Tema 9. Virus, bacterias, protistas y hongos.

 

1. Seres acelulares: los virus
2. Bacterias
      2.1. Estructura de las bacterias
      2.2. Modos de vida de las bacterias.
      2.3. La clasificación de las Bacterias
3. Los protistas: la célula eucariótica
      3. l. Las algas: protistas autótrofos
      3.2. Los protozoos: protistas heterótrofos
4. Los hongos: un reino peculiar
      4.1. Importancia de los hongos
      4.2. Los líquenes: el poder de la simbiosis
5.Enlaces

1. Formas acelulares

Las formas acelulares son moléculas que se encuentran en la frontera de la vida. No presentan organización celular y dependen obligatoriamente de otras células para poder multiplicarse. Son los viroides, los priones y los virus.

Viroides y priones

Estos seres acelulares se encuentran en el límite de lo vivo, pues son moléculas con capacidad de producir copias de sí mismas a través de diferentes métodos.

Virus

Los virus (del latín virus, «veneno») son seres acelulares. Son agregados de grandes moléculas capaces de dar copias de sí mismos.

Los virus son parásitos intracelulares obligados: necesitan penetrar en las células y utilizar toda la maquinaria biológica de estas para formar nuevos virus. Existen virus específicos capaces de infectar a cada grupo de seres celulares. Hay virus llamados bacteriófagos o fagos (del latín, fago, «comer») que infectan bacterias, virus vegetales, virus animales e incluso virus de hongos, algas y protozoos.

Estructuralmente, los virus están constituidos por una nucleocápsida formada por la cápsida y el ácido nucleico que se localiza en su interior.

  • La cápsida, que sirve como cubierta protectora, está formada por moléculas de proteína dispuestas geométricamente en subunidades. Hay cápsidas icosaédricas y helicoidales.
  • El ácido nucleico puede ser ADN o ARN, en ningún caso aparecen ambos.

Los virus más complejos, como algunos bacteriófagos, poseen una nucleocápsida con varias partes: cabeza, cuello, cola, placa basal y fimbrias o pelos de unión. Otros, como el virus de la gripe, tienen una envoltura membranosa externa.


Figura 1. Tres tipos de virus: un virus bacteriano, bacteriófago (centro izda); un virus animal (arriba a la derecha); un retrovirus (abajo a la derecha).

Para saber más visita este enlace

Ciclo de la vida de un virus.

1. Adsorción. Unión del virus a la superficie celular 2. Penetración. El virus pasa al interior de la célula. Puede entrar toda la nucleocápsida o, más frecuentemente, solo el ácido nucleico 3. Replicación. El virus toma el mando en la célula y comienza a sintetizar sus propias proteínas y a dar copias de su genoma
4. Ensamblaje. Espontáneamente, se asocian los componentes víricos y se forman las nucleocápsidas. 5. Liberación. Se produce la salida de los nuevos virus mediante lisis (rotura) de la célula o por gemación (una especie de «burbujeo» en la membrana celular).
Figuras 2 a 6. Ciclo vital de un virus

Enfermedades: En los seres humanos podemos citar el sida, la gripe, la hepatitis B, el sarampión, las paperas, la rubéola, la rabia, el herpes, etc. Frente a ellos se emplean los fármacos antivirales.
En animales, destacaremos la gripe aviar y en vegetales, el mosaico del tabaco.

ACTIVIDADES.

  1. ¿Cuántas caras tiene un icosaedro? Si un virus icosaédrico tiene tres subunidades en cada una de sus caras, ¿cuántas subunidades tiene en total?
  2. ¿Por qué crees que se dice que los virus son parásitos intracelulares obligados?
  3. Busca en el diccionario las palabras absorción y adsor­ción. ¿En qué se diferencian? ¿Por qué se afirma que los virus se adsorben a la célula?
  4. ¿Crees que un virus puede vivir fuera de una célula?

2. Bacterias

Bajo la denominación de bacterias se engloba a un heterogéneo grupo de seres vivos celulares, evolutivamente muy antiguos y bien adaptados a todos los tipos de ambientes posibles, desde las fuentes termales hasta los hielos antarticos.

Definición: Las bacterias son procariotas, es decir, su material genético (ADN) no está rodeado y separado por una membrana del resto del citoplasma. A diferencia de los organismos eucariotas, no poseen verdadero núcleo.

2.1. Estructura de las bacterias

En la estructura de las bacterias se diferencian las siguientes partes:

Algunos de estos orgánulos son los ribosomas (sirven para fabricar proteínas), los clorosomas (agregados de pigmentos fotosintéticos), el nucleoide (contiene el material hereditario) y las inclusiones (depósitos de sustancias de reserva).


