Microbiología: Biorremediación, Virus, Protozoos, Hongos y Bacterias, Clasificación y Características

• Biorremediación microbiana: uso de microorganismos para combatir la contaminación.
• Lixiviación microbiana: obtención de materiales pesados por medio de microorganismos (minería).

Historia y conceptos básicos

Robert Koch asoció microbios con enfermedades. Esta etapa es conocida como la edad de oro de la microbiología.

El 99% de los microorganismos forma biofilm, es decir, comunidades microbianas adheridas a superficies.

Disbiosis: alteración del microbioma, relacionada con enfermedades.

Árbol filogenético: diagrama que representa las relaciones evolutivas entre organismos. El último ancestro común universal se denomina LUCA.

Se utiliza el ARNr 16S como patrón para clasificar los organismos en tres grupos: Bacteria, Archaea y Eucarya (que incluye hongos).

Clasificación de los microorganismos

• Procariotas: bacterias, arqueas y cianobacterias (algas verdeazuladas).
• Eucariotas:
  • Unicelulares: protozoos y hongos levaduriformes.
  • Multicelulares: hongos filamentosos y helmintos.
• Agentes acelulares: virus, viroides y priones.

Virus

Los virus se clasifican en dos tipos: con envoltura o sin envoltura. Están formados por un núcleo de proteína y, en los virus envueltos, por una envoltura lipoproteica.

• Cápside desnuda: genoma de ácidos nucleicos rodeado por una cubierta de proteínas.

Existen tres tipos morfológicos: helicoidal (cilíndrico), isosaédrico (esférico) y complejo.

Almacenan su información genética como ADN bicatenario (ADNbc), ADN monocatenario (ADNmc), ARN bicatenario (ARNbc) o ARN monocatenario (ARNmc).

El virión es la partícula infecciosa, formada por un ácido nucleico (ADN o ARN, nunca ambos a la vez), que puede ser mono o bicatenario.

• Ciclo lítico: implica la destrucción celular. Los bacteriófagos se replican en gran cantidad y provocan la lisis de la célula.
• Ciclo lisogénico: no hay destrucción celular; el ADN viral se replica junto con la división celular del hospedador.

Eucariotas

Protozoos

• Anaerobios facultativos: pueden vivir con o sin O₂.
• Reproducción sexual o asexual.
• Forman quistes (estructuras de resistencia) y ooquistes.
• Trofozoíto: forma activa del protozoo.
• Desplazamiento:
  • Ciliados: poseen cilios (2 núcleos).
  • Rizópodos: se desplazan mediante seudópodos formados por citoplasma.
  • Flagelados: poseen flagelos (1 núcleo).
  • Esporozoos: inmóviles.

Importancia clínica:

• Trypanosoma cruzi: protozoo flagelado con cinetoplasto (una gran mitocondria). Se reproduce asexualmente por fisión binaria y es el agente causal de la enfermedad de Chagas.
• Toxoplasma gondii: protozoo intracelular con forma de media luna. El gato es su hospedador definitivo.

Hongos

Son organismos uni o pluricelulares eucariotas y heterótrofos (saprófitos). Se reproducen de forma sexual o asexual. En su mayoría son anaerobios estrictos, aunque la afirmación de que necesitan O₂ debe revisarse, ya que la mayoría son aerobios. Poseen quitina en su pared celular y ergosterol en su membrana.

Su estructura básica es la hifa. Se clasifican en:

• Mohos: hongos filamentosos constituidos por hifas, cuyo conjunto forma el micelio.
• Levaduras: hongos unicelulares que realizan fermentación en medios azucarados. Son uninucleados, no filamentosos y de forma ovoide. Candida albicans es el principal hongo patógeno de la cavidad oral.

Las enfermedades producidas por hongos se denominan micosis, y algunas están asociadas a micotoxinas.

Dimorfismo: depende de la temperatura. A 37 °C se comporta como levadura (ej. H. capsulatum) y a 25 °C como hongo filamentoso.

Procariotas

• Bacterias: eubacterias o bacterias verdaderas.
• Arqueas: extremófilas y halófilas (toleran altas concentraciones de sales). Su pared celular contiene glucoproteínas y no contiene peptidoglucano (PG).

Clasificación de las bacterias

Según la tinción de Gram:

• Gram positivas: se tiñen de azul o morado; poseen una pared gruesa de peptidoglucano.
• Gram negativas: presentan una membrana externa, lipopolisacáridos (LPS) y un espacio periplásmico entre la membrana interna y la externa.

Según características bioquímicas y metabólicas:

• Según la fuente de carbono: autótrofas o heterótrofas.
• Según la fuente de energía: quimioorganotrofas, quimiolitotrofas y fototrofas.

Según los requerimientos de oxígeno:

• Aerobios
• Anaerobios
• Anaerobios facultativos
• Microaerófilos: no toleran el O₂ atmosférico, pero lo prefieren en bajas concentraciones.
• Anaerobios aerotolerantes

Para degradar el O₂ tóxico utilizan enzimas como catalasa, superóxido dismutasa y el sistema citocromo.

Según el pH:

• Acidófilos: pH < 5,5
• Neutrófilos: pH 5,5 - 8
• Alcalófilos: pH > 8

Según la morfología: cocos, bacilos y espirilos.

Según su relación con el hospedador: patógenas, simbiontes, comensales y saprófitas (se alimentan de materia en descomposición).