Reproducción. Clasificación. Levaduras
industriales o cultivadas (verdaderas o naturales) y falsas.
Sistemática general de las levaduras.
Ecología y control de los microorganismos.
Influencia del ambiente sobre la vida microbiana. La
temperatura. Concentración osmótica. Potencial
redox. Agua. Filtración y centrifugación.
Compuestos químicos. Relaciones ecológicas
entre los microorganismos.
Fisiología y nutrición microbiana. Las
enzimas microbianas más importantes desde el punto de
vista agrícola. Procesos de nutrición.
Exigencias nutricionales. Fuentes de carbono,
nitrógeno, minerales y vitaminas. Los medios de
cultivo. Tipos y componentes.
Fermentación microbiana. Concepto. Tipos de
cambios específicos. Valor energético de los
sustratos utilizados. Agentes sacarificantes. La
fermentación alcohólica. Microorganismos
utilizados. Condiciones requeridas para la
fermentación láctica. Fermentación del
ensilaje. Métodos para lograr una buena
fermentación del ensilaje.
Tema II: Microbiología Aplicada
Los microorganismos del agua. Importancia y
orígenes. Factores ecológicos que tienden al
aumento o disminución de la microflora presente en el
agua. Contaminación fecal de las aguas e importancia
sanitaria del grupo coliforme. Métodos de
purificación de las aguas para el consumo.
Depuración de aguas residuales. Utilización de
las aguas residuales en la Agricultura.La microflora del aire. Composición y
distribución. Los microorganismos anemófilos.
Saneamiento del aire. Métodos para determinar la
contaminación del aire.Microbiología de los alimentos. Clases de
alimentos. Examen microbiológico de los alimentos.
Microorganismos que causan deterioro en los alimentos.
Conservación de los alimentos.Microbiología del rumen y ciego. Bacterias
del rumen. Características. Cultivo. Protozoos del
rumen. Características. Relación entre
bacterias y protozoos en el rumen. Fermentación de
carbohidratos en el rumen. Asimilación de sustancias
nitrogenadas en los microorganismos ruminales. Anormalidades
en el rumen por alteración de su microflora. El ciego.
Microflora y sus funciones.
Tema III: Microbiología del
Suelo
El suelo como medio de cultivo natural. Grupo de
microorganismos presentes en el suelo. Métodos de
estudio.La materia orgánica en los suelos.
Composición media. Metabolismo de las fuentes de
carbono. Biodegradación de azúcares simples.
Biodegradación del almidón.
Biodegradación de la celulosa. Organismos
celulolíticos. Ecología. Biodegradación
de hemicelulosas. Biodegradación de sustancias
péptidas. Biodegradación de la lignina.
Biodegradación de los plaguicidas. Interacciones entre
los microorganismos edáficos y los plaguicidas.
Evolución del dióxido de carbono en los suelos
como medida de la degradación de los compuestos
carbonados.Descomposición de compuestos nitrogenados en
los suelos. La amonificación o mineralización.
Microorganismos participantes. Ecología. Concepciones
modernas sobre el proceso de nitrificación.
Importancia agronómica de las transformaciones del
nitrógeno atmosférico en los suelos.
Fijación asimbiótica del nitrógeno
atmosférico en los suelos. Microorganismos
participantes. Ecología. Significación
agroeconómica de la fijación biológica
del nitrógeno atmosférico en la
biosfera.Transformaciones de los compuestos del
fósforo en los suelos. Microorganismos participantes.
Ecología. Transformaciones de los compuestos azufrados
en los suelos. Microorganismos participantes.
Ecología. Significación agronómica de
ambos procesos.Las interacciones entre los microorganismos del
suelo y las plantas superiores. La espermosfera y la
filosfera. Microorganismos participantes. La Rizosfera. Sus
componentes. Relaciones entre los microorganismos.
Ecología. Las micorrizas. Tipos. Microorganismos
participantes. Ecología. Significación
agronómica de las interacciones microbianas y las
plantas.Influencia de las labores fitotécnicas sobre
las poblaciones microbianas del suelo y sus actividades.
Labores de preparación. Riego. Encalado y azufrado.
Fertilización orgánica y mineral.
Biofertilizantes. Tratamientos con plaguicidas. Quemas de la
vegetación. Residuales de la industria azucarera.
Medidas para el mejoramiento de suelos salinos.
Sistema de habilidades.
Reconocer los grupos de microorganismos estudiados
en Microbiología.Describir la morfología, fisiología,
reproducción, genética y clasificación
de las bacterias y en especial las de importancia
agropecuaria.Describir los virus, rickettsias y
micoplasmas.Describir la morfología, fisiología,
reproducción y su uso práctico en el control de
la misma.Analizar la microflora del agua en los procesos
agropecuarios.Analizar la microflora anemófila en los
procesos agropecuarios.Analizar la microflora del suelo y su papel en los
procesos de degradación de la materia
orgánica.Reconocer las relaciones entre plantas y
microorganismos y su importancia en la producción
agropecuaria.Reconocer los procesos fermentativos y su
importancia agropecuaria.Reconocer los mecanismos del rumen y ciego de los
animales de importancia económica y su papel en la
nutrición de los mismos.Reconocer los microorganismos que intervienen en la
fermentación del heno, ensilaje y conservas
alimenticias.Valorar la influencia de las medidas
fitotécnicas producto de la actividad productiva del
hombre sobre los microorganismos y sus
actividades.Utilizar las técnicas más comunes en
el laboratorio microbiológico, empleadas para el
estudio de los microorganismos en que participan.Interpretar los resultados obtenidos en las
distintas determinaciones microbiológicas.Utilizar la computación como medio de
enseñanza a través de programas de poca
complejidad para la auto preparación de los
estudiantes y otras actividades de la asignatura.Utilizar las técnicas de recuperación
de información a través de catálogos y
servicios bibliográficos para resolver tareas
extraclases y para la preparación de determinadas
temáticas que son objeto de estudio.Elaborar fichas, resúmenes y glosarios en
lengua española de textos o revistas en idioma
inglés sobre temáticas especificas de la
asignatura.
Sistema de Valores:
Amor a la naturaleza.
Honradez
Humanismo
Compañerismo
Apreciación estética
Ética profesional
Responsabilidad
Patriotismo
Colectivismo
Comunicabilidad
Indicaciones
metodológicas y de organización de la
asignatura
El núcleo teórico de la asignatura
está en los procesos microbiológicos que ocurren en
plantas, animales, microorganismos y otros elementos del
ecosistema.
El método problémico se utilizará
en el desarrollo de las conferencias, en los seminarios y
laboratorios se desarrollará el Investigativo, así
como las técnicas de trabajo en grupo, los que
contribuirán además al uso de la lengua materna y
la expresión oral y escrita.
La computación se utilizará como
herramienta auxiliar para el trabajo investigativo, la
resolución de problemas, tareas extraclases, o como
actividades autoevaluativas para el estudiante, etc.
Se recomienda el uso de medios vivos en todos los casos
que las condiciones materiales lo posibiliten, así como la
introducción de laboratorios virtuales que satisfagan las
exigencias de una enseñanza superior, tanto en
conferencias como en las prácticas que así lo
requieran a fin de suplir cualquier deficiencia.
El idioma inglés se empleará en la
búsqueda de información sobre resultados de
investigaciones, consultas literarias, materiales complementarios
y actividades de trabajo independiente.
Se orienta la confección de páginas Web
para la disposición integra de la asignatura para los
estudiantes, así como la facilidad que la técnica
permite para renovar y/o actualizar conocimientos.
La evaluación es un sistema.
La tipología de los temas y las clases,
así como el tiempo de las mismas están desglosadas
en la tabla de la distribución del fondo de tiempo; esta,
no obstante, tiene solamente un carácter indicativo que
puede cambiar. Los temas escogidos y sus títulos responden
a la formación microbiológica que se considera
necesita un ingeniero agrónomo para su
desempeño.