Figura 7. Estructura de una célula procariota. Bacteria. Imagen para examen en blanco y negro.

El tamaño de las bacterias es bastante pequeño; como promedio, unos 2 µm (de 1 mm dividido en 1000 trocitos iguales, ocupan dos de esos trocitos), ya visibles al microscopio óptico.

En cuanto a su forma, pueden ser alargadas (bacilos), redondeadas (cocos), en forma de coma (vibrios), espirales (espirilos y espiroquetas) o irregulares. Incluso las hay conformas poliédricas. Se pue­den encontrar aisladas o asociadas en parejas (diplo-), en cadenas (estrepto-), en racimos (estafilo-) o en cubos (sarcinas). Por ejemplo, un estafilococo es una bacteria redondeada que se asocia formando racimos de células.

Figura 8. Tipos de bacterias.

ACTIVIDADES

  1. Teniendo en cuenta su naturaleza, ¿cuál puede ser la fun­ción de la pared celular?
  2. Observa la ilustración de las formas bacterianas y dibuja un estreptobacilo y un espirilo flagelado.

2.2. Modos de vida de las bacterias.

Se encuentran prácticamente en todos los ambientes (terrestres, acuáticos y aéreos) por muy desfavorables que parezcan. La división celular puede suceder cada veinte minutos; así, la población se duplica en tiempos muy cortos. Una bacteria produce 2,23 *1043 bacterias en 48 horas; es decir, dosmiltreinta septillones de bacterias....¡¡¡¡!!!
Definición: Las bacterias presentan una gran diversidad en su metabolismo* y en su relación con el oxígeno. Pueden ser aerobias* o anaerobias*.
 Las bacterias pueden ser tanto autótrofas (realizan la fotosíntesis o procesos químicos equivalentes) como heterótrofas.
Pueden llevar vida libre, estar en simbiosis* con otros organismos, ser saprofitas, consumir los desechos de otros organismos o ser parásitas, si crecen a expensas de otros seres y causan enfermedades.

Glosario:
* Metabolismo: reacciones químicas que suceden en la célula.
* Aerobio: organismo que utiliza el oxígeno.
* Anaerobio: organismo que no utiliza el oxígeno.
* Simbiosis: relación que se establece entre dos seres vivos.

2.3. La clasificación de las Bacterias

  1. Arqueobacterias. Son bactrias evolutivamente muy antiguas. Viven en ambientes extremos: fuentes termales, volcanes, aguas antárticas, aguas muy ácidas o muy alcalinas, lugares con alta concen­tración de sales, etc. También se alojan en el estómago de los rumiantes.
  2. Eubacterias. Son las bacterias más abundantes. Dentro de este grupo están las bacterias convencionales y los micoplasmas, que carecen de pared celular. Un grupo especial es el de las cianobacterias, capaces de producir oxígeno mediante la fotosíntesis y responsables de la presencia de este gas y de la capa de ozono en la atmósfera actual de la Tierra.
Muchas de Eubacterias causan enfermedades, como por ejemplo la lepra, la tuberculosis, la salmonelosis, las neumonías o la meningitis. Para combatirlas se utilizan los antibióticos. Muchas otras resultan de utilidad; como las que participan en la fabricación del yogur, del vinagre o del queso. (No el que lo pone de color verde, esos son hongos).
 

Figura 11. Mycobacterium tuberculosis

Figura 12. Lactobacillus Delbrueckii Bulgaricus, bacterias del yogurt.
Experimento con colonias de bacterias pincha en el enlace

Figura 13.

ACTIVIDADES

  1. ¿Qué diferencia hay entre bacterias simbióticas, saprofi­tas y parásitas?
  2. ¿La vida en la Tierra sería como la conocemos sin las nobacterias?

3. Los protistas: la célula eucariótica

Este grupo heterogéneo incluye una serie de organismos eucarióticos unicelulares o pluricelulares, pero sin verdaderos tejidos. Pueden ser autótrofos, algas, o heterótrofos, protozoos, y poseen reproducción asexual y/o sexual.

Las células eucarióticas se caracterizan por la presencia de un verdadero núcleo: el material genético se organiza para formar los cromosomas y queda separado por una doble membrana nuclear, la interna y la externa, del resto del citoplasma.

