Microorganismos y formas acelulares: conceptos clave y clasificación

Unidad 7 Microorganismos y formas acelulares

Microorganismos: concepto y diversidad

El término microorganismo o microbio hace referencia a un grupo de seres vivos que solo pueden visualizarse con ayuda de un microscopio y que presentan una organización biológica sencilla.

Clasificación de Microorganismos

MICROORGANISMOS

• Organización acelular
  • Virus
  • Viroides
  • Virusoides
  • Plásmidos
  • Priones
• Organización procariota
  • Arqueas
  • Bacterias
• Organización celular
  • Protozoos
  • Chromistas
  • Hongos

Descubrimiento de los microorganismos

El descubrimiento de los mi- croorganismos data del siglo xvii, cuando Anton van Leeuwenhoek, un comerciante de telas holan- dés, realizó las primeras obser- vaciones a través de un micros- copio simple que él mismo había construido.

Lente Punta afilada para montar la muestra O Tornillos de enfoque

Figura 7.1. Microscopio ideado por Leeuwenhoek.

Formas acelulares (virus)

• Los virus no son seres vivos, ya que no pueden reproducirse por sí mismos y necesitan invadir células para multiplicarse.
• Están formados por material genético (ADN o ARN) rodeado por una cápside proteica y, en algunos casos, una envoltura lipidica.
• Son parásitos intracelulares obligados, lo que significa que solo pueden replicarse dentro de las células de un organismo huésped.

Pueden causar enfermedades en humanos, animales y plantas, como la gripe, el VIH, la rabia y el COVID-19. Algunos virus pueden ser controlados con vacunas, que entrenan al sistema inmunológico para reconocer y defenderse contra ellos.

Estructura de un virus

Capsómero Ácido Nucleico Cápside Capsómero ADN Envoltura Ácido Nucleico Cabeza Cuello Picos Cola Fibras Proteicas Placa Basal Puntos de AnclajeEnvoltura ARN o ADN

Tipos de virus helicoidales

VIRUS HELICOIALES Tienen forma alargada. La cápsida está compuesta por un solo tipo de capsómeros que se ensamblan alrededor de un eje constituido por el ácido nucleico, formando una estructura helicoidal. Muchos virus de plantas, como el del mosaico del tabaco, tienen esta estructura.

Virus del mosaico del tabaco Ácido nucleico Ácido nucleico Capsómeros Capsómeros

Tipos de virus icosaédricos

VIRUS ICOSAÉDRICOS Tienen forma esférica. La cápsida está compuesta por capsómeros formados por una o varias subunidades proteicas que forman un icosaedro que alberga en su interior el ácido nucleico. Pueden presentar espículas, unas estructuras que les permiten anclarse a la célula hospedadora. Muchos virus animales son icosaédricos, como el de la hepatitis A.

Capsómero Espícula o Virus de la Hepatitis A

Tipos de virus complejos

VIRUS COMPLEJOS Tienen forma esférica. La cápsida está compuesta por capsómeros formados por una o varias subunidades proteicas que forman un icosaedro que alberga en su interior el ácido nucleico. Pueden presentar espículas, unas estructuras que les permiten anclarse a la célula hospedadora. Muchos virus animales son icosaédricos, como el de la hepatitis A.

Cápsida -Cabeza icosaédrica ADN Cola helicoidal Fibras de la cola Placa basal con espículas 100 nm Bacteriófago T4

Tipos de virus con envoltura

VIRUS CON ENVUELTA Tienen formas diversas, y pueden combinar las dos anteriores e incluso presentar componentes adicionales, como colas de proteínas para anclarse al hospedador. Un ejemplo son los virus bacterianos o bacteriófagos, que presentan una cápsida icosaédrica unida a una estructura helicoidal.

YouTube Virus del Ébola

Tipos de virus sin envoltura

VIRUS SIN ENVOLTURA capsómero cápsida ácido nucleico cápsida nucleocápsida

Virus con envoltura

VIRUS CON ENVOLTURA ácido nucleico envoltura

YouTube Bacteriófagos

El ciclo lítico: Fase 1 Adsorción

FASE 1 Adsorción. Se produce la unión de las proteínas de la cápsida o la envoltura del virus a receptores específicos de la célula.

El ciclo lítico: Fase 2 Penetración

FASE 2 Penetración. En el caso de los bacteriófagos, se inyecta el ácido nucleico y la cápsida queda fuera de la célula. En el resto de los virus la penetración se produce por endocitosis. Los virus con envoltura pueden penetrar por fusión de membranas. En el interior de la célula se rompe la capsida y se libera el ácido nucleico vírico.

O bacteria absorción o fijación inyección del material genético viral lisis y liberación de las particulas virales 1 sintesis de enzimas virales y replicación del material genético viral ensamblaje síntesis de las cubiertas proteicas y encapsidación del material genético viral

El ciclo lítico: Fase 3 Replicación y síntesis

FASE 3 Replicación y síntesis de los componentes virales. El material genético se replica y se produce la síntesis de las proteínas de la cápsida utilizando las enzimas de la célula. Los retrovirus, como el VIH, se replican copiando sus dos moléculas de ARN en una molécula de cadena doble de ADN, gracias a una enzima del virus, la retrotranscriptasa o transcriptasa inversa, ya que las células no son capaces de realizar este proceso.