PLAN TEMATICO DE LA ASIGNATURA
Tema | Titulo | |||
I | Microbiología General | |||
II | Microbiología Aplicada (agua, aire, | |||
III | Microbiología del Suelo | |||
Distribución del fondo de tiempo
Propuesta del Ministerio de Educación
Superior
Temas | C | CP | S | PL | Total |
I | 6 | 0 | 4 | 8 | 18 |
II | 6 | 0 | 4 | 6 | 16 |
III | 8 | 0 | 4 | 14 | 26 |
Total | 20 | 0 | 12 | 28 | 60 |
Propuesta del Dr. C. Pedro A. Rodríguez
Fernández
| Temas | C | CP | S | PL | Total |
I | 8 | 0 | 4 | 8 | 20 |
II | 6 | 0 | 4 | 6 | 16 |
III | 8 | 0 | 4 | 10 | 22 |
2(E) | 2(E) | ||||
Total | 22 | 0 | 12 | 26 | 60 |
En ambas propuestas se incluyen 20 horas de
práctica laboral investigativa, en este caso concentrada
en las últimas semanas, a razón de 4 horas
diarias.
La asignatura requiere de una infraestructura y de
equipamiento de laboratorio que garanticen la correcta
adquisición de los conocimientos y el cumplimiento de sus
objetivos. Se sugiere valorar además la utilización
de aulas y laboratorios virtuales que estén acordes con
las nuevas técnicas educacionales del
país.
Literatura Básica:
Microbiología Agropecuaria. Tomo I
Microbiología Agropecuaria. Tomo
II
Autor:
Sergio Mayea y otros, 2004.
Literatura complementaria:
Microbiología (Pelczard y Reid).
1969Microbiología (Margarita Carone).
1980Introducción a la Microbiología del
suelo (Mayea S, A. Valiño, R. Novo; 1968)Microbiología Agrícola. Ejercicios
Prácticos ( Novo, R; 1983)Microbiología. Practicas (Novo, R y otros;
1988)Microbiología Pecuaria. (Radamés
García, 1983)Microbiología Pecuaria. Prácticas de
Laboratorio (Radamés García y otros,
1983)
Tema I:
Microbiología
General
Conferencia No.1
Contenido:
Objeto de la Microbiología. Orígenes y
evolución de la Microbiología. Relaciones de la
Microbiología con la Biología y otras ciencias.
Posición taxonómica de los microorganismos.
Secciones de la Microbiología. División de la
Microbiología de acuerdo a sus aplicaciones
técnicas y económicas.Las bacterias. Ubicación evolutiva.
Morfología. Crecimiento bacteriano. Curva de
crecimiento bacteriano de un cultivo discontinuo.
Reproducción de las bacterias. Variaciones
fenotípicas y genotípicas. Las mutaciones.
Mecanismos de transferencias genéticas en las
células procariotas. Importancia actual y futura.
Sistemática bacteriana.
Objetivo general:
Que los estudiantes adquieran conocimientos relacionados
con la taxonomía, morfología, bioquímica,
fisiología, genética, ecología,
reproducción y clasificación de los principales
grupos microbianos, con énfasis en las
bacterias.
Objetivos específicos:
Diferenciar taxonómicamente los principales
grupos de microorganismos.Distinguir los caracteres morfológicos,
reproductivos, genéticos y taxonómicos de las
bacterias.
DESARROLLO DE LOS CONTENIDOS
La Microbiología del griego MIKROS, que significa
pequeño. BIOS, que significa vida. LOGOS, que significa
estudio o tratado.
Es pues, la ciencia que estudia a los pequeños
seres vivos o simplemente a los microorganismos.
Como ciencia, la Microbiología ha hecho una gran
contribución al conocimiento del origen de la vida y ha
jugado un papel relevante en el desarrollo de ciencias actuales
como la Biotecnología y la Ingeniería
Genética.
Objeto de la Microbiología:
El estudio de la Microbiología comprende el
conocimiento de la forma, estructura, reproducción,
fisiología, metabolismo e identificación de los
microorganismos.
Trata de su distribución en la naturaleza, de sus
relaciones recíprocas y con los demás seres vivos,
de sus actividades en hábitats específicos, de los
efectos beneficiosos y perjudiciales para el hombre; así
como de las transformaciones físicas y químicas que
ejercen en su medio.
Orígenes y evolución de la
Microbiología:
La Microbiología surgió como una necesidad
histórica cuando el hombre aprendió a pulir lentes
con trozos de vidrio y a combinarlos para conseguir ampliaciones
lo bastante grandes que le permitieran observar los
microbios.
Con el descubrimiento de los microbios se avivó
el interés por el origen de los seres vivos, apareciendo
defensores y detractores de la teoría de generación
espontánea.
Aunque numerosos han sido los investigadores que
contribuyeron al realce de la Microbiología, en el periodo
de 1800-1900 se destacaron científicos como Luis Pasteur,
Robert Koch, Winogradsky y otros que aportaron grandemente al
desarrollo de esta ciencia.
En etapas posteriores la Microbiología se
abrió paso gracias al surgimiento de la microscopía
electrónica y al desarrollo de las técnicas
microbiológicas, teniendo sus más actuales
aplicaciones en las investigaciones biotecnológicas e
ingeniería genética.
Relaciones de la Microbiología con la
Biología y otras ciencias:
El estudio de la Microbiología permite comprobar
los principios de la Biología, porque los microorganismos
poseen muchas características que los hacen idóneos
para la investigación de los fenómenos
biológicos, ya que pueden cultivarse fácilmente en
tubos o matraces, creciendo y reproduciéndose con
rapidez.
La Microbiología es una rama de la
Biología, que se encarga como ya apuntamos del estudio de
los microorganismos.
Posición taxonómica de los
microorganismos
I-Desde los tiempos de Aristóteles: Dos
reinos
1. Plantas.
2. Animales.
II – Ernest Haeckel (1834-1919) zoólogo, en
1866 propuso tres reinos:
1. Plantas
2. Animales
3. Protistas (superiores e inferiores)
III- Herbert F. Copeland (1902-1968) propuso cuatro
reinos:
1-Plantas
2- Animales
3- Protistas (superiores o eucariotas)
4- Móneras (inferiores o procariotas)
IV- R. H. Whittaker (1924-1980) en 1968 propuso cinco
reinos:
1- Móneras
2- Protistas
3- Fungi
4- Vegetal
5- Animal
Sistema de cinco reinos.
1. Reino Móneras: bacterias,
actinomicetos, rickettsias, micoplasmas, algas
verdes–azules y virus.2. Reino Protistas: Protozoos
3. Reino Fungi: Hongos (superiores e
inferiores).4. Reino Vegetal: Plantas (superiores e
inferiores)5. Reino Animal: Animales (superiores e
inferiores)
Secciones de la Microbiología
Bacteriología (estudio de las
bacterias)Protozoología (estudio de los
protozoos)Micología (estudio de los hongos)
Virología (estudio de los virus)
Ficología (estudio de las algas)
División de la Microbiología de acuerdo
a sus aplicaciones técnicas y
económicas.
Microbiología agrícola: Estudia las
actividades microbianas que influyen sobre la
producción agrícola.Microbiología Fitopatológica: Estudia
las enfermedades de las plantas que son producidas por
microorganismos.Microbiología técnica e industrial:
Esta se ocupa de la utilización de los microorganismos
en procesos industriales.Microbiología médica: Se encarga de
los microorganismos relacionados con la salud
humana.
Preguntas de comprobación (Introducción
a la Microbiología)
1.- Papel del surgimiento y evolución de la
microbiología como ciencia en la creación de una
concepción científico materialista del
mundo.
2.- Importancia y aplicaciones prácticas de la
microbiología y su rol en el surgimiento de ciencias
actuales como la Biotecnología y la Ingeniería
Genética.
