Microbiologia

Estructures

acel·lularsMicroorganismes

cel·lulars

Virus

Altres

estructures

acel·lulars

Protoctists

Bacteris Fongs

Ús dels

microorganismes

Obtenció de

productes

industrials

Mecanismes

d’acció bacterians

Producció

d’aliments per

fermentació

Correcció de

problemes

ambientals

Microorganismes

patògens

Agricultura,

ramaderia i

aqüicultura

Antibiòtics

Microbiologia: part de la biologia que estudia els microorganismes

espècies unicel·lulars i estructures acel·lulars1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Intervenen en el flux de matèria i energia

Productors: fotosintètics i quimiosintètics

Descomponedors

Transformadors

Cicles biogeoquímics

Cicle del carboni

Transformació en combustibles fòssils

Degradació de roques calcàries

Cicle del nitrogen

Fixació de nitrogen inorgànic

Transformació de l’amoníac en sals minerals

Transformació de sals minerals entre elles

Desnitrificació

Importància dels microorganismes

Cicle del sofre: conversió de l’àcid sulfhídric en sals

minerals

1. Estructures

acel·lulars

a) Virus

b) Altres

estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Estructura

Microbiologia

Els virus

Estructura infecciosa organitzada, formada per àcid nucleic i

proteïnes NO són éssers vius

Sense metabolisme propi

Només es poden relacionar infectant una cèl·lula

Són incapaços de reproduir-se per sí sols

Virió: partícula vírica inerta

Material genètic

ARN ó ADN, 1 ó 2 cadenes

Proteïnes per a entrar dins

la cèl·lula, per a duplicar el

genoma i per a formar la

càpsida

Càpsida

Embolcall extern (només alguns virus)

Classificació1. Estructures

acel·lulars

a) Virus

b) Altres

estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Els virus

Segons el genoma

Virus ARN: cadena simple (+ ó -) o cadena doble

Virus ADN: cadena simple (+ ó -) o cadena doble

Segons l’estructura

Polièdrics

Helicoidals

Complexos

Segons l’organisme al que infecten

Animals

Vegetals

Bacteriòfags

Segons l’embolcall

Coberts: amb embolcall extern

Nus: sense embolcall extern

Quan un virus

envaeix una cèl·lula,

pot seguir dues vies:

Via lítica:

a) Adsorció

específica

b) Penetració del

cromosoma viral

c) Descapsidació

d) Duplicació del

genoma i síntesis

d’ARN

e) Formació de nous

virions

f) Alliberació dels

virions

Via lisogènica: integració del

genoma del virus en el de l’hosteEl cicle víric1. Estructures

acel·lulars

a) Virus

b) Altres

estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Els virus

Mecanismes de reproducció dels virus ARN1. Estructures

acel·lulars

a) Virus

b) Altres

estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Els virus

ARN de cadena positiva

ARN de cadena negativa

Retrovirus

1. Estructures

acel·lulars

a) Virus

b) Altres

estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Altres estructures acel·lulars

Viroides

Fragments d’ARN monocatenari circular

No conté gens que codifiquin proteïnes

Només infecten plantes

Prions

Proteïnes infeccioses

Estructura secundària alterada

No fan correctament la seva funció i indueixen les altres

proteïnes a plegar-se malament

Plasmidis

ADN circular de cadena doble

Només infecten bacteris

Molt útils en enginyeria genètica

Tipus

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

a) Bacteris

b) Protoctists

c) Fongs

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Els bacteris

Organismes procariotes unicel·lulars. Regne moneres

característiques que no es repeteixen en cap altre organisme

Bacils

CocsDiplococs

Tetracoc

Sarcina

Estreptococ

Estafilococ

Espiril

Vibrió

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

a) Bacteris

b) Protoctists

c) Fongs

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Els bacteris

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

a) Bacteris

b) Protoctists

c) Fongs

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Estructura dels bacteris

Càpsula: només en alguns casos

Formada per productes de rebuig cel·lular

Paret bacteriana

Els bacteris

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

a) Bacteris

b) Protoctists

c) Fongs

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Estructura dels bacteris

Capa protectora (dessecació, sistema immunitari)