Además de orgánulos como los ribosomas, en el citoplasma aparece un sistema de membranas internas:

  1. Ribosomas.Son un complejo molecular encargado de sintetizar proteínas.
  2. Retículo endoplasmático rugoso: tiene ribosomas unidos y participa en la síntesis y transporte de las proteínas.
  3. Retículo endoplasmático liso: participa en la síntesis de lípidos (grasas) y en la eliminación de sustancias tóxicas.
  4. Aparato de Golgi: implicado en la secreción de proteínas.
  5. Vesículas de secreción: transportan las proteínas hasta la membrana para ser vertidas al exterior.
  6. Vacuolas: grandes vesículas que permiten acumular sustancias de reserva o de desecho. Son especialmente importantes en células vegetales.
  7. Mitocondrias, encargadas de producir energía mediante la respiración. Están presentes en todos los tipos de células eucariotas, ya sean autótrofas o heterótrofos.
  8. Los cloroplastos. Solo aparecen en células vegetales se encuentran, que contienen la clorofila, pigmento para realizar la fotosíntesis.
  9. Pared celular. Es una estructura exterior a la membrana plasmática que tienen las células vegetales. Se trata de un estuche protector que da forma y rigidez a la célula, está compuesto por celulosa.
  10. Flagelos -escasos y largos- y cilios -numerosos y cortos-. Son prolongaciones de la membrana.
  11. Pseudópodos. Son prolongaciones del citoplasma que, a modo de pies, permiten el movimiento ameboideo.

Enlace a la imagen de la célula que caerá en el examen. Color. Blanco y negro


Figura 14. Estructura de una célula Eucariota.

3. l. Las algas: protistas autótrofos

Las algas son organismos eucarióticos que realizan la fotosíntesis.

Tienen células semejantes a las vegetales, pero se diferencian de las plantas porque carecen de verdaderos tejidos, son talofitas* (talo: cuerpo vegetativo sin verdaderos tejidos).

Todas ellas viven en el medio acuático, dulce o marino, flotando (planctónicas) o fijadas al sustrato, (Suelo) (bentónicas). Pueden ser unicelulares o pluricelulares y presentan diversas morfologías y tamaños.

Para realizar la fotosíntesis, las algas poseen clorofila, de color verde, y otros pigmentos de color diverso, desde el rojo hasta el marrón.

Grupos de algas
Rodófilos o algas rojas Cromófilos o algas pardo-doradas Clorófilos o algas verdes
Contienen pigmentos pardo-rojizos. Tienen cloroplastos sencillos. Aparecen formas unicelulares y pluricelulares.
Algunas de estas algas se utilizan directamente como alimento, tienen muchas vitaminas y proteínas. Otras son importantes en la industria farmacéutica y cosmética, al extraerse de ellas el agar, un espesante empleado en alimentación y preparación de medios microbiológicos.

Sus pigmentos son pardo-verdosos.
Las mas representativas son las algas pardas. Son pluricelulares con talos filamentosos ramificados o foliosos, y estructuras parecidas a hojas, tallo y raíces.
Llegan a medir hasta 70 m. Las sustanias que producen se utilizan como espesantes y emulsionantes en farmacia e industria química. En este grupo se encuentran las diatomeas, algas unicelulares con un caparazón de sílice.

Contienen pigmentos clorofílicos.
Poseen verdadero almidón* (sustancia de reserva de los vegetales.) dentro de los cloroplastos y tienen células flageladas.
Pueden ser unicelulares o pluricelulares.
Otras presentan ya estructuras muy parecidas a las de las plantas superiores.

Figura 15. Alga roja. Gelidium latifolium.

Figura 16. Alga Pardo-dorada. Fucus gardneri

Figura 17. Alga verde. Philum chorophita

ACTIVIDADES

  1. ¿Qué orgánulos permiten a la célula eucariota obtener energía?
  2. ¿Qué error contiene la siguiente frase?
    «Las células animales tienen mitocondrias pero no tienen cloroplastos, mientras que las células vegetales tienen cloroplas­tos pero no tienen mitocondrias.»
  3. ¿Qué quiere decir que las algas son talofitas?
  4. Indica las principales diferencias existentes entre algas ro­jas, pardas y verdes.

3.2. Los protozoos: protistas heterótrofos

Los protozoos son organismos eucarióticos heterótrofos unicelulares. Carecen de pared celular y se mueven por cilios, flagelos o pseudópodos.

Pueden ser de vida libre y habitar en el suelo, en agua dulce o marina.Algunos son parásitos.

Pueden reproducirse asexualmente mediante:

  • Fisión binaria o bipartición. (Mitosis). Una célula se divide simétricamente en dos células de igual tamaño.
  • Gemación. Se forma una célula hija de menor tamaño por división asimétrica de su madre.
  • Esporulación. La célula se divide en numerosas células hijas.