3.- Qué microorganismos se incluyen dentro del
Reino Móneras.
Las Bacterias.
Las bacterias constituyen un importante grupo microbiano
que interviene en procesos industriales y agrícolas de
gran envergadura.
Están ampliamente distribuidas en la naturaleza,
pues se hallan en casi todas partes. Las encontramos en: charcas,
arroyos, ríos, mar, basura, estiércol, suelo, aire,
alimentos, materia orgánica en descomposición,
superficie y cavidades de nuestro cuerpo, dentro del tubo
intestinal del hombre y los animales (Salle, 1965).
Ubicación evolutiva:
En la actualidad se considera que el desarrollo de los
organismos vivos ha tenido lugar según el orden
siguiente:
Morfología:
Según su aspecto exterior, las bacterias
presentan cuatro formas individuales fundamentales:
Esféricas (cocos)
Bastonadas (bacilares ó
cilíndricas)Encorvadas (vibriones, espiroquetas,
espirilos)Filamentosas (clamidobacterias).
Nota aclaratoria: Los aspectos
morfológicos relativos a:
Forma individual de las bacterias.
Formas de agrupación.
Forma de las colonias bacterianas.
Estructura de la célula
bacteriana.
Serán vistos en la Práctica de Laboratorio
Virtual.
Estructura celular de una bacteria, típica
célula procariota
Diagrama de una célula animal, a
la izquierda (1. Nucléolo, 2. Núcleo, 3. Ribosoma,
4. Vesícula, 5. Retículo endoplasmático
rugoso, 6. Aparato de Golgi, 7. Citoesqueleto
(microtúbulos), 8. Retículo endoplasmático
liso, 9. Mitocondria, 10. Vacuola, 11. Citoplasma, 12. Lisosoma.
13. Centríolos.).
Cabe señalar, respecto a la Estructura de la
célula bacteriana, que pese a su aparente simplicidad,
constituye un organismo vivo sumamente complejo. Tiene como
componente químico esencial el agua, que ocupa =75
% del peso.
Además del agua, las células contienen
diversidad de minerales inorgánicos (K, Na, Mg, Ca, Fe,
Zn. P y S), los cuales están distribuidos por toda la
célula y con frecuencia la concentración mayor
está en la región de la pared celular.
Los minerales y el agua son importantes para la vida,
pero los principales bloques que se adaptan unos con otros para
formar la célula son los materiales orgánicos, que
se unen de formas diversas para constituir las
macromoléculas o polímeros.
El microscopio electrónico revela, que los
componentes de la célula bacteriana pueden ser divididos
en dos grupos:
Componentes invariables, encontrados en todas las
células procariotas y son esenciales para la vida:
membrana celular ó citoplasmática, los ribosomas y
la región nuclear.
Membrana celular, también llamada
citoplasmática o plasmática; rodea al
citoplasma de la célula bacteriana donde están
incluidas todas las estructuras y orgánulos vitales de
la misma. Está compuesta principalmente por
lípidos y proteínas. Tiene cuatro funciones
principales:
1. Actúa como orgánulo limitante, ya que
es posible existir bacterias sin pared, pero no pueden sin
membrana, porque pierden su integridad.
2. Permite el paso de los nutrientes hacia el interior
de la célula y la excreción de los productos de
desecho.
3. Es el lugar donde se biosintetizan determinados
constituyentes celulares de la pared y la
cápsula.
4. En ella se localizan ciertas enzimas generalmente del
metabolismo energético.
Los ribosomas. Son los responsables del
aspecto granuloso del citoplasma bacteriano, en las
células que están en crecimiento activo, siendo
orgánulos de gran importancia por su
participación en la síntesis de
proteínas, y se les denomina ribosomas porque son
cuerpos que contienen ácido ribonucleico (ARN).
Están compuestos por un 60% de ARN y un 40% de
proteínas.Región nuclear (ADN). Al microscopio
electrónico se ve como un área de débil
contraste que contiene un delgado material fibrilar, pero que
carece de una membrana definida. Estas delgadas fibrillas
constituyen el ADN, que es el material genético de la
célula y que es fundamental en los procesos de
intercambio genético de las bacterias.
Componentes variables, encontrados sólo en
algunas células, probablemente asociados a funciones
especializadas. Aquí se incluyen: pared celular, flagelos,
cápsula y capas mucosas, pelos o fimbrias, inclusiones
citoplasmáticas, sustancias de reserva, endosporas. Estos
serán vistos en la Práctica de Laboratorio
Virtual.
Flagelos, predominan en las bacterias
bacilares y helicoidales, no estando presentes en los
cocos.
Los flagelos se disponen de distinta forma en los
diferentes géneros y especies de bacterias,
característica que se toma como elemento para la
clasificación de estas.
Los flagelos también están asociados al
movimiento de los organismos que lo poseen. Además del
movimiento activo, las bacterias pueden realizar un movimiento
molecular o browniano sin dirección definida, debido al
traslado de las moléculas de agua y su efecto en las
partículas pequeñas en el medio
líquido.
Los flagelos se fijan en la membrana celular y pasan al
exterior a través de la pared celular.
La composición química de los flagelos ha
sido determinada por varias investigaciones. Están
compuestos por subunidades proteínicas. La proteína
que forma los flagelos se conoce con el nombre de
flagelina.
Cápsula. Es la estructura más
externa, un revestimiento viscoso, gomoso o mucilaginoso, de
grosor variable desde una fracción de
micrómetro (microcápsula) y hasta 10 µm
ó más.
Las bacterias capsuladas son causantes de la
formación de grandes acumulaciones gomosas, que causan
trastornos en las industrias del azúcar, láctea,
etc.
La composición química de la
cápsula es variable; generalmente está constituida
de polisacáridos y algunas de polipéptidos, siendo
el agua su principal componente.
La propiedad de capsular es un carácter
hereditario. Cuando la cápsula no aparece de forma
ordenada, sino como una capa difusa, se le denomina capa
mucosa.
Pared celular, tiene como función
fundamental darle rigidez y forma a la célula. Está
presente además de las bacterias, en actinomicetos,
hongos, algas verde–azules, rickettsias y no la poseen las
espiroquetas, mixobacterias y micoplasmas. Cuando se
práctica la tnción de Gram, determina el
carácter grampositivo o gramnegativo de la
bacteria.
Paredes celulares bacterianas. Arriba: Bacteria Gram
positiva. 1-membrana citoplasmática, 2-pared celular,
3-espacio periplásmico. Abajo: Bacteria Gram negativa.
4-membrana citoplasmática, 5-pared celular, 6-membrana
externa,7-espacio periplásmico
Endosporas. Tienen diferente
localización en las bacterias bacilares.
Constituyen estructuras resistentes elaboradas por la
célula bacteriana cuando existen condiciones desfavorables
o adversas del medio ambiente, distinguiéndose los
géneros bacterianos Bacillus y Clostridium los cuales
tienen amplia distribución, especialmente en el
suelo.
Son resistentes al calor y se asocian a los
métodos de esterilización de medios de cultivo,
alimentos y otros productos.
Una preparación de Bacillus
subtilis mostrando las endosporas en verde
Pelos o fimbrias. Este tipo de
apéndice filiforme puede ser hallado en la superficie
de bacterias gramnegativas. En las grampositivas no se ha
detectado la presencia de estos apéndices, con la
excepción del Corynebacterium renale, hallado en el
tracto intestinal de las vacas.
También denominados cilios, se diferencian de los
flagelos en que son más cortos y gruesos, de
aproximadamente 7 nm de diámetro. Están dispuestos
de forma perítrica en la célula. Tienen
función de adherencia al organismo huésped.
Están constituidos por la proteína denominada
pilina o vellosina.
Inclusiones citoplasmáticas y sustancias
de reserva. Cuando se observan con el microscopio, muchas
bacterias presentan gránulos, agregados y otras
inclusiones en el interior de las células, que a
menudo son tomados erróneamente por
núcleos.
Generalmente las inclusiones tienen que ver con el
almacenamiento de energía por la célula o los
bloques estructurales y se pueden observar a menudo con el
microscopio óptico –sobre todo si se tiñen- y
con más precisión con el microscopio
electrónico.
Entre los cuerpos de inclusión más comunes
se tienen el ácido poli-ß-hidroxibutírico
(PHB). También está el glucógeno y
gránulos de polifosfato.
Pueden aparecer además, goticas de grasa
(lípidos) y también gránulos de
azufre.
Crecimiento y reproducción:
Se define como crecimiento al aumento en cantidad de los
constituyentes y estructuras celulares.
En la mayoría de los microorganismos, el
crecimiento de la célula es el producto de la
división celular, lo cual determina el aumento del
número de células. La multiplicación celular
es una consecuencia del crecimiento en organismos celulares; la
misma conlleva a un aumento en el número de individuos,
dando lugar a una población o a un cultivo.
En las bacterias, el crecimiento y la
reproducción son una misma cosa, pues decimos que una
célula o una población bacteriana han crecido,
cuando se ha reproducido ó multiplicado, es decir, se ha
duplicado.
Esta división transversal constituye la forma
típica de reproducción asexual en las bacterias,
también denominada escisión o fisión
binaria, escisión transversal o simplemente
bipartición; la cual puede esquematizarse como
sigue:
Una gran parte de los microorganismos entre los que se
incluyen las bacterias, las algas unicelulares, algunas levaduras
y una parte de los protozoos se multiplican por simple
división transversal. En esta forma de división
celular, los componentes de la célula madre se reparten
equitativamente en las células hijas, por lo cual es
imposible distinguir una célula de otra.
Tomando como punto de partida una sola célula
bacteriana, el incremento de la población se realiza en
progresión geométrica 1:2: 4: 8: 16: 32:
64
Existen diferencias en cuanto al crecimiento celular
bacteriano y al de la población.
El crecimiento celular es aproximadamente lineal con
respecto al tiempo, mientras que el de la población es
exponencial. Este último es consecuencia del hecho de que
cuando una célula se divide, cada célula hija
produce dos nuevas células, de modo que en cada periodo
divisional la población se duplica.
La reproducción puede variar su velocidad de
multiplicación según la especie microbiana, la edad
del cultivo, el medio de cultivo, temperatura, etc. Puede
también demorarse el crecimiento y un retardo de la
división celular cuando en el sustrato se encuentran
sustancias nocivas como jabones, irradiaciones, penicilina,
etc.
La velocidad de crecimiento exponencial se expresa
generalmente como tiempo de generación o tiempo de
duplicación, que es el tiempo que tarda la
publicación en duplicarse. Este tiempo es variable y
depende de muchos factores: la especie, el medio donde se
desarrolla el microorganismo y otros.
Si representamos mediante un gráfico el
crecimiento de la población se formará una curva
hacia arriba, a un ritmo progresivo. Sin embargo cuando se
representa el logaritmo de la célula resulta una
línea recta, así:
Grafico: Velocidades de crecimiento
representadas sobre escalas aritmética y
logarítmica.
Los tiempos de generación varían en los
microorganismos. Los más rápidos se duplican en 10
minutos y otros de 30 a 60. Sin embargo, existen algas y
protozoos que tienen un tiempo de generación lento, de 24
horas o mas. Así la bacteria Clostridium perfringens
emplea unos 15 minutos en duplicarse.
Entre las propiedades más comúnmente
utilizadas como medida del crecimiento, están la masa
celular y el número de células. Para uno y otro
caso pueden emplearse diferentes métodos de
determinación y constituyen datos de interés en
investigaciones microbiológicas.
Curva de crecimiento bacteriano.
Cuando las bacterias encuentran medios que tienen
condiciones favorables para su desarrollo, comienzan a crecer y a
reproducirse.
Por su parte, cuando se inocula un medio de cultivo con
células microbianas tomadas de un cultivo puro saturado,
se observa que su reproducción está subordinada a
determinadas regularidades.
Al conocer el número de células viables
por mL periódicamente y calcular el logaritmo de dichos
valores, se obtiene una gráfica donde se delimitan
diferentes fases de crecimiento, de las cuales existen 4 fases
fundamentales que determinan la curva de crecimiento:
A: Fase de latencia, adaptativa, retardada o fase
lag.B: Fase exponencial o logarítmica.
C: Fase estacionaria o equilibrio.
D: Fase descendente, decreciente o
muerte.
A) Fase de latencia: Se produce cuando se
inocula una población microbiana en medio
fresco.
Se caracteriza por la elaboración de enzimas
adaptativas o adaptación de la bacteria al medio, por lo
que el crecimiento no comienza de inmediato, sino después
de cierto período de tiempo que puede ser breve o
dilatado.
En esta fase se forman enzimas y metabolitos
intermediarios que se van acumulando. Las células aumentan
de tamaño y al final comienza la reproducción
paulatinamente.
B) Fase exponencial: En ella se sintetiza un
nuevo material celular de forma constante, aumentando el
número de bacterias en progresión
geométrica, aumento que se mantiene hasta que comience
el agotamiento de los nutrientes y la acumulación de
sustancias tóxicas que inhiban el crecimiento
microbiano.
En esta fase las bacterias tienen la máxima
actividad bioquímica y baja resistencia al efecto
ambiental.
C) Fase estacionaria: Dada las dificultades
presentadas en el sustrato por la falta de nutrientes y el
incremento en la acumulación de sustancias
tóxicas, ocasiona se detenga el crecimiento progresivo
de la población y, aunque continúa la
multiplicación, las cantidades de células
nuevas serán iguales a las que mueren,
observándose un equilibrio.
En esta fase se producen endosporas bacterianas como
forma de resistencia a las condiciones adversas del
medio.
D) Fase descendente: Aquí, como
resultado del agotamiento del sustrato y la
acumulación de desechos se produce un descenso notorio
de las células viables o capaces de
reproducirse.
En esta fase la cantidad de células que nacen es
menor que las que mueren y a medida que pasa el tiempo la
reproducción disminuye y la muerte aumenta. Algunas
células pueden permanecer vivas y continuar su
metabolismo, aunque por lo general se presenta la lisis
celular.
Es importante destacar, que la curva típica de
crecimiento bacteriano mediante la reproducción asexual
por bipartición es la que tiene lugar en un sistema
cerrado, cuando se cultivan microorganismos IN VITRO, sin embargo
en la industria se emplea el denominado CULTIVO CONTINUO de
microorganismos, el cual se obtiene cuando se mantiene el
crecimiento ininterrumpido mediante la renovación del
sustrato, la eliminación de los desechos tóxicos y
la sustracción de una parte de la población. Como
ejemplo de cultivo continuo lo tenemos en las plantas de
producción de levadura forrajera.
Otro aspecto que merece señalarse es el hecho de
que si bien en las bacterias predomina la reproducción
asexual, se han descubierto procesos de
reproducción sexual por intercambio
genético, mediante la conjugación bacteriana, que
es un proceso de recombinación genética que implica
el contacto célula-célula.
El proceso anterior ha sido demostrado en cultivos de
laboratorio de Escherichia, Shigella, Salmonella, Pseudomonas y
Vibrio.
Genética bacteriana:
La genética bacteriana estudia todo lo
relacionado con los genes portadores de la información
hereditaria y las formas de actuar y manifestarse.
Los microorganismos han hecho un gran aporte al
desarrollo de la genética, al conocerse procesos de
variabilidad y obtenerse mutaciones en las levaduras, así
también fue identificado el ADN como el responsable de la
transmisión de la herencia en las bacterias.