Funcions

Donar forma a la

cèl·lula

Protegir la cèl·lula

de l’osmosi

Regular el pas de

substàncies

Tipus

Gram +

Gram -

Flagels: estructures proteiques amb moviment de rotació

desplaçament de la cèl·lula

Els bacteris

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

a) Bacteris

b) Protoctists

c) Fongs

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Estructura dels bacteris

Fímbries: tubs de proteïna que connecten dos bacteris entre

ells o un bacteri amb la superfície

Mesosomes: replecs de la membrana per a augmentar la

superfície

Nucleoide: ADN circular doble cadena propi del bacteri

Ribosomes: síntesi de proteïnes

Plasmidis: ADN circular doble cadena no propi del bacteri

Inclusions: acumulacions de diverses substàncies sense

membrana

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

a) Bacteris

b) Protoctists

c) Fongs

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Nutrició bacteriana

Els bacteris

Metabolisme Font d'energia Font de carboni

Fotoautòtrof Llum CO2

Fotoheteròtrof Llum Matèria orgànica

Quimioautòtrof Oxidació de compostos inorgànics CO2

Quimioheteròtrof Oxidació de compostos orgànics Matèria orgànica

La relació en bacteris

Canvien el metabolisme segons la presència de nutrients en el

medi

Es mouen segons la disponibilitat de llum

Formen espores de resistència

Es mouen per allunyar-se d’un perill o apropar-se a una font

de recursos

Asexual: bipartició

Parasexual:

Conjugació: un bacteri

amb un plasmidi se’l

transmet a un altre que

no el té

Transducció: un virió

incorpora material

genètic d’un bacteri i se’l

passa a un altre quan

l’infecta

Transformació: un bacteri agafa ADN bacterià lliure al

medi i l’incorpora com a propi

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

a) Bacteris

b) Protoctists

c) Fongs

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Reproducció bacteriana

Els bacteris

Arqueobacteris: característiques fisiològiques i morfològiques

molt diferents a les de la resta de bacteris

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

a) Bacteris

b) Protoctists

c) Fongs

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Classificació dels bacteris

Els bacteris

Tipus Condicions de vida Exemples

Acidòfils pH inferior a 5

Bacteris de àcid acètic,

oxidadors de ferro a pH àcid

i bacteris d'aigües àcides de

sofre

Alcalòfils pH entre 9 i 10 Bacteris de llacs alcalins

HalòfilsConcentracions elevades

de NaCl

Bacteris del Mar Mort i

trobats en conserves (peix

en salaó)

PsicròfilsTemperatures entre -20ºC

i 0ºC

Bacteris d'aigües fredes del

fons oceànic o llacs gelats

TermòfilsTemperatures per sobre

de 45ºC

Bacteris comuns, com els

Bacillus o Clostridium

HipertermòfilsTemperatures per sobre

de 80ºC

Bacteris de les fumaroles

oceàniques o volcàniques

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

a) Bacteris

b) Protoctists

c) Fongs

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Microbiologia

Classificació dels bacteris

Els bacteris

Tipus Condicions de vida Exemples

BaròfilsPressions hidrostàtiques

de fins a 1035 atm

Bacteris dels fons marins

(fins a 10.000 m de

profunditat)

Sòls profundsInterior de roques a

grans profunditats

Bacteris aïllats en

excavacions profundes en

mines

Radiòfils Radiacions elevadesBacteris que viuen en

centrals nuclears

Metanògens

Llocs sense oxigen i amb

matèria orgànica en

descomposició

Bacteris productors de metà

PoliextremòfilsAmbients amb més d'una

característica extrema

Espècies molt concretes,

com Sulfolobus

acidocaldarius (80ºC i pH 3)

Eubacteris: la resta de bacteris

Microbiologia

Protoctists

Eucariotes unicel·lulars heteròtrofs

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

a) Bacteris

b) Protoctists

c) Fongs

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

Protozous

Lliures, paràsits i simbionts

Reproducció asexual, algunes espècies sexual

Desplaçament per cilis, flagels i pseudòpodes

Eucariotes fotosintètics de vida aquàtica (llocs humits)

Unicel·lulars que poden formar colònies molt grans

Paret cel·lular i pigments fotosintètics

Reproducció sexual i asexual

Algues

Microbiologia

Fongs

Eucariotes heteròtrofs1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

a) Bacteris

b) Protoctists

c) Fongs

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

La majoria són pluricel·lulars

Els unicel·lulars s’agrupen formant un cos anomenat miceli

Tenen paret cel·lular (quitina)

Fan servir el glicogen com a molècula energètica

Poden ser paràsits, simbionts o sapròfits

Actuen com a descomponedors

Reproducció sexual i asexual

Agricultura, ramaderia i aqüicultura

Microbiologia

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

3. Ús dels

microorganismes

a) Sector primari

b) Productes

industrials

c) Aliments

fermentats

d) Problemes

ambientals

4.

