Diversidad de Microbios
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What Is Life? A Guide To BiologyFirst Edition
Jay Phelan
© 2012 W. H. Freeman y Company. Material Traducido por GAToledo, SFC, 2014
UNIDAD 2Evolución y diversidad
entre los microbios
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TAMAÑO RELATIVO DE LOS microbios
Aunque casi todos los microbios son invisibles a ojo desnudo, ellos tienen una variedad de tamaños. Aquí se muestra proporcionalmente, el tamaño relativo de varios Microbios, usando objetos de la vida diaria.
roble
Virus influenza100 nm
Euglena gracilis50 μm
(50,000 nm)
Amoeba dubia1 mm
(1,000,000 nm)
Cabeza chinche clip Neumático
Escherichia coli2 μm
(2,000 nm)
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Los microbios PUEDEN VIVIR EN CASI CUALQUIER PARTE
intestino humano Fumarola abisalFuente termal
Escherichia coli Thermus aquaticus Methanopyrus kandleri
Los microbios viven en casi cada clase de ambiente, incluyendo aguaa temperaturas cercanas a 400ºC!
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Células microbianasque viven sobre odentro de ti.
Nº total de células en el cuerpo humano (trillones)
Células humanas
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microbios EN EL ÁRBOL DE LA VIDA
DOMINIO BACTERIA DOMINIO ARCHAEA DOMINIO EUKARYA
E. coli Halobacteria Amoeba
Los microbios se Encuentran en los3 dominios de la vida
Virus bacteriófago
Los virus no son organismos y ellos no encajan en ninguno de los 3 dominios.
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BACTERIA: CLASIFICACIÓN y ESTRUCTURA
bacteria esférica
Bacteria en forma de bastón
Bacteria espiral
Las especies de bacteriasse clasifican según suforma.
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Membrana plasmática
Ribosomas
Pili
Cromosoma(DNA)
Flagelo
BACTERIA: CLASIFICACIÓN y ESTRUCTURA
Pared celular
Citoplasma
Plásmido(DNA)
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MÉTODOS PARA IDENTIFICAR BACTERIAS
Algunas bacterias puedenidentificarse por la formay color de sus colonias.
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MÉTODOS PARA IDENTIFICAR BACTERIAS
La tinción Gram puede ayudara identificar especies de bacterias desconocidas basadoen la propiedades de su Pared celular.
Bacteria Gramnegativa
Bacteria Grampositiva
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/007337525x/student_view0/exercise9/gram_stain.htm l
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división celular en bacterias
Célula padredividiéndose
cromosoma(DNA)
plásmido(DNA)
replicaciónSon creadas copias exactas del cromosoma
celular y del plásmido DNA.
La célula se alarga y comienza a dividirse en dos
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Se forman células hijas.
división celular en bacterias
La Fisión puede ser extremadamente rápida—en menos de 12 horas, una simple E. coli puede dar origen a una población de 20.000.000.000 millones de células (tres veces el número de humanos en la tierra)!
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MÉTODOS DE INTERCAMBIO GENÉTICO EN BACTERIAS EN LA MISMA GENERACIÓN
CONJUGACIÓNNUNA bacteria transfiereUna copia de una parte o de todo suDNA (del cromosoma principal o del plásmido) a otra bacteria, dando origen a una segunda Bacteria con información Genética que no teníala anterior.
Bacteriadadora
Bacteriareceptora
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TRANSDUCCIÓNUn virus contiene pedazosde DNA bacteriano,que inadvertidamentecaptó de su huésped anterior,infectando a una célulabacteriana y pasando nuevosgenes a la bacteria.
MÉTODOS DE INTERCAMBIO GENÉTICO EN BACTERIAS EN LA MISMA GENERACIÓN
Bacteriareceptora
Virus
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TRANSFORMACIÓNUna bacteria revienta y cortos trozos de DNA pueden ser tomados porotra bacteria e insertadosen su propio cromosoma. Potencialmente añadegenes que no los teníaantes.