Las bacterias y los virus constituyeron un material de
estudio de la estructura de los genes debido a su
organización simple, su rápida reproducción
y la facilidad con que puede lograrse en las mismas mutaciones
inducidas y recombinaciones genéticas.
Esquema: Variabilidad en bacterias
Es reconocido el aporte de los estudios genéticos
en los microorganismos al desarrollo de la Biología
Molecular y la Genética en general.
Los procesos de mutación inducida tienen en la
actualidad una amplia aplicación y se realizan constantes
estudios en el campo de la Ingeniería
Genética.
En la industria es cada vez mayor el empleo de
microorganismos en la producción de alimentos,
medicamentos, bioestimulantes, biofertilizantes,
bioplaguicidas.
Para adentrarnos en el estudio de la genética
bacteriana, es necesario establecer las bases para su
conocimiento, es decir, definir aquellos términos que se
utilizan en la misma.
Cepa ó clon: Es una población de
células genéticamente idénticas; por lo
tanto un cultivo puro de un microorganismos es una cepa
ó clon.Gen: Es un segmento genéticamente funcional
de un filamento de ADN, que es capaz de transmitir caracteres
hereditarios.Genoma: Es el conjunto o equipo completo de genes de
un organismo.Genotipo: Es la dotación total de genes que
posee la célula.Fenotipo: Es el conjunto total de caracteres
morfológicos y fisiológicos de un individuo que
están dirigidos por los genes. Por tanto, cualquier
alteración en el genotipo se transmite al
fenotipo
El genotipo de un cultivo se conserva relativamente
constante durante el crecimiento; no obstante, si se produce
algún cambio, éste será permanente y supone
una alteración de los genes.
El genotipo determina la serie de caracteres de un
organismo, pero esta "serie de caracteres" puede no ser la misma
en todas las circunstancias ambientales. Lo que expresado de otra
forma sería: el carácter que regula un determinado
gen está sujeto a modificaciones transitorias por la
influencia del medio.
El genotipo, pues, representa las capacidades
potenciales totales de la célula, mientras que el
fenotipo es la expresión observable de los
caracteres dirigidos por genes.
En contraste con el carácter transitorio de las
modificaciones fenotípicas, los cambios en el genotipo de
una célula son mucho más estables y son
hereditarios.
Las modificaciones genotípicas llevan consigo
variaciones en el fenotipo, además de una
alteración en el material genético.
Modificaciones fenotípicas.
Tipos.
Son un cambio impuesto por el medio sobre los
microorganismos que no implica una alteración
genética.
Estas modificaciones no alteran el equilibrio normal de
los procesos fisiológicos ni tampoco sus relaciones en lo
fundamental con el medio ambiente.
Se originan por procesos de adaptación microbiana
a las condiciones fluctuantes y poco prolongadas de las
condiciones habituales del hábitat.
Entre los tipos se tienen:
Modificaciones morfológicas.
Modificaciones del cultivo
Modificaciones de los caracteres fisiológicos
y bioquímicos.
Modificaciones morfológicas: Estas se deben o son
consecuencia de cualquier modificación en cuanto a la
composición del medio, su estado físico, la
temperatura de incubación, etc. Ej.; Capsulación,
esporulación.
Modificaciones del cultivo: Son aquellas que se producen
en la pigmentación o en la intensidad de la
coloración de las colonias por efecto del
ambiente.
Modificaciones de los caracteres fisiológicos y
bioquímicos: Estas ocurren cuando una especie dada
cultivada en ciertas condiciones puede no elaborar todas las
enzimas que es potencialmente capaz de producir, mientras que el
cultivo de la misma especie en otro medio diferente, o sobre un
sustrato distinto, provoca la producción de enzimas
diferentes o complementarias.
Modificaciones genotípicas.
Tipos
Son los cambios permanentes en el material
genético que pueden experimentar los microorganismos,
transmitiéndose un carácter nuevo o diferente de la
célula progenitora a las células hijas o
descendientes
Entre los tipos se tienen:
Mutaciones
Intercambio genético
Mutaciones. Tipos
Son los cambios genéticos más frecuentes.
El proceso de mutación puede definirse como la
alteración súbita de un gen, la cual puede ser
espontánea o inducida, y es heredada por las generaciones
posteriores.
Las mutaciones bacterianas ocurren en condiciones de
crecimiento normales, pero constituyen casos raros en
relación con la población total.
Los mutantes inducidos pueden ser físicos como
los rayos X y radiación ultravioleta y químicos
como el ácido nitroso, hidroxilamina o cloruro de
manganeso. Los mutantes espontáneos aparecen durante las
condiciones normales de cultivo.
El agente que incrementa el índice de
mutación se llama mutágeno o sustancia
mutagénica.
Los organismos resultantes de una mutación son
los mutantes.
Los tipos de mutantes o mutaciones son:
Morfologicos.
Nutricionales
De virulencia, etc.
Mutantes morfológicos: Surgen cuando se producen
variaciones en la forma de las colonias de bacterias. Las cepas
lisas forman colonias brillantes y bien definidas, mientras que
un mutante de dicha cepa, forma colonias mates y de aspecto
rugoso, granuloso e irregular.
Mutantes nutricionales: Son generalmente los que
presentan alguna diferencia con la produccion de enzimas por
diversas vias biosintéticas.
Para identificar los mutantes nutricionales se utiliza
la técnica de la siembra en réplica, en la cual se
siembra el microorganismo en un medio que no contiene determinado
nutriente. Las colonias del tipo silvestre crecerán
normalmente, mientras que no lo harán las del mutante, que
necesitan el nutriente para su desarrollo.
Mutantes de virulencia: Son los que aumentan su
capacidad de infección o la disminuyen por el efecto de la
mutación.
Ademas de los MUTANTES antes referidos existen otros,
como los resistentes a: Plaguicidas. Antibióticos. Altas y
bajas temperaturas, etc.
Intercambio genético. Tipos.
Ocurren por intercambio de material genético
entre células microbianas.
En las bacterias pueden ocurrir tres tipos de cambios
genotiipicos por intercambio genético, los cuales
presuponen transferencia intercelular de sustancia
genética de una célula donante a otra
receptora.
Los tipos son: Transduccion. Transformacion.
Conjugación.
Transduccion: Donde la transferencia de material
genético se realiza a través de un virus bacteriano
(bacteriófago o simplemente fago), con cuya ayuda la
célula receptora puede adquirir nuevas propiedades
enzimáticas, resistencia a antibioticos, virulencia,
etc.
Aquí debe ocurrir primero una lisis bacteriana y
luego una lisogenia (no lisis) de la nueva bacteria
infectada.
Transformación: Aquí la transferencia de
material genético tiene lugar, cuando se cultiva una cepa
microbiana dada en un extracto de células muertas de otra
cepa afin, la primera puede adquirir y luego transmitir,
características genéticas de la segunda.
Conjugación: Es un proceso de
recombinación genética que implica el contacto
célula-célula, una de las cuales (el donador)
transmite informacion genética a la otra (el
aceptor).
A diferencia de la transformacion y la transduccion, en
las cuales se transfiere una parte del ADN, aquí se
produce una transferencia de gran parte del genoma. La
conjugacion requiere de grandes densidades poblacionales =107
células/mL.
Importancia actual y futura de la genética
bacteriana:
La existencia de la transducción, la
transformación y la conjugación son métodos,
que permiten operar sobre la constitución genética
de los microorganismos, en especial de las bacterias, junto con
la elevada velocidad de reproducción de éstas, han
hecho de ellas un instrumento de trabajo tan útil para el
bioquímico y el especialista en genética como para
el microbiólogo.
Sistemática bacteriana:
La denominación sistemática constituye la
ciencia de la nomenclatura. Los nombres científicos son
definiciones abreviadas o descripciones de los
organismos.