La forma más normal de alimentación es la fagocitosis. La partícula que va a ser ingerida es rodeada por la membrana celular (pseudopodos) e introducida en el citoplasma en una vesícula.

Pueden ser de vida libre, saprofitos o parásitos, estos llegan a producir graves enfermedades a los seres humano).
Los ciclos de vida pueden llegar a ser muy complejos, implicando a diferentes seres vivos como insectos, moluscos, otros vertebrados, etc., que se convierten en transmisores de enfermedades. Es el caso de la la enfermedad del sueño, que transmite la mosca tsé-tsé, portadora del protozoo Trypanosoma.

Clasificación de los protozoos

Flagelados.
Son móviles mediante flagelos. Muchos de ellos son de vida libre, pero en este grupo se incluyen parásitos del hombre y de otros animales. El más importante es el tripanosoma (Trypanosoma, especialmente el africano Trypanosoma gambiensis), causante de la enfermedad del sueño. Este parásito se transmite por picadura de la mosca tse-tse. El protozoo se multiplica en el intestino del insecto y pasa luego desde las glándulas salivares de la mosca a la sangre de la persona. Ya en el ser humano, ataca el sistema nervioso y causa inflamación del cerebro y de la médula espinal
Ciliados.
Son protozoos que en alguna fase de su ciclo presentan cilios.
Son parásitos o de vida libre. También hay simbiontes, como los que habitan en el rumen (parte del estómago) de los rumiantes o en el tubo digestivo de las termitas.
Uno de los ciliados mejor conocido es el paramecio (Paramecium). Tiene forma de suela de zapato.

Figura 18. Trypanosoma brucei.

Figura 19. Paramecium

Rizópodos.
Se mueven por pseudópodos (movimiento ameboide). En este grupo se incluyen las amebas, desnudas, y los foraminíferos, con concha.

  • Las amebas suelen ser de vida libre, pero también las hay saprofitas o patógenas (organismo capaz de causar una enfermedad), causantes de diarreas.
  • Los foraminíferos son organismos marinos y presentan conchas de carbonato cálcico. Cuando las conchas sedimentan forman rocas calizas.
Esporozoos.
Son protozoos parásitos obligados e inmóviles. Su nombre se debe al modo de reproducción, aunque no forman esporas propiamente dichas.
El agente causante de la malaria o paludismo es el plasmodio (Plasmodium falciparum) parasita a los glóbulos rojos y es transmitido por picadura del mosquito Anopheles.

Figura 20. Foraminífero. Ammonia tepida

Figura 21. Plasmodium falciparum.
Red blood cells, some of which are infected with Plasmodium falciparum malaria parasites (arrows). Plasmodium falciparum was responsible for most (92.7%) of the malaria deaths in U.S. travelers during the period 1963-2001.

ACTIVIDADES

  1. ¿Cuál es la principal diferencia entre los protozoos ciliados y los protozoos flagelados?
  2. ¿En qué se distinguen los esporozoos del resto de los protozoos?

4. Los hongos: un reino peculiar

Los hongos) son organismos eucarióticos, heterótrofos, unicelulares o pluricelulares con estructura de talo, Poseen pared celular, parecida a la de los vegetales, pero no tienen celulosa.

Los hongos se reproducen asexualmente por esporas, aunque muchos también pueden reproducirse sexualmente.

4.1. Importancia de los hongos

Los hongos suelen ser saprofitos, aunque muchos de ellos son parásitos y causan enfermedades en plantas, como por ejemplo el mildiu de la vid, en animales y en humanos, a las que llamamos micosis (Infección causada por hongos), como por ejemplo la tiña, el pie de atleta o las candidiasis.

También hay hongos que viven en simbiosis con otros seres vivos. Es el caso de las micorrizas, asociadas a las raíces de las plantas e imprescindibles para que el bosque se encuentre en un estado saludable.

Su presencia resulta clave, por su papel en el reciclado de la materia orgánica (en la descomposición de los troncos muertos).
Algunos hongos sirven como alimentos (setas comestibles); otros producen antibióticos o se aprovechan para fabricar pan, cerveza o vinos.


Figura 22. Levadura Candida albicans

(De Wikipedia: Las candidiasis constituyen un grupo de infecciones causada por un hongo oportunista que puede tener expresión cutánea, gastrointestinal, sistema respiratorio y genitales del género Candida, de los cuales Candida albicans es la más frecuente. Se puede transmitir por ropas, objetos y también por contacto sexual. Estos hongos están siempre presentes en la piel y en la mucosa del tracto digestivo, genitourinario y respiratorio de la mayoría de las personas, pero se encuentran controlados por otros microorganismos no patógenos. Cuando se produce un desequilibrio, el aumento desmedido de la población de hongos produce esta u otras micosis.)

