Microorganismes

El mòn microscópic

Microorganismes son tots els organismes que no poden ser observats a ull un, només amb el microscopi òptic o l'electrònic. Hi són: Virus (acel·lulars), Bacteris i Cianofits (moneres), Algues i Protozous (protoctists) i llevats (fongs microscópics).

El poder de resolució mesura el mínim de separació que hi ha entre dos objectes per poder ser vistos. L'ull humà té un poder de resolució molt baix, 0'2 mm.

Amb els microscopis aconseguim augmentar el poder de resolució:

INSTRUMENT ÒPTIC	PODER de RESOLUCIÓ	PODER de RESOLUCIÓ (*)
Ull humà	0'2 mm	2.000.000
Microscopi òptic (MO)	0'25 *m	2500
Microscopi electrònic (ME) rastreig transmisió	5 - 10 nm 0 - 5 nm	50 - 100 5

El MO és un conjunt de lents que augmenten el tamany de la imatge, fent servir la llum com a mitjà d'il·luminació, a diferència del ME, que fa servir un feix d'electrons que bombardejen la mostra. A més no té lents de vidre, fa servir camps magnètics.

Al ME de rastreig els electrons arriven només a la superfície de la mostra, que previament ha estat tractada anb algún metall pesat. Al ME de transmisió els electrons travessen la mostra.

La obertura numèrica és un valor proporcional al número de raigs de llum que incideixen per formar la imatge. Quants més raigs incideixen, més clara i nítida serà la imatge, i per tant, augmenta el poder de resolució.

El número d'augments és la relacioó que hi ha entre la mida de la imatge que nosaltres obtenim i la mida real de l'objecte. Es calcula multiplicant el número d'augments de l'objectiu pels de l'ocular.

Microscopi òptic 40 - 2000 augments

Microscopi electrònic fins a 1.000.000 augments

El camí de la llum en el MO: llum > lents condesador > preparació > lents objectiu > imatge intermitja > lents oculars > imatge ull (invertida).

Preparació de mostres per al MO:

• Permanents: per fixació, per evitar la destrucció de les estructures cel·lulars.

• No permanents: per inclusió (només per materials tous), per donar la consistència adequada per evitar la deformació durant el tall.

Inclusió (deshidratació + parafina) > Tall (microtom de mà, navalla histològica 6-12 *m) > Tinció > Muntatge (portaobjectes + mostra + cubreobjectes).

El camí de la llum en el ME: feix electrons > lent condensadora magnètica > col·locació de la mostra > lent objectiu magnètica > lent intermitja magnètica > imatge intermitja > lent de projecció magnètica > imatge sobre plaques fotogràfiques.

Preparació de mostres per al ME:

• És necessari obtenir talls molt fins (150 - 500 *) amb un aparell anomenat ultramicròtom.

• Tall > Tinció (amb metalls pesats) > Inclusió (amb resines plàstiques)

ESTRUCTURA	MÉTODE OBSERVACIÓ	MIDES APROPIADES	BRANCA BIOLOGIA
Organs	Ull nu	> 0'2 mm	Anatomia
Teixits	MO	200 *m - 10 *m	Histologia
Cèl·lula eucariota	MO	10 *m - 0'25 *m	Citologia
Ultraestructura	ME	0'25 *m - 5 *	Citologia
Estruc. mol·lecular	Difracció Raig X	< 5 *	Bioquímica

Conceptes generals i diferents tipus de cèl·lules en diferents organismes

Microorganisnmes son tots aquells organismes que no son visibles a ull nu. Per observar-los necessitem MO o ME.

PROCARIOTA EUCARIOTA

COBERTES	Càpsula Paret Membrana	Sense càpsula Paret només cel. Vegetals i fongs Membrana diferent
APÈNDIX	Flagels Cilis (sense estructura 9+2)	Cilis amb estructura 9+2
CITOPLASMA	Ribosomes Mesosomes	REL, RER, ap Golgi, lisosomes, ribosomes, vaquols, mitocondris, microtubuls, centríols.
NUCLI	Sense membrana nuclear 1 mol·lècula ADN	Amb membrana nuclear

Regne Moneres

Característiques generals:

• Són procariotes.

• Originals de fa 3.500 milions d'anys

• El regne més nombrós.

• Pot colonitzar els medis més diversos.

Arqueobacteris:

• Van aparèixer fa 2.700 milions d'anys.

• Es troben en condicions similars a les de fa 2.700 milions d'anys.

• Termòfils (temp. Elevades) zones termals, sulfuroses...

• Halòfils (alta concentració salina) Mar Mort

• Metanògens (produeixen CH4) viuen en condicions anaeròiques

• Mol·lècula ADN més petita que els eubacteris.

• Amb paret bacteriana.