Microorganismes

patògens

Millora dels sòls

Nitrificació dels sòls amb Rhizobium

Evita l’ús de purins (molt perjudicials)

Amaratge

Descomposició controlada de plantes de lli i cànem

S’alliberen les fibres de cel·lulosa per a obtenir els teixits

Alimentació en piscifactories: peixos i mol·luscs alimentats amb

fitoplàncton artificial

Obtenció de productes industrials

Biotransformacions (metabolismes molt concrets)

Productes obtinguts

Plàstics

Productes químics orgànics

Productes de component mèdic

Producció d’aliments per fermentació

Microbiologia

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

3. Ús dels

microorganismes

a) Sector primari

b) Productes

industrials

c) Aliments

fermentats

d) Problemes

ambientals

4.

Microorganismes

patògens

Vi

Fermentació del suc de raïm (glucosa etanol)

Saccharomyces ellipsoideus

Cervesa

Fermentació de l’ordi torrat (midó glucosa etanol)

Saccharomyces cerevisiae

Sidra: procés semblant al del vi amb suc de poma

Llevats en sí mateixos: font de proteïnes i vitamines B i D

Sucres de la farina CO2

Pa

Diferents proporcions d’ingredients donen diferents pans

Vinagre

Degradació etanol àcid acètic

Acetobacter i Gluconobacter

Productes làctics

Iogurt (Streptococcus thermophilus i Lactobacillus bulgaricus)

Formatges (Streptococcus lactis / cremoris i fongs)

Correcció de problemes ambientals

Microbiologia

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

3. Ús dels

microorganismes

a) Sector primari

b) Productes

industrials

c) Aliments

fermentats

d) Problemes

ambientals

4.

Microorganismes

patògens

Depuració d’aigües residuals

Microorganismes aerobis i anaerobis

Eliminació d’abocaments de petroli al mar

Bioremediadors

Degraden la matèria orgànica de les aigües

Produeixen CO2, CH4 i matèria inorgànica

Bacteris, floridures, llevats i algues

Degradació dels components volàtils del petroli cru

Produeixen gasos o nutrients solubles

Microbiologia

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

a) Mecanismes

d’acció

bacterians

b) Antibiòtics

Lleis de Koch per a les malalties infeccioses

El microorganisme ha de ser present en qualsevol cas de la

malaltia

El microorganisme s’ha de poder aïllar de l’hoste i obtenir-ne

un cultiu pur

La malaltia ha d’aparèixer si s’inocula un cultiu en un

individu sa

El microorganisme s’ha de poder aïllar de nou

Infecció: entrada d’un microorganisme al cos d’un hoste

No totes les malalties són infecciones

No totes les infeccions provoquen una malaltia

Procés infecciós

Infecció Incubació

Local Generalitzada

Període agutPeríode de

davallada

Microbiologia

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

a) Mecanismes

d’acció

bacterians

b) Antibiòtics

Mecanismes d’acció bacterians

Exotoxines: proteïnes específiques que alliberen els bacteris

Citotoxines:

Cèl·lules en general

Exemple: diftèria

Neurotoxines:

Neurones i cèl·lules del sistema nerviós

Exemples: tètanus, toxina botulínica

Enterotoxines

Interior dels intestins

Exemples: còlera, Salmonella sp., Escherichia coli,

Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens

Endotoxines: lipopolisacàrids de la capa externa de la paret

cel·lular de bacteris gram negatius. Afecten de forma general

Factors de virulència: molècules que faciliten la infecció,

protegeixen el patogen, afavoreixen la reproducció, etc.

Microbiologia

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

a) Mecanismes

d’acció

bacterians

b) Antibiòtics

Antibiòtics

Compostos tòxics per als bacteris

Toxicitat selectiva: cada antibiòtic és tòxic per a uns bacteris

concrets

Bacteriostàtics: inhibeixen el creixement del bacteri

Bactericides: eliminen el bacteri

Tipus d’antibiòtics

Penicil·lines i cefalosporines: inhibició de la síntesi de paret

cel·lular

Tetraciclines, estreptomicina i cloramfenicol: inhibició de la

síntesi de proteïnes

Rifampicina i quinolones: inhibició dels enzims de

duplicació, transcripció i traducció

Sulfamides: inhibició del metabolisme

Polimixines: alteració de la membrana cel·lular

Microbiologia

1. Estructures

acel·lulars

2.

Microorganismes

cel·lulars

3. Ús dels

microorganismes

4.

Microorganismes

patògens

a) Mecanismes

d’acció

bacterians

b) Antibiòtics

Antibiòtics

Els bacteris generen resistència a antibiòtics evitar

l’automedicació

Els antibiòtics NO són un remei contra altres agents

infecciosos (protozous, fongs o virus)

La lluita contra els virus

Medicaments antivirals: actuen sobre els virions o les

proteïnes víriques

Vacunes: obliguen el cos de l’hoste a generar defenses contra

aquell virus concret

Interferons: molècules que sintetitzen les cèl·lules animals en

resposta a una infecció vírica