Clasificación de los hongos.

  • Levaduras.
  • Son hongos unicelulares capaces de multiplicarse por gemación. Suelen tener forma esférica u ovalada.
    Las levaduras llevan a cabo fermentación, proceso metabólico que sucede en condiciones anaeróbicas, de azúcares. Por eso son frecuentes sobre flores, frutos o alimentos. En la fermentación se producen diferentes alcoholes (como el etanol) y dióxido de carbono.
    Una levadura bien conocida es Saccharomyces cerevisiae, utilizada en la fabricación de pan y de bebidas alcohólicas (vino o cerveza). Otra, patógena, es Candida albicans. En personas con bajas defensas, produce micosis en piel, boca o vagina. Las infecciones pueden afectar a todo el organismo en enfermos con sida.

  • Mohos.
  • Son hongos filamentosos y, por tanto, pluricelulares. Los filamentos se denominan hifas. El conjunto de hifas forma el micelio.
    Los mohos son muy frecuentes en la naturaleza. Crecen sobre materia orgánica en descomposición, como troncos, frutas, hojas, etc., o sobre alimentos, por ejemplo, el pan o el queso.
    Algunos mohos interesantes son el Penicillium, productor de la penicilina, o Aspergillus, patógeno causante, entre otras, de enfermedades pulmonares.


    Figura 23. Saccharomyces cerevisiae.

    Figura 24. Penicilium roqueforti

    Figura 25. Penicillium mandarijntjes

    Setas. El micelio de ciertos hongos filamentosos da lugar a estructuras reproductoras llamadas setas.
    Durante la mayor parte del tiempo, el hongo vive como un micelio subterráneo, pero en condiciones favorables, con humedad y un ambiente templado, se forman las setas. Aunque hay otros tipos de setas, las más conocidas son las que tienen aspecto de som­brerillo. En las laminillas inferiores se originan las esporas.
    En la naturaleza, algunas setas son comestibles de gran calidad (Amanita cesarea), pero otras son muy tóxicas (Amanita phalloides). Por ello, solo las personas expertas debencoger setas para su consumo.


    Figura 26. Amanita cesarea

    Figura 27. Amanita Phalloides

    Figura 28. Boletus Regius.

    Figura 29. Morchea Elata.

    4.2. Los líquenes: el poder de la simbiosis

    Cuando un hongo y un alga se asocian en simbiosis, se forma un nuevo organismo capaz de independizarse parcialmente del agua: los líquenes.
    Las hifas del hongo forman una matriz que alberga a las células del alga. El hongo aporta humedad y sales minerales, y el alga realiza la fotosíntesis.
    Los líquenes tienen estructura de talo, con morfología muy diversa: gelatinosos, foliáceos (en forma de hojas), crustáceos (como una costra pegada al sustrato), fruticulosos (como pequeños arbustos) o combinaciones de estos tipos.
    Estos organismos pueden vivir sobre muchos sustratos: suelo, rocas, árboles, etc. Son los primeros formadores de suelo y unos buenos bioindicadores, solo crecen en lugares con escasa contaminación atmosférica.
    Figura 25. Diferentes especies de líquenes en "La Pelegrina" Guadalajara.

    Para más información sobre los líquenes pincha aquí.

    ACTIVIDADES

    1. ¿Qué diferencias existen entre los hongos y las plantas?
    2. ¿Cómo se benefician el hongo y el alga en un liquen?
    3. ¿Qué son las setas? ¿Para qué se aprovechan?
    4. ¿Cuáles son las características fundamentales de las le­vaduras?

    5. Enlaces.

    http://www.cac.es
    Página del Museo de La Ciencia Príncipe Felipe, de Valencia; incluye el Oceanogratic.

    http://www.casaciencias.org/mc2/
    Página de los Museos de la Ciencia de La Coruña; Casa de las Ciencias, Casa del Hombre y Casa de Los Peces.

    http://www.semicro.es
    Página de la Sociedad Española de Microbiología.

    http://imb.usal.es/
    Página del Instituto de Microbiología-Bioquímica del CSIC, Universidad de Salamanca.

    http://commtechlab.msu.edu/sites/dlc-me/zoo/
    http://www.microbeworld.org/microbes/
    Aunque en inglés, estas dos páginas webs son interesantísimas presentaciones de temas de microbiología adaptadas para jóvenes y niños e incluyen abundantes imágenes y actividades.