Eubacteris (Cianòfits)

• Més de 2000 espècies

• Diversitat metabòlica molt important (hàbitats molt diversos)

• Bacteris porpres i verds (fotosíntesi en condicions anaeròbiques)

• Cianobacteris (fotosíntesi sense trencar la mol·lècula d'H2O)

• Bacteris nitrificants (permeten que les plantes assimilin nitrats i nitrits)

• Bacteris fixadors N2 atmosfèric (fixen N2 i formen mol·lècules que puguin utilitzar altres éssers vius) es troben en simbioso amb altres plantes.

• Bacteris àcid làctic (anaeròbics però accepten la presència d'O2) fermentadors

• Microplàsmes (paràsits)

• Entre 1 i 13 micres.

• Tipus morfològic: Bacils Cocs Espirils Vibrions

• Agrupacions: Cadenes (bacils):

Cadenes (cocs):

Raïm (cocs):

• Estructura bacteriana: La organització interna és més simple que en els eucariotes. L'estructura superficial és més complexa.

Càpsula, Paret, Memb plasmàtica, Mesosomes, Protoplasma i Citoplasma.

La membrana externa no la presenten tots els bacteris. Està per sobre de la paret bacteriana. Està formada per polisacàrids que li donen consistència musilaginosa. La càpsula serveix de protecció per evitar la dessecació, intervé en la fagocitosi i protegeix de la infecció de bacteriofags.

La paret bacteriana és típica dels bacteris i té la funció de protegir i donar forma a ala cèl·lula. Està formada per glúcids.

La membrana plasmàtica (75A) és de naturalessa lipoproteïca. No presenta esteroides.

Mesosomes:

• Augmenten la superfície de la membrana plasmàtica

• Subjecten l'ADN i dirigeixen la seva duplicació durant la divisió cel·lular bacteriana.

• Respiració cel·lular.

• Fotosíntesi. (No tots)

• Assimilació de nitrats i nitrits. (No tots)

Protoplasma:

• Ribosomes: més petits que en les cèl·lules eucariotes, fan síntesi de proteïnes.

• Vesícules gasoses: Donen flotació si viu al medi aquàtic. Tenen membrana de proteïnes.

• Inclusions de reserva: No tenten membrana. Poden ser de lípids, glicógen.

• Plàsmids: tenen troços d'ADN dispersos.

Flagels:

• Tenen funció motora, permeten el moviment de la bacteria. No tots els bacteris en presenten. Estan fets d'una proteïna anomenada flagel·lina.

Monòtrics Lofòtrics Perítrics Amfítrics

Fímbries o pèls: Són curts i rígids i tenen funció de fixar el bacteri a un sustrat i intercanviar material hereditari “parasexualitat”.

NUTRICIÓ BACTERIANA

Fonts carboni: Heteròtrofs: compostos orgànics.

Autòtrofs: compostos inorgànics. CO2.

Fonts d'energia: Fototròfics: la llum. (Foto-)

Quimiotròfics: oxidació de compostos orgànics. (Quimi-)

Font d'hidrògen: Litotròfics: inorgànica. (-lito-)

Organotròfics: orgànica. (-organo-)

Els bacteris poden ser, depenent de la seva nutrició: (exemples) Fotolitoheteròtrof

Quimiorganoautòtrof ...

METABOLISME

Aeròbic: l'acceptor final d'electrons és l'O2.

Anaeròbic: l'acceptor final d'electrons és una altre matèria orgànica, CO2.

Fermentadors: l'acceptor final d'electrons és orgànic.

Procariotes 1. Respiració aeròbica

I

Eucariotes 2. Fotosíntesi aeròbica

Aeròbics

Procariotes 3. Quimioheteròtrofs anaeròbics: bacteris fermentadors

Anaeròbics

4. Quimioheteròtrofs anaeròbics: bacteris reductors sulfats

• 5. Quimioheteròtrofs anaeròbics: metanogèniques

6. Fotoautòtrofs anaeròbics

Anaeròbics estrictes: no poden viura emb O2.

Anaeròbics facultatius: toleren la presència d'O2.

REPRODUCCIÓ BACTERIANA

Els bacteris es reprodueixen habitualment per escissió binàri. La cèl·lula mare es divideix en 2 cèl·lules filles iguals que la mare.

També hi ha fenòmens de parasexualitat, el que dóna variabilitat genètica. Això és important per fer evolucionar l'espècie.

Intercanvis de material genètic:

Conjugació:

Pas d'un fragment d'ADN d'un bacteri donador a un bacteri reproductor. Aquest ADN pot ser un tros d'ADN de la bacteria o plàsmids o les dues coses. El bacteri receptor recombinarà aixó amb el seu ADN propi.

Bacteria donadora (o mascle) amb factor F. (F+)

Bacteria receptora (o femella) amb factor F. (F-)

Transducció:

Introducció en un bacteri, un fragment d'ADN procedent d'un altre bacteri gràcies a un virus. (Bacteriofags són els virus que afecten les bacteries)

Cicle lític: s'obté la degradació total del bacteri.