Para nombrar a las bacterias, se emplea el sistema
binomial de nomenclatura, que se utiliza en general en
Biología. Cada especie biológica aparece con un
nombre latinizado, compuesto de dos palabras. La primera indica
el grupo taxonómico de mayor categoría, el
GÉNERO al cual sigue la ESPECIE particular de un
género.
La primera palabra del género se escribe en letra
inicial mayúscula, escribiéndose la de la especie
con minúscula.
Se han desarrollado muchos sistemas de
clasificación para las bacterias, basadas en sus
propiedades culturales, tintoriales, bioquiímicas y
morfológicas. Sin embargo, la más efectiva e
inequívoca es la basada en el ADN.
Preguntas de comprobacion (Las
bacterias).
1. Ubicación de las bacterias dentro de
los cinco reinos.2. Fases del crecimiento bacteriano en un
sistema cerrado.3. Variaciones fenotípicas.
Definición y tipos.4. Cambios genotípicos.
Definición y tipos.
Tema I: Microbiología
General
Conferencia No. 2
Virus
Contenido:
Virus. Origen y naturaleza. Su estructura y
composición química. Métodos de cultivo.
Clasificación. Importancia agropecuaria.Rickettsias. Ubicación evolutiva.
Características. Propiedades. Clasificación e
importancia agropecuaria.Micoplasmas. Características y cultivo.
Importancia agropecuaria.Los hongos. Distribución e importancia.
Caracteres generales. Estructuras somáticas.
Reproducción y estructuras reproductoras. Clases de
importancia agropecuaria.Las levaduras. Distribución e importancia.
Caracteres generales. Caracteres de cultivo.
Reproducción de las levaduras. Clasificación.
Levaduras industriales o cultivadas (verdaderas o naturales)
y falsas. Sistemática general de las
levaduras.
Objetivos: Que los estudiantes adquieran
conocimientos relacionados con los caracteres principales,
así como la clasificación e importancia
agropecuaria de los virus, rickettsias, micoplasmas, hongos y
levaduras.
DESARROLLO DE LOS
CONTENIDOS
Virus. Origen y naturaleza.
El eminente científico Iwanowski (1892)
descubrió la primera enfermedad viral denominada
mosaico del tabaco, la cual podía ser trasladada a
plantas sanas utilizando el filtrado de la savia.
Los virus son considerados organismos animados o vivos e
inanimados o muertos.
No parecen seres vivientes por no realizar metabolismo
interno y depender de las células para crecer y, por otro
lado, presentan una capacidad exclusiva de los seres vivos, que
es reproducirse.
Los virus varían considerablemente en cuanto a
tamaño, forma, composición química, escala
de microorganismos que atacan, clase de daños celulares
que ocasionan y rango de posibilidades genéticas. Todos
los virus tienen tamaño submicroscópico, < 300
µm.
Muchos científicos que estudiaron a los virus
durante las primeras décadas del siglo XX asumieron que
ellos eran simplemente otra clase de microorganismos, que
sólo diferían del resto en cuanto al tamaño.
Los estudios de su comportamiento en el laboratorio, llevaron a
la conclusión de que los virus:
Son endoparásitos obligados de plantas,
animales y bacterias (bacteriófagos)Sólo presentan un AN: ADN ó
ARN.No realizan metabolismo interno.
Sólo pueden reproducirse en el interior de
células hospedantes.Poseen especificidad.
Todos los virus, incluso los fagos, tienen un
huésped más o menos restringido.
Por ejemplo:
Los virus de las plantas y de los peces no pueden
infectar las células de los mamíferos (según
datos). Sin embargo, los virus de las plantas infectan en general
los insectos, vectores y algunos animales infectan a los
insectos. Los virus de la viruela, el sarampión y la polio
infectan en general a las personas. Por otro lado, el virus de la
rabia infectará virtualmente cualquier mamífero,
pero ninguna planta o insecto. Entre los virus bacterianos un
fago dado en general está restringido a una especie
única de bacteria o incluso a un tipo especial
único (denominado fagotipo) de esta especie.
En la naturaleza, los virus se transfieren por contacto
inmediato o por medio de vectores. El material genético de
los virus vegetales es el ARN, a diferencia de los
bacteriófagos (virus bacterianos) que es el
ADN.
La reproducción de los virus es imposible en
medio de cultivo sintético.
En la cadena evolutiva, se considera a los virus como la
primera forma de vida surgida en la tierra.
Estructura de los virus.
El virus consta de la siguiente estructura:
El virión: Constituido por el AN (ADN o ARN)
que está situado en el interior y está rodeado
por una capa proteica que lo protege del medio externo.
Constituye un material de carácter genético y
es la porción infecciosa del virus, se sintetiza en el
interior de una célula invadida como resultado de la
reproducción y tiene la capacidad de seleccionar a la
célula hospedante que va a invadir y
parasitar.La cápsida: Es otro de los componentes de la
estructura viral, es de composición o naturaleza
proteica y recubre al AN, protegiéndolo de los efectos
de las enzimas como las nucleasas.
Los componentes de la cápsida reaccionan con los
receptores de las paredes celulares determinando la especificidad
de los virus, además la proteína de la
cápsida del virus tiene efecto antígeno, lo que
induce a las células a producir anticuerpos
específicos.
Capsómeros: Constituyen las unidades
morfológicas de composición proteica que en su
conjunto forman la cápsida.
Están constituidos por 5 ó 6
monómeros o unidades estructurales formando anillos
poligonales de cadena polipeptídica.
La nucleocápsida es el conjunto viral formado por
el AN y la cápsida (capa proteica que lo
protege)
Estructuras virales.
Virión. Partícula
infecciosa del virus.
Bacteriófago. Virus
bacteriano.
Composición química de los
virus.
Como se aprecia en las figuras anteriores, los virus se
componen de moléculas de ácido nucleico y
proteína, que tienen la propiedad de poder existir
aisladas o asociadas en cristales compuestos de millones y miles
de millones de dichas moléculas.
Los virus más sencillos son moléculas de
AN rodeadas por la cubierta protectora de proteína. Este
AN puede ser de cadena simple o doble, carácter que sirve
para su clasificación.
Los virus más complejos contienen
nucleoproteínas y otros compuestos, como grasas,
proteínas, hidratos de carbono y, en ocasiones, vestigios
de metales y sustancias de tipo vitamínico.
Los virus bacterianos contienen una proteína
particular en las fibras de la cola con que se fijan a la
célula huésped.
Métodos de cultivo de los
virus.
Para el cultivo de los virus en el laboratorio, por su
característica de ser parásito obligado, se
requiere de las células vivas de un organismo en
crecimiento.
Entre los métodos más empleados se
tienen:
Embriones de pollo: Una de las primeras
técnicas fue utilizando el embrión de pollo; en
huevos fértiles de gallina con 5 – 12 días de
incubación.
Plasma coagulado: En esta técnica se deja
coagular la sangre y se inoculan los virus en el plasma, que
contiene partes de tejido vivo.
Cultivo de tejidos: Constituye la más
efectiva para la producción de vacunas comerciales y
obtener virus en grandes cantidades en cultivo puro.
Para el conteo de virus en el laboratorio, puede hacerse
de una forma directa mediante el uso del microscopio y con el
ensayo en placas de Petri.
Clasificación de los virus.
Se siguen varios sistemas de clasificación. Una
de las primeras clasificaciones dividía a los virus
según el hospedante que invadía en:
Virus de los animales.
Virus de las plantas
Virus de las bacterias
(bacteriófagos)
Otra clasificación se aplicó según
el tejido y órgano que afectaba en los mamíferos.
También se tuvo en cuenta el tipo de
enfermedad.
Estas clasificaciones resultaron arbitrarias e
incompletas.
Los virus se agrupan en el Phylum VIRA. También
se tiene de acuerdo al tipo de AN que portan:
Ribovirus (ARN)
Desoxivirus (ADN)
Importancia agropecuaria de los virus.
