Transcript MICROBIOLOGIA - Els secrets de la vida

MICROBIOLOGIA
1. Microorganismes
Organismes invisibles a l´ull humà
 Poden ser:

 Eucariotes:
Protozous, alguns fongs i algunes
algues
 Procariotes: Eubacteris i Arqueobacteris
 Acel.lulars: Virus ( microscopi electrònic)

Els microbis representen al voltant d'un terç de
la biomassa terrestre
Molt important
Diferència eucariotes i procariotes
 Diferència archeobacteris i eubacteris
 Dimensions microorganismes
 1mm= 103mm =106 nm = 107 A

UNITATS MÈTRIQUES EN CITOLOGIA

Unitats en el sistema internacional :
mil.li ( m ) = 10-3 m
micro ( µ ) = 10-6 m
nano ( n ) = 10-9 m

Altres equivalències :
micròmetre (µm ) = 10-6 m = 10-3 mm
nanòmetre ( nm ) = 10-9 m = 10-6 mm = 10-3 µm

Angstrom ( Å ) = 10-10 m
Augments i poder de resolució


Els augments d’un microscopi venen determinats
pel producte dels augments
corresponents a
l’ocular i l’objectiu que s’usi en cada moment.
El poder de resolució és la distància mínima a la
qual poden estar dos punts perquè se’ls vegi
separats .
Ull humà : 0,1 mm.
Microscopi òptic : 0,2 µm.
EL MICROSCOPI ELECTRÒNIC

L’any 1931 es va
construir
el
primer
microscopi electrònic.

El poder de resolució
aconseguit va ser de
2nm
(100 vegades
més que un d’òptic )
BACTERIS









Càpsula bacteriana
Paret
Membrana plasmàtica
Ribosomes
Inclusions
Orgànuls especials
Cromosoma bacterià
Flagels
Pèls
2. Estructures bacterianes

Càpsula bacteriana: Capa mucosa de
polisacàrids. Molts bacteris virulents en tenen.
Adsorció a superfícies
Imagen a microscopía óptica de la cápsula del neumococo (Streptococcus pneumoniae)
PARET
•Formada pel peptidoglicà Mureïna
•Tinció gram:
•Gram +: Color blau
•Gram-: Vermell
•Funció:
•Mantenir la forma
•Mantenir la P osmòtica
•Important:
•Els arqueobacteris no tenen peptidoglicà
•La lisozima (enzim de les llàgrimes)
destrueix la paret bacteriana
Ribosomes: 50S (gran), 30S (unitat petita).
Recorda: fan la síntesi proteica
 Membrana: Hi trobem els enzims encarregats
de:

 Assimilar
el nitrogen
 Respiració
 Fotosíntesi
 Replicació ADN

Flagels: Per moure´s. Fets de flagel.lina
(eucariotes de tubul.lina)
ALTRES ORGÀNULS
Inclusions: Substàncies de reserva(Ex: granuls
de volutina: reserva de fosfats
 Vacúols de gas: Aire per a flotar
 Carboxisomes: Responsable de la fixació de
CO2 en fotosintètics i quimiosintètics

PÈLS: GRAM Pèls sexuals o de conjugació (Pili). Els que
tenen plasmidi que poden transferir a altres
bacteris
 Pèls d’unió o fímbries: Per adherir-se a les
superfícies. Patogens

EXEMPLE: UN GRAM -
SOCA
Una soca és un subtipus o variant genètica
d'un virus o bacteri. Per exemple, una "soca de
la grip" és una forma biològica concreta del
virus de la grip.
 Hi ha tècniques de sembra en plaques de petri
que en permeten separar "soques" mitjançant
la dilució d'organismes i l'aïllament de tota la
descendència generada.