Cicle lisogènic: integració ADN.

Transformació:

La bacteria capta fragments d'ADN lliures del medi on es troba.

FORMES DE RESISTÈNCIA I DISPERSIÓ DE BACTERIS

En condicions ambientals adverses, els bacteris donen lloc a formes de resistència, per exemple:

• Bacteris que es contrauen: Quists.

• Augmenten al màxim la paret bacteriana.

• Formen dins seu endoepores (intracel·lulars). Aquestes espores tenen paret cel·lular i dins material hereditari.

ECOLOGIA DELS BACTERIS

Segons la relacció que estableixen els bacteris amb els altres èssers vius, poden ser:

• Paràsit: provoca malalties.

• Comensals: tracte intestinal.

• Simbiótics: com amb els remugants. Nóduls lleguminoses: fixen CO2.

• Sapròfits: descomponedors: bacteris i fongs.

Segons el medi on habiten:

• Termòfils: Viuen a llocs amb temperatures molt altes.

• Criòfils: Viuen a llocs amb temperatures molt baixes.

• Halòfils: Viuen a lloc amb concentracions salines altes.

• Acidòfils: Viuen en pH àcids.

• Allalòfils: Viuen en pH bàsics.

Bacteris del cos humà:

• Flora intestinal.

• Flora dèrmica.

• Les càries.

IMPORTANCIA DELS BACTERIS

Són patògens però tenen uns papers molt importants en l'ecosistema:

• Fixen N2 atmosfèric.

• Fan assequible NH3 a les plantes, el transformen en ió NO3-, així l'utilitzen les plantes.

• Aplicacions a la biotecnologia: transformació aliments (fermentadors, manipulació genètica...)

MALALTIES PROVOCADES PER BACTERIS

• Còl·lera (Vibrio Cholera) Aigua contaminada amb matèria fecal.

• Tuberculosi (Micobacterium tuberculosi) Via respiratòria.

• Meningitis (Meningococs) Inflamació meninges (meningitis a, b, c).

• Úlcera gastroduodenal (Helicobacter pylori) Via digestiva.

Virus

CARACTERÍSTIQUES GENERALS

• Aspecte: Nu: Embolcallat:

• Acel·lulars.

• No tenen metabolisme propi.

• Són endoparàsits obligats.

• Fora de la cèl·lula: VIBRIONS: inactius, poden cristal·litzar.

• Dins de la cèl·lula: VIRUS: es reprodueixen.

Prió: mol·lècula molt petita que poden entrar a les cèl·lules i provocar que s'expressin gens que no s'haurien d'expressar (vaques bojes)

Viroide: mol·lècula ARN monocatenari que interfereix en la síntesi d'ADN missatger i nuclear.

MORFOLOGIA

• Tamany: 30 nm > 300 / 400 nm

• Composició: Àc. Nucleic (ADN, ARN), ADN monocatenari i bicatenari i ARN monocatenari i bicatenari.

• Cada virus té un hoste específic. Tenen receptor de membrana.

• Càpsida de proteïnes: capsomers (proteïnes globulars). Càpsula + Àc. Nucleic = Nucleocàpsida

• Peplum: glúcids + lípids: funció protecció de la nucleocàpsida. Es pensa que prové de restes de membrana de cèl·lules hostes.

SIMETRIES DELS VIRUS

• Icosaèdrica: 20 cares.

• Helicoidal: forma de molla.

• Mixta: cap icosaèdric i cua helicoidal.

• Sense simetria definida.

CRITERIS DE CLASSIFICACIÓ

• Morfologia.

• Tipus Àcid Nucleic.

• Càpsida.

CICLE BIOLÒGIC

• Cicle lític:

1) Absorció: reconeixen les proteïnes específiques.

2) Penetració: amb peplum: es fusiona amb la membrana.

paret bacteriana: injecció del material hereditari.

sense embolcall: provoquen que la cèl·lula hoste els fagociti.

3) Alliberació d'àcid nucleic.

4) Síntesi ADN (fase d'eclipsi). Es produeix ARN missatger que intervé en síntesi de proteïnes.

5) Maduració: Acoblament de proteïnes de la càpsida amb àcid nucleic.

6) alliberament: lisi (destrucció) de la cèl·lula hoste o exocitosi.

• Cicle lisogènic:

Absorció

Penetració

Alliberament

Integració d'àcid nucleic (Profag)

Canvis en el medi provoquen l'alliberament del profag

• acoblament

• maduració

• alliberament

ELS RETROVIRUS

Són virus amb embolcall d'ARN i transcriptasa inversa (enzim que permet passar ARN a ADN)

Exemples:

• Virus de la SIDA.

• Virus oncogènics (dels càncers).

Aquests virus s'activen i es multipliquen per causes desconegudes!

BIOLOGIA