Los virus son perjudiciales porque causan enfermedades a
las plantas y los animales, además del caso de los
bacteriófagos que disminuyen el número de bacterias
y actinomicetos del suelo.
Entre los virus de las plantas se tiene el del mosaico
del tabaco (TMV).
En los animales se tienen enfermedades como la viruela,
la rabia, la fiebre porcina.
En el caso de los humanos puede mencionarse el virus del
dengue, que tanto daño ha causado; así como el de
la influenza AH1N1 entre otros.
En las plantas, el control e inhibición de los
virus es mediante el desarrollo de cultivos
resistentes.
En el caso del hombre y los animales se emplean vacunas
y además la observación de una rigurosa
higiene.
Es importante también, el control de los
organismos vectores, como el mosquito Aedes aegypti en los
hogares, instalaciones y lugares públicos.
Preguntas de comprobación (Los
virus)
1. ¿Cuáles son las cinco
características principales de los virus?2. ¿Por qué pueden considerarse
organismos animados e inanimados?3. Importancia agropecuaria de los
virus.
Las rickettsias. Ubicación
evolutiva.
Las rickettsias son microorganismos que tienen
existencia intracelular estricta en los mamíferos, y que
están asociadas en su ciclo con insectos chupadores de
sangre. No obstante, en esta definición se debe ahora
incluir, que las rickettsias pueden infectar a las plantas, pues
algunas enfermedades que se creían eran virales u
originadas por micoplasmas, se ha descubierto que son causadas
por rickettsias.
No se conoce exactamente su naturaleza, pero
biológicamente se consideran intermedias entre las
bacterias y los virus, porque participan de caracteres comunes a
ambos microorganismos.
Tienen cierta semejanza con las bacterias en su
morfología, no son filtrables, se tiñen
débilmente con los colorantes de anilina y son gram
negativas.
Se parecen a los virus en que son parásitos
obligados intracelulares que no crecen en los medios artificiales
de cultivo exentos de células.
En la cadena evolutiva las rickettsias se ubican
después de las clamidias y antes de los
micoplasmas.
Características:
Las rickettsias tienen forma cocoide o de bastoncito
corto y un tamaño de 0.3 – 0.7 µm de largo.
Son gram negativas. Presentan gran pleomorfismo. Poseen
cápsulas. No forman esporas ni son móviles. Se
destruyen con facilidad por el calor, la deshidratación y
los antisépticos corrientes. Se reproducen por
fisión binaria.
Propiedades:
Las rickettsias que se han estudiado con más
detenimiento –las del tifus y la fiebre Q– tienen
composición química compleja, análoga a la
de las bacterias; esto es, contienen proteínas, grasas
(incluso fosfolípidos) y ácido nucleico, con
proporción relativamente constante de ADN y cantidades
variables de ARN. Las paredes celulares contienen
aminoácidos. Poseen antígenos somáticos y
capsulares.
Los métodos y técnicas para su cultivo en
el laboratorio, son análogos a los que se utilizan para
los virus.
Clasificación e importancia
agropecuaria.
En la 8va. edición del Bergey's Manual (1974),
las rickettsias son incluidas en la parte 18 dentro del orden
rickettsiales, formada por 2 órdenes, 4 familias y
numerosos géneros.
Las rickettsias más importantes y mejor conocidas
son las que causan enfermedades en el humano, pero también
se conoce la especie Cowdria ruminantium, que provoca una
enfermedad de las ovejas, cabras y ganado vacuno, llamada
corazón acuoso, con garrapatas como
huéspedes intermediarios.
También las rickettsias se reportan como agentes
causantes de enfermedades en los cultivos agrícolas entre
las que se tienen: enanismo del retoño de la caña
de azúcar, escoba de bruja de las plantas, clorosis del
trigo y otras.
Preguntas de comprobación
(Rickettsias)
1.- Similitudes de las rickettsias con las bacterias y
los virus.
2.- Importancia agropecuaria de las
rickettsias.
Los Micoplasmas.
Características
Son microorganismos sin paredes celulares. Se les presta
un interés evolutivo especial a causa de su estructura
extremadamente simple.
Pueden presentar formas cocoides, filamentosas, de
longitud variable y a menudo ramificadas y también
esféricas. De las formas filamentosas que se asemejan a
las producidas por los hongos, es que se deriva el nombre de
micoplasmas.
Por carecer de pared celular, los micoplasmas se
asemejan a los protoplastos.
Se les llama microorganismos de la
pleuroneumonía, comúnmente denominados PPLO
o micoplasmas, que fueron aislados del líquido pleural de
bóvidos que padecían la
pleuroneumonía.
Cultivo:
La forma de crecimiento varía en medios
líquidos y en cultivos de agar.
En medios de agar las colonias toman la apariencia de un
huevo frito, pues se forma un denso núcleo central,
que se introduce en el agar y está rodeado de un
área circular de color más claro.
La mayoría de los micoplasmas utilizan
carbohidratos como fuente de energía, además de
vitaminas, aminoácidos, purinas y pirimidinas.
Algunas especies son oxidativas y poseen el sistema
citocromo, mientras que otras son fermentativas y producen
ácido láctico como producto final de la
fermentación de los azúcares.
Importancia agropecuaria.
Los micoplasmas pueden ser saprófitos,
parásitos y patógenos.
Producen clorosis en las plantas, reverdecimiento de las
flores, escobas de bruja, engrosamiento de las yemas,
enanismo.
En los animales se ha reportado la especie Mycoplasma
mycoides subp. mycoides como agente causal de la
pleuroneumonía en el ganado.
También se han encontrado numerosas especies
asociadas con una gran variedad de enfermedades de diversos
órganos en el hombre.
Preguntas de comprobación
(Micoplasmas)
1.- ¿Por qué se les denomina a los
micoplasmas PPLO?
2.- Importancia agropecuaria de los
micoplasmas.
Los hongos. Distribución
Estos organismos están muy difundidos en la
naturaleza, ejerciendo profunda influencia sobre el medio en que
viven.
Se encuentran en el agua, en el aire, en los restos
vegetales, en los desperdicios de alimento y basura, en la piel
del hombre y los animales y en el suelo. En este último,
algunos desarrollan parte de su ciclo biológico (hongos
invasores del suelo) y otros son permanentes en él
(hongos autóctonos del suelo).
Importancia de los hongos
Los hongos juegan un importante papel en los lentos pero
constantes cambios que tienen lugar en el medio, por su ubicuidad
(en todas partes al unísono) y gran abundancia.
Son los responsables de muchas de las degradaciones de
la materia orgánica, destruyen alimentos, fibras textiles,
cueros, etc. Son patógenos y causan muchas enfermedades en
los vegetales, el hombre y los animales.
Son la base de numerosos procesos industriales:
fermentación del cacao, producción de ácidos
orgánicos, preparación de vitaminas, enzimas y
muchos antibióticos (penicilina), producción de
bioestimulantes, biofertilizantes y bioplaguicidas.
Algunos hongos son comestibles como los
champiñones y setas, que hacen las delicias de una buena
mesa.
Actualmente los genetistas y los bioquímicos han
descubierto que los hongos son importantes en el estudio de los
procesos biológicos fundamentales.
Los hongos verdaderos (mohos) son generalmente
filamentosos, mientras que las levaduras incluidas junto
con los mohos en las clasificaciones de los hongos son
unicelulares.
Caracteres generales de los hongos.
Constituyen un grupo de microorganismos carentes de
clorofila, que se asemejan a las plantas verdes ya que tienen
generalmente pared celular y son inmóviles, aunque algunos
pueden presentar células reproductivas
móviles.
Se reproducen mediante esporas. No poseen tallos,
raíces, ni hojas y carecen de sistema vascular, que si
está presente en los vegetales superiores.
Son generalmente filamentosos y multicelulares. Sus
estructuras somáticas (no sexuales) tienen una ligera
diferenciación, con algunas excepciones. Poseen
núcleo verdadero con membrana nuclear definida
(eucariotas).
Los filamentos que constituyen el cuerpo o talo de los
hongos aumentan de tamaño por crecimiento apical, lo que
los diferencia de las bacterias. Estos filamentos pueden ser
septados o aseptados (cenocíticos). El conjunto de hifas
constituye el micelio.
Los hongos, como carecen de clorofila, toman su
energía y su alimento infectando organismos vivos y
viviendo como parásitos, o atacan materia orgánica
muerta y viven como saprófitos. Es decir, tienen
nutrición heterotrófica. Cuando el hongo
sólo pueden vivir sobre seres vivos, se dice que es
parásito obligado. Cuando puede vivir indistintamente
sobre seres vivos o sobre materia muerta, se llama
saprófito facultativo.
Es importante conocer las anteriores modalidades de vida
de los hongos, cuando se trata de controlar las enfermedades
vegetales.
Estructuras somáticas.
Desde el punto de vista morfológico podemos
considerar que un hongo típico posee en su estructura dos
elementos fundamentales: las partes vegetativas y las
reproductoras.
Dentro de la Práctica de Laboratorio Virtual
visualizaremos los tipos de hifas somáticas de los
hongos.
Como ya habíamos apuntado, las hifas
somáticas pueden ser: cenocítica (no septada) y
septada.
Hifas somáticas. A. hifa cenócitica
(aseptada). B. Hifa septada.
Muchas partes de los hongos tienen capacidad potencial
de crecimiento y un fragmento de ellos basta para originar un
nuevo individuo.
Las estructuras reproductoras son diferentes a las
estructuras somáticas y presentan una gran variedad de
formas sobre la base de los cuales se clasifican los
hongos.
Casi todos los hongos se parecen en su estructura
somática.
En términos generales las hifas presentan
diferenciaciones en cuanto a sus funciones. Cuando las hifas
sirven para extraer de los diferentes sustratos las sustancias
alimenticias necesarias para su nutrición, se denominan
hifas vegetativas. Cuando las hifas están
destinadas a dar origen a las células reproductoras y su
contenido, reciben el nombre de hifas
fértiles.
El micelio de la mayoría de los hongos es hialino
(transparente), especialmente las hifas vegetativas. Algunas
veces son coloreadas, pero el color es más o menos
frecuente en las hifas externas.
Las hifas vegetativas son las que primero se desarrollan
cuando un órgano de multiplicación encuentra
condiciones para germinar, las cuales en contacto con el sustrato
penetran en su interior especializándose, las cuales se
nombran haustorios cuando sus funciones son de extraer las
sustancias alimenticias y apresorios cuando sus funciones
son de sostén o fijación.
Las hifas fértiles se identifican por poseer la
estructura reproductora o cuerpos fructíferos.
De acuerdo con su origen filogenético, los
distintos tipos de micelio fúngico se pueden clasificar en
ocho:
1 Rizoidal monocéntrico
2 Rizoidal policéntrico
3 Hifal cenocítico
4 Hifal septado
5 Hifal con gemación
facultativa6 Gemación obligatoria
7 Pseudomicelio
8 Fíbula
Los tres primeros son típicos de hongos
inferiores. El cuarto es característico de los hongos
superiores. El último se presenta en los hongos
Basidiomycetes de hifas delgadas y los restantes aparecen en las
levaduras.
Reproducción y estructuras
reproductoras
Los hongos pueden presentar reproducción sexual y
asexual o vegetativa. Ambos tipos de reproducción se
realizan por esporas. Las esporas de los hongos son muy
variables en su forma, número de células,
coloración, pared celular y en la manera como ellas se
forman y donde se presentan. Pueden aparecer directamente sobre
una hifa o estar contenidas en estructuras especializadas para su
protección, a las cuales se les llama cuerpos
fructíferos. Cuando se forman directamente sobre una
hifa, a ésta se le denomina hifa fértil, la
cual recibe distintos nombres especializados de acuerdo con el
tipo de espora que ella porta y con la clase de hongo donde se
presenta.
Algunas veces el hongo forma otro tipo de esporas, las
cuales se producen por modificaciones o alteraciones que sufren
en un momento dado las células vegetativas. A estas
esporas se les llama talosporas o esporas formadas por
fragmentación del talo.
Tanto en la reproducción asexual como en la
sexual, el talo completo del hongo puede convertirse en una o
más estructuras reproductivas, es decir, que nunca
coinciden en un mismo individuo las fases reproductiva y
somática. Los hongos que siguen este esquema se llaman
holocárpicos (del griego holos, enteros y karpos,
fruto). En otros hongos los órganos reproductivos se
producen en una porción del talo, mientras el resto se
mantiene en sus actividades somáticas. Estos hongos son
llamados eucárpicos (del griego eu, verdadero y
karpos, fruto). Por lo tanto las formas holocárpicas son
menos diferenciadas que las eucárpicas y casi siempre son
hongos más primitivos.
Reproducción asexual o
vegetativa.
No involucra la unión de núcleos,
células sexuales u órganos sexuales, o sea no hay
diferenciación de fases nucleares. Constituye el estado
imperfecto de los hongos.
Este tipo de reproducción es la más
importante en la propagación de los hongos, pues se
producen muchos individuos cada vez que ocurre, y se repite
muchas veces en el año. En la reproducción sexual
se producen menos individuos, a veces solamente uno, y ocurre una
vez al año.
Entre las esporas asexuales se tienen:
Esporangiosporas (son endógenas)
Cuerpo fructífero: Esporangio
Hifa fértil: Esporangióforo
Tipos de esporas: móviles (zoosporas) e
inmóviles (aplanosporas)Clases: Zygomycetes y Oomycetes
Coniodiosporas (son exógenas)
Hifa fértil: Conidióforo
Tipos de esporas: Saccardo (1899) las
clasificó en 7 tipos de conidios.Clases: Ascomycetes y Deuteromicetes.
Artrosporas, se originan por separación de
las células de las hifas septadas.Talosporas, formadas por fragmentación del
talo.
Como tipos de cuerpos fructíferos
asexuales:
Picnidio
Acérvulo
Sinema o Coremio
Esporodoquio
Entre los tipos de reproducción
asexual:
Escisión transversal
Gemación
Fragmentación del talo
Producción de células
germinativasClamidosporas (resistentes y
reproductivas)
Reproducción sexual
Es la reproducción principal de los hongos,
también llamada estado perfecto. En toda
reproducción sexual hay alteración de la fase
nuclear, al unirse dos núcleos compatibles.
Fases de la reproducción sexual.
1- Plasmogamia: Unión de dos
protoplastos, cuyos núcleos quedan dentro de la
célula, pero sin unirse, o sea, apareados.2- Cariogamia: Fusión de los dos
núcleos que estaban apareados por la
plasmogamia.3- Meiosis: Aquí la célula se
divide mediante la reducción del número de
cromosomas, para formar núcleos haploides.
Los órganos sexuales de los hongos son llamados
gametangios y pueden formar células sexuales
diferenciadas llamadas gametos o contener uno o más
núcleos o gametos.
Métodos de reproducción sexual.
Los métodos mediante los cuales los dos
núcleos compatibles que pueden aparearse en el proceso de
plasmogamia son:
1. Copulación
planogamética.2. Contacto de gametangios
3. Copulación de gametangios
4. Espermatización
5. Somatogamia
Tipos de esporas sexuales:
Oospora (clase Oomycetes)
Zigospora (clase Zygomycetes)
Ascopora (clase Ascomycetes)
Basidiospora (clase Basidiomycetes)
Tipos de cuerpos fructíferos sexuales:
 Página anterior | Volver al principio del trabajo | Página siguiente  |