Transcripción inversa

TRANSCRIPCIÓN INVERSA - ADN ARN como material de partida Transcripción inversa Linfocito CD4 ARN del VIH Transcriptasa inversa ADN del VIH Núcleo del linfocito CD4

El ciclo lítico: Fase 4 Maduración

FASE 4 Maduración. Las proteínas se unen formando la cápsida, que se ensambla con el ácido nucleico.

El ciclo lítico: Fase 5 Liberación

FASE 5 Liberación. Los virus recién formados y con actividad patogénica, denominados viriones, se liberan al exterior por rotura de la célula o por gemación. En este proceso, los virus de membrana adquieren esta a partir de la membrana plasmática de la célula, que quedará envolviendo al virus.

O bacteria absorción o fijación inyección del material genético viral lisis y liberación de las particulas virales + sintesis de enzimas virales y replicación del material genético viral ensamblaje síntesis de las cubiertas proteicas y encapsidación del material genético viral

Ciclo lítico: Fases

Ciclo lítico Adsorción Penetración Liberación Replicación y síntesis Maduración

El ciclo lisogénico

Algunos bacteriófagos, llamados virus atemperados, pueden seguir un ciclo lisogénico, en el cual no se liberan nuevos viriones. Estos virus incorporan su ácido nucleico al genoma del hospedador, momento desde el cual se les conoce como profagos. El profago se replica junto con el ADN de la bacteria sin formar viriones y puede permanecer en este estado indefinidamente. Determinados cambios en el medio inducen la activación del profago, que inicia así el ciclo lítico con la síntesis y el ensamblaje de los componentes de los viriones y su liberación al exterior.

Partícula vírica Ciclo lítico Adhesión Inyección del ácido nucleico 0-0 Replicación del ADN vírico Ensamblaje de las partículas víricas Lisis Inducción Integración del ADN vírico en el ADN hospedador Célula hospedadora Ciclo lisogénico Célula lisogénica División de la bacteria junto con el profago Profago

Otras formas acelulares

• Los viroides están constituidos por una molécula de ARN circular de cadena simple con forma de varilla que se puede replicar sola. Causan enfermedades en plantas angiospermas y en algunos hongos y algas, introduciéndose en el núcleo o los cloroplastos de las células, donde se replican.
• Los virusoides son moléculas de ARN parasitas de ciertos virus, que sirven como vehículo para su transmisión que no se puede replicar sola. Su estructura es similar a la de los viroides, aunque más pequeña. Un ejemplo es el virus de la hepatitis D, que es, en realidad, un virusoide que se transmite con el virus de la hepatitis B.

Virus 1 Prion Viroide DOO Virusoide 2000

Plásmidos y priones

• Los plásmidos son moléculas de ADN circular que se encuentran en las bacterias, aunque se replican independientemente de su cromosoma y pueden transferirse a otras bacterias.
• Los priones son moléculas semejantes a proteínas celulares, pero con una configuración anómala. Una vez que entran en la célula, pueden modificar la proteína normal y convertirla en prion, iniciando así una reacción en cadena entre las células del tejido infectado. Producen enfermedades como la de Creutzfeldt-Jakob.

Cromosoma 21/2 Plásmido Plasmido Un instrumento genetico que facilita a las bacterias adaptarse a su entorno Promotor para estimular expresión génica Gen blanco Plásmido Gen de resistencia a antibióticos

TAREA 1. Formas acelulares

II 5 ¿Qué representa la siguiente ilustración? Indica brevemente el proceso que tiene lugar en las fases numeradas.

1 2 5 3 4 7 Los virus vegetales no pueden penetrar en la célula por endocitosis; lo hacen a través de pequeñas heridas o por medio de vectores, como algunos insectos. ¿ Cuál crees que es la razón?

8 Si una bacteria es infectada por un virus y este inicia un ciclo lisogénico, ¿puede la bacteria transmitir la in- fección a sus células hijas? Razona la respuesta.

B 9 ¿Qué formas acelulares llevan información en su ma- terial genetico para la síntesis de proteínas? ¿ Cuales no? ¿ A qué se debe esta diferencia?

Icosahédrico Filamentoso Cabeza-cola

Microorganismos procariotas (arqueas y bacterias)

Importancia de los microorganismos procariotas

IMPORTANCIA Ciclo de nutrientes: Reciclan elementos esenciales como el carbono, nitrógeno y fósforo en los ecosistemas. Biotecnología: Se usan en la producción de antibióticos, fermentación y biorremediación. Simbiosis: Forman relaciones beneficiosas con otros seres vivos, como la microbiota intestinal. Fotosíntesis y oxígeno: Algunas bacterias, como las cianobacterias, contribuyen a la producción de oxígeno. · Orígenes de la vida: Fueron los primeros organismos en la Tierra y sentaron las bases de la evolución biológica.

Cianobacterias Microbiota

Estructura bacteriana

• Membrana plasmática. Es muy similar a la de las células eucariotas. Está formada por una bicapa lipídica en la que se insertan proteínas. Pre- senta proteínas de transporte y enzimas implicadas en el metabolismo energético.
• Citoplasma. Está formado por una matriz gelatinosa y contiene riboso- mas, inclusiones o acumulos de diversas sustancias, a menudo de reserva, y el ADN bacteriano.
• Pared celular. Rodea a la célula y es resistente y rígida. Está compuesta por un polisacárido denominado mureína. La pared tiene un papel funda- mental en las interacciones con las células que parasitan las bacterias. La pared puede ser de dos tipos, atendiendo a si se tiñen o no con la técnica de tinción Gram:

Membrana plasmática Ribosomas Flagelos Pared celular Cápsula Fimbrias Nucleoide