MÉTODOS DE INTERCAMBIO GENÉTICO EN BACTERIAS EN LA MISMA GENERACIÓN
fragmentos de DNA
bacteriaReceptora
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Muchas bacterias son beneficiosas. Los que viven en el yogur, por ej., pueden establecer su residencia en el tracto digestivo y mejorar tu extracción de nutrientes de los alimentos.
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DIVERSIDAD METABÓLICA ENTRE LAS BACTERIAS
QUIMIOORGANÓTROFOS• Se alimentan de moléculas orgánicas
QUIMIOLITOTROFOS• Se alimentan de moléculas Inorgánicas.
FOTOAUTÓTROFOS• Usan energía solar para producir glucosa mediante fotosíntesis Las bacterias prosperan en muchos lugares porque son
ingeniosas. Son capaces de extraer "alimento" de una amplia gama de fuentes, incluyendo moléculas orgánicas de la cortina de la ducha, las moléculas inorgánicas en las tuberías y, aún, utilizando la energía del sol.
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Muerte por cóleraBomba de agua en Broad street
Al mapear el patrón de muertes por el cólera, el Dr. John Snow fue capaz de identificar la bomba de agua de Broad Street como la fuente de la infección.
http://www.scielo.cl/pdf/rci/v24n4/art14.pdf
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Streptococcus pyogenes es normalmente inofensiva, pero algunas cepas son responsables de la faringitis estreptocócicas, fiebre escarlatina y fascitis necrotizante (bacteria carnívora).
![Page 21: Diversidad de Microbios](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022061200/5478773ab4af9fa6478b4814/html5/thumbnails/21.jpg)
RESISTENCIA A LOS ANTIBIÓTICOS POR BACTERIAS
Paciente A y Paciente B ambos tienen una infección causada por una bacteria patógena.
Bacteria patógenaBacteria Inofensiva
Paciente A Paciente B
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Ambos Pacientes son prescritos con antibióticos para tratar la infecciónlo que reduce el número inicial de bacterias dañinas.
RESISTENCIA A LOS ANTIBIÓTICOS POR LAS BACTERIAS
Paciente A Paciente B
![Page 23: Diversidad de Microbios](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022061200/5478773ab4af9fa6478b4814/html5/thumbnails/23.jpg)
El Paciente A continúa tomando los antibióticos tal como fue prescrito hasta que se le acaban todas las cápsulas.
El Paciente B para de tomar antibióticos antes de finalizarla cantidad prescrita por el médico
RESISTENCIA A LOS ANTIBIÓTICOS POR LAS BACTERIAS
Paciente A Paciente B
La población de bacteria blanco es reducida y el crecimiento de las bacterias remanentes estará bajo control por la competencia con otro tipo de bacteria.
Muchas células bacterianas aún con vida son los más resistentes al antibiótico. Ellas son las fundadoras de una nueva población y la próxima vez que el Paciente B tome el medicamento, será ineficaz.
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La Agricultura de USA utiliza cerca de 25millones de libras de antibióticos cada Año -¡cerca de ocho veces más de lo que se utiliza para toda la medicina humana!
![Page 25: Diversidad de Microbios](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022061200/5478773ab4af9fa6478b4814/html5/thumbnails/25.jpg)
Las arqueas se parecen mucho a las bacterias; pero una inspección más cercana de su fisiología, bioquímica y DNA revelaque son muy diferentes a todas las bacterias.
http://www.biologia.arizona.edu/cell/tutor/pev/page2.html
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Las Archaea en tu intestino descompone un enlace encontrado en porotos (que los humanos no pueden romper)…pero el proceso genera gas, quepuede causar molestias, ya que trata de escapar.
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En estos eucariotas fosilizadosde hace 440 a 510 millones deaños, son visibles los organelos.
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DIVERSIDAD DE PROTISTAS
PROTISTAS SIMILARES A ANIMALES
Trichomonas vaginalis
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DIVERSIDAD DE PROTISTAS
PROTISTAS SIMILARES A HONGOS
MOHO DE FANGO
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![Page 31: Diversidad de Microