Biología . 2º Bachillerato

Biotecnología

Los micoorganismos y la biotecnología


Los microorganismos han tenido un papel fundamental en el desarrollo de la biotecnología, desde antes que se supiese de su existencia (como la fermentación) hasta su actual manipulación genética para la producción de sustancias útiles

Los microorganismos son extraordinariamente importantes en ecología, sanidad e industria

Fueron descubiertos con el desarrollo del microscopio
Van Leeuwenhoek y Hook

 

La microbiología

La Microbiología es la parte de la biología que estudia los microorganismos.

Los microorganismos no son un grupo taxonómico (no tienen un origen evolutivo común).

Se definen por su modo de vida y técnicas de estudio:

- Organismos pequeños no visibles sin ayuda de instrumentos especiales

No existen límites precisos de lo que es un microorganismo ni grupos taxonómicos claros a los que pertenezcan

 

 
 

 

 

Los microorganismos son muy variables

- Grupos taxonómico diversos

- Organización celular diversa.

- Acelulares (virus)
- Células procariotas
- Células eucariotas

- Modo de agregación celular:

- Unicelulares
- Agregados
- Plasmodios
- Pluricelulares

- Modo de nutrición:

- Fototrofos, quimiotrofos
- Autotrofos, heterotrofos
- Arobios, anaerobios ...

Los microorganismos requieren técnicas especiales para su estudio y cultivo

- Microscopio
- Medios de cultivo, en diferentes condiciones y sustratos
- Requieren aislamiento para su estudio
- Requieren procesos de esterilización de materiales y medios de cultivo para evitar la contaminación con otros microorganismos

 


Tipos de microorganismos

Clasificación compleja y en ciertos grupos controvertida.
En resolución actualmente pur secuenciación de sus genomas

Muchos sinónimos y cambios de categoría y tipo de grupos

Acelulares
  • Virus

Células

  • Arqueas
  • Bacrerias
Eucariotas
  • Protistas
  • Hongos
  • Animales

Virus

Ya estudiados
Muy pequeños. Invisibles al microscopio óptico.
Fueron identificados antes de ser vistos porque eran agentes infecciosos invisibles retenidos por filtros de reducido tamaño.
Todos los virus son parásitos intracelulares sin metabolismo propio.
Se clasificación por el tipo de ácido nucéico, cápside y envuelta

Arqueas

Organización celuar procariota pero diferente de las bacterias
Generalmente adaptadas a condiciones ecológicas especiales.
Generadoras de metano, halófilas y termófilas. Difíciles de estudiar
Fisiología y bioquímica diferente de Bacterias y Eucariotas

Bacterias

Fisiología muy variable. Metabolismo rápido. Simplicidad celular
Todo tipo de nutrición
Clasificación por tipo de metabolismo, modo de la pared, forma, tipo de esporas, presencia y disposición de flagelos.

Poco variables morfológocamente

- Cocos
- Bacilos
- Espirilos
- Vibrios
- Filamentosas

Diferencias en pared celular

- sencilla: gram +
- compleja: gram -

 

Agrupamiento

- Aisladas
- Colonias

 

Eucariotas protistas

Muy variados morfológicamente y en sus nutrición
Los hay originalmente fotosintéticos
Algunos de ellos pierden la fotosíntesis y se hacen heterótrofos

Algunos grupos heterótrofos incluyen protistas fotosintéticos simbiontes de modo permanente o temporal

Algas
Protistas fotosintéticos.
Acuáticas dulceaquícolas o marinas .
Taxones muy variados: Dinoflagelados . Crisofitos . Euglenofitos . Criptofitos . Baciliarofitos (Diatomeas) . Gamofitos (Algas Conjugadas)

Protozoos
Protistas no fotosintéticos
Predadores de otros microbios, saprófitos o parásitos
Taxones también muy variados: Rizopodos . Zoomastiginos (Flagelados) . Actinopodos (Radiolarios) . Foraminiferos . Cilioforos (Ciliados) . Apicomplejos . Cnidosporadios . Acrasiomicetes . Mixomicetes . Hifoquitridomicetes . Quitridomicetes . Oomicetes

Eucariotas hongos

Productores de hifas. Septados o no
Saprófitos del suelo y parásitos aunque también los hay acuáticos
Generalmente ciclo haplobióntico. Sexualidad peculiar
Unicelulares :Levaduras
Ramificados plurinucleados : Mohos. Hifas que constituyen un micelio

Animales microscópicos

Algunos taxones animales solamente visibles al microscopio
Son depredadores, saprófitos o parásitos.
Rotíferos . Gastrotricos . Nematodos .
Anélidos . Crustáceos . Formas larvarias de muchos otros sobre todo de artrópodos


Características de los microorganismos

A pesar de pertenecer a taxones diversos los microorganismos comparten una serie de características en comón derivadas, principalmente, de su tamaño

Pequeño tamaño

Gran relación superficie/volumen
Relación intensa con el medio

Reacciones metábólicas rápidas
Al ser pequeños el transporte por membranas y difusión celular son muy rápidos

Reproduicción rápida
Algunas bacterias en condiciones adecuadas se dividen cada 20 min.
En 3 h la masa de microorganismos se multiplica por 100
Se producen grandes cantidades de microorganismos en poco tiempo en condiciones adecuadas

Alteración del medio.
Cambios bruscos y rápidos por desechos del metabolismo

Micro nichos ecológicos.
En un volumen muy pequeño pueden haber ambientes muy diversos para organismos pequeños

Desarrollan modos de resistencia y dispersión
Muchos dispersión aerea o por vectores (enfermedades)
Muchos formas de resistencia. Esporas o quistes
Sobreviven a grandes profundidades en los sedimentos, cientos de metros y millones de años enterrados

No metabolizan sin agua

Crecimiento microbiano

Fase de latencia
Periodo sin crecimiento a pesar del ambiente favorable

Fase de crecimiento exponencial
Población se duplica a iguales intervalos de tiempo

Fase estacionaria
Población deja de crecer

Fase de declibe o muerte
Van muriendo los microbios por agotamiento de los recursos y acumulación de desechos tóxicos

 


 

Importancia de los microorganismos

Medioambientales

Los microorganismos son los principales agentes que transforman la materia en los ecosistemas
Son capaces, además, de reciclar materiales que obtienen de diferentes niveles tróficos dando lugar a los denomonados ciclos ecológicos o ciclos biogeoquímicos

En muchas ocasiones su masa es la más importante en un ecosistema.
(Ej Descomponedores de los suelos, fotosíntesis en océnos, ...)

En la mayoría de las ocasiones su metabolismo es el más importante de los ecosistemas.
Frecuentemente muchas reacciones químicas son realizadas únicamente por microorganismos

Su importancia es muy variable dependiendo de nivel trófico y medio

Salud

Muchos microorganismos son comensales o simbiontes de otros seres vivos. En ocasiones pueden pasar a ser predadores o parásitos.

Muchos heterótrofos pueden infectar organismos pluricelulares u otros organismos unicelulares causándoles problemas. En tal caso se les llama microorganismos patógenos.

Los patógenos pueden ser

Generalistas
Son microbios normalmente saprófitos que infectan a otros organismos debilitados o si penetran en grandes cantidades

Especialistas
Son microbios que viven generalmente a cuenta de un hospedador
Suelen ser específicos de una especie o de especies próximas.
Algunos tienen ciclos en especies diferentes que mantienen entre ellas relaciones tróficas lo que facilita su propagación.

Muchos microorganismos son simbiontes que permiten una correcta nutrición o que ayudan al combate de organismos patógenos

Biotecnología

Los microorganismos son, actualmente y lo han sido en el pasado, fundamentales en diversas industrias. Incluso antes de que se coniciera su existencia.

Para la moderna biotecnología es fundamental el trabajo con diversos tipos de microorganismos.

En los siguientes capítulos se estudiarán campos industriales en los que son importantes los microorganismos.

- Recursos alimenticios
- Formación de productos químicos

- Medicina y salud
- Investigación biológica
- Aumento de productividad vegetal y animal
- Medio ambiente
- Uso militar


 

 

 

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