ESPÈCIE BACTERIANA



Quan parlem de bacteris no podem definir espècie tal
com ho fem pels orgamismes amb reproducció sexual
Per estudiar filogènica bacteriana s’utilitza el RNA 16S
(ribosòmic) i la similitud entre ADN´s
La similitud ADN:ADN és el paràmetre reconegut per a
delimitar especies. S’ha adoptat un nivell del 70% de
similitud per a determinar si dos cepes pertanyen a la
mateixa espècie. Aquest concepte si s’utilitzés en
primats tots formaríem part de la mateixa espècie
2.2- FISIOLOGIA BACTERIANA

Els bacteris es cultiven en plaques de petri
amb un medi gelificant (agar-agar) o en medi
líquid en tubs d’assaig. S’utilitza un mànec de
sembra
FUNCIÓ DE NUTRICIÓ
Tots els metabolismes
 FOTOAUTÒTROFS: Bacteris verds i propres del
sofre i Cianobacteris
 FOTOHETERÒTROFS: Bacteris verds i porpres
no sulfuris.
 QUIMIOAUTÒTROFS: Bacteris nitrificants
 QUIMIOHETERÒTROFS: Bacteris que
s’alimenten de matèria orgànica morta o viva
(patògens)

TIPUS DE METABOLISME
Segons la font de Carboni i Energia.
Organisme
Font de C
Font d’E
Exemples
Fotolitòtrofs
(fotoautòtrofs)
CO2
Llum
Plantes
superiors, algues,
cianobacteris…
Fotoorganòtrofs
(fotoheteròtrofs)
Orgànic
Llum
Bacteris porpra
del sofre (Fot
anaero)
Quimiolitòtrofs
(quimioautòtrofs)
CO2
Reaccions
químiques
(compostos
inorgàNics)
Bacteris
nitrificants,
bacteris incolors
del S.
Quimiorganòtrofs
(quimioheteròtofs)
Orgànic
Reaccions
químiques
(compostos
orgànics)
Animals, fongs,
protozous,
bacteris.
FUNCIÓ DE RELACIÓ
Moviment: Flagels, contracció i dilatació
 Formació d’espores (formes de resistència):
Endospores, molt resistents a condicions
extremes (desinfectants, temperatura i
radiacions)
 Quan les condicions són favorables donen lloc
a bacteris

Endospores
FUNCIÓ DE REPRODUCCIÓ

Asexual: Bipartició
PARASEXUALITAT. INTERCANVI DE
MATERIAL GENÈTIC ENTRE BACTERIS
CONJUGACIÓ.
 Transferència de DNA d’un bacteri a un altre
mitjançant un pèl sexual.
 Els plasmidis dels donadors (Plasmidis F)
contenen gens que informen sobre la
producció de pèls sexuals. S’anomenen F+ i els
que no en tenen F Un bacteri pot tenir varia plasmidis i només en
passa una cadena


El plasmidi es pot intercalar dins el DNA bacterià
(episoma). Aquests bacteris que els hi passa això
s’anomenen Hfr (High frecuency of
recombination) i també poden donar DNA als F-
TRANSDUCCIÓ
Intercanvi de material genètic a través d’un virus
 Vídeo transducció

TRANSFORMACIÓ
Un bacteri introdueix material genètic del medi
 Vídeo transformation

RESISTÈNCIA ALS ANTIBIÒTICS
Determinats bacteris patogens poden adquirir
resistència als antibiòtics gràcies a la
convivència amb d’altres que resisteixen bé a
aquests productes
 Vídeo resistència antibiòtics
 Vídeo descobriment penicilina
 Vídeo Mecanisme acció penicilina

TIPUS D’EUBACTERIS

Bacteris porpres i verds:
 Fotosintètics
anoxigènics
 Bacterioclorofil.la
 Sulfurosos: Si utilitzen SH2 (poder reductor).
Fotoautòtrofs
 No sulfurosos: Poder reductor: Molècules
orgànisques (Fotoheteròtrofs)

Cianobacteris
 Ficocianina
(Pigment blau)
 Fitoplàncton: Aigua dolça i salada
 Fotosíntesi oxigènica: Clorofil.la
 Poden formar colònies: Agrupacions de cèl.lules
que fan cadascuna les mateixes funcions
 Alguns poden fixar el N2 (Heterocists)
PROCLORÒFITS
Fotosintètics
 Semblen cloroplasts
 Simbionts de l’interior de les ascidies

NITRIFICANTS (DESCOMPONEDORS)
Quimioautòtrofs
 Nitrosoma: Transforma amoni en nitrit
 Nitrobacter: Oxida nitrits a nitrats

CICLE DEL NITROGEN
BACTERIS FICADORS DE NITROGEN
Aerobis
 Viuen als sòls: Azotobacter i Rizobium (Arrels
lleguminoses: mongetes, llenties.....

ESPIROQUETES

Treponema pallidum (Sífilis)
BACTERIS DE L’ÀCID LÀCTIC
Lactobacillus (Iogurt) i Streptococus
 Fermentatius

MICOPLASMES
No tenen paret
 Tenen esterols a la membrana
 Molt petits (<0,2um)
 La majoria són patògens (Penumonia atípica)

BACTERIS ENTÈRICS
Flora intestinal
 E. Coli
 Anaeròbics facultatius

ARQUEOBACTERIS
Seqüenciació ARN ribosòmic ha permés
separar aquest grup de procariotes dels
eubacteris
 Diferències:

 Membrana
plasmàtica: No tenen àcids grassos
 Hidrocarburs:
Enllaços eter
 Bicapes o monocapes
 Paret:
 No
peptidoglicà ni D-aminoàcids
TIPUS D’ARQUEOBACTERIS

Halòfils: Ambients hipersalins
ARQUEOBACTERIS
Termòfils: Ambients termals o hàbitats
volcànics rics en sofre
 Metanògens: Anaeròbics, produeixen metà a
partir de CO2
 Es troben en: pantans amb molt matèria
orgànica, plantes de tractament aigües
residuals, aparells digestius dels animals
herbívors remugants

2.2- BACTERIS I CICLES BIOGEOQUÍMICS
Cicle del carboni
 Fotisintètics: Fixen el CO2
 Bacteris desintegradors: Descomposen la
matèria orgànica
 Bacteris que utilitzen hidrocarburs:
Bioremediació: La bioremediació és l'aplicació
d'agents biològics en un medi contaminat per a
degradar els contaminants d'origen orgànic o
extreure'n els d'origen inorgànic

Cicle del Sofre
 Oxidants del S: Produeixen sulfats (Són
quimioautòtrofs)
 Reductors de sulfats: Utilitzen els sulfats com a
acceptors d’electrons (Respiració anaaròbica)

Cicle del ferro
 Anaeròbics: Redueixen el ferro de fèrric a
ferrós, en medi àcid
 Comuna a les mines de carbó

CICLE DEL NITROGEN
Bacteris desintegradors Transformen les
proteïnes en amoníac
 Bacteris nitrificants (Nitrosomas i nitrobacter):
Oxiden aeròbicament l’amoniac
(quimioautòtrofs)
 Desnitrificants: Transformen els nitrats en N2
gasós
 Fixadors de nitrogen

4. MICROORGANISMES EUCARIOTES
Algues microscòpiques:
 Diatomees: Esquelet de silici. Formen part del
fitoplàncton

Dinoflagelats: Fotosintètiques, flagels.
 Marees roges: Molt nocives pels animals
filtradors (bivalves i crustacis) i els humans di
els ingerim

4.2- PROTOZOUS
Unicel.lulars, eucariotes, heteròtrofs, no tenen
paret
 Moviment: Cilis, flagels, amebes.
 Poden ser paràsits: Plasmodium (malària),
malaltia de la son (Tripanosoma)
 Reproducció: Bipartició i esporulació

4.3- FONG MICROSCÒPICS
Llevats: Unicel.lulars,
reproducció asexual
(gemmació) sexual.
Biotecnologia: Fermetnació
anaeròbica
 Floridures: Fongs
microscòpics pluricel.lulars.
Formen hifes

5. VIRUS
Microscòpics (electrònic)
 Paràsits sempre
 Acel.lulars
 Fora de la cèlul.a: Virions
 Genoma: DNA i RNA. Monocatenari o bicatenari
 <2500 A
 Poden infectar bacteris (bacteriòfags) vegetals i
animals

Els virus
Coneguts també com a virions (si estan fora de la cèl·lula) o bacteriòfags o
fags (si parasiten a bactèries). El nom prové del llatí i vol dir “verí”
Són estructures molt senzilles formades per àcid nuclèic i una càpsula
proteica que l’envolta
Es troben entre els essers vius i la matèria inert per:
 No es nodreixen, no es relacionen ni tenen metabolisme propi
 No poden reproduir-se per ells mateixos.
Per aquests motius els virus són paràsits endocel·lulars obligats, tant de
cèl·lules procariotes com eucariotes.
Característiques morfològiques
dels virus
 Estan formats per un àcid nuclèic (ADN o ARN) envoltats per una coberta
proteica (càpsida)
 Només són visibles en M.E. Les mides: oscil·len entre els 17nm i els 300 nm
(una molècula d’hemoglobina fa un 6,4 nm de diàmetre)
 Amb tot això, els virus es poden classificar segons el seu àcid nuclèic, la
forma de la càpsida i les mides.
Els elements més importants dels virus són l’àcid nuclèic i la càpsida.
ESTRUCTURA DELS VIRUS
 Helicodials: càpsida de forma allargada, de
dimensions 300 nm x 17 nm f
ex.: MTV (virus del mosaic del tabac), virus
de la ràbia,filovirus (ebola),...
Virus de la ràbia
MTV

Complexes: distingim 3 parts:
1. Cap: capsòmers icosaèdrics
2. Cua: beina helicoïdal que envolta un eix rígid
3. Sistema d’encolatge: format per les espines i
fibres caudals
ex.: bacteriòfags
Càpsida
Tots els virus presenten sense excepció una càpsula proteica
que envolta i protegeix l’àcid nuclèic. Aquesta càpsida està
formada per subunitats més petites anomenades capsòmers
Segons la càpsida, distingim entre virus:
 Esfèrics (Icosaèdrics): càpsida formada per un icosàedre (20 cares triangulars).
ex.: Adenovirus (virus de refredats, de la grip), virus de la polio,...
Adenovirus
Àcid nuclèic
Part essencial dels virus. L’àcid nuclèic pot ser:c
 ADN:
ADN monocatenari
ex.: fag F – X- 174
ADN bicatenari
ex.: Adenovirus, fags
ARN monocatenari
ex.: Reovirus
ARN bicatenari
ex.: Retrovirus: SIDA, grip, xarampió,...
Virus ARN de la polio 49000x
 ARN:
Els virus d’ARN tenen un enzim (transcriptasa inversa) que
transcriu la informació de l’ARN fins a ADN i a partir d’aquí
fer les copies del virus
Virus Sida
MOSAIC DEL TABAC
GRIP: VIRUS INFLUENZA
VIH: VIRUS DE LA SIDA
BACTERIÒFAGS
CICLE DELS VIRUS
Mecanisme de replicació
Per un bacteriòfag
Una característica dels virus és que necessiten parasitar una cèl·lula per a poder
reproduir-se. El mecanisme de replicació (o cicle vital) d’un virus té 4 fases:
1. Absorció
Virus i cèl·lula es posen en contacte.
1. Les fibres caudals contacten amb el bacteri i un cop fixat,
2. es contrauen i es claven les espines caudals.
3. després, s’allibera un enzim que degrada la paret bacteriana
2. Penetració
Consisteix en la injecció de l’ADN viral a la cèl·lula hospedadora.
1. La beina helicoïdal es contrau ,
2. l’eix rígid es arrossegat i trenca la membrana cel·lular i
3. l’àcid nuclèic surt cap al citoplasma bacterià
3. Eclipse
L’àcid nuclèic del virus està a l’interior del bacteri.
Un cop aquí, hi ha dos camins:
1. Via lítica: l’ADN es multiplica i dona lloc a altres ADN i proteïnes víriques.
2. Via lisogènica: l’ADN víric s’integra a l’ADN bacterià (profag) sense afectar a
la cèl·lula. Aquesta forma pot mantenir-se un temps indefinit i després de
l’acció de certs estímuls, s’allibera el profag i s’activa la via lítica
4. Maduració
Unió entre la càpsula proteica i l’àcid nuclèic.
Aquesta unió ha de ser precisa ja que cada forma de virus és constant i típica
de cada espècie.
Pot fer-se a l’atzar (virus senzills) o dirigit per gens vírics (virus complexes)
5. Lisis cel·lular
Un cop formats els nous virus, aquests surten per infectar altres cèl·lules.
Normalment la sortida dels virus provoca la lisi cel·lular
CICLE LÍTIC
CICLE LISOGÈNIC
Vídeo cicle lític&lisogènic
Vídeo lliçó sobre virus
VIH (RETROVIRUS)
Vídeo retrovirus
Retrovirus i evolució
Evolució molecular: gens i
proteïnes
LIMFÒCITS T : DIANA DEL VIH
GRIP
Virus Influenza
VIROIDES I PRIONS
Prions: Proteïnes amb un plegament anormal
 Malalties neuronals (Vaques boges; Síndrome
de Creutzeld-Jakob)
 No hi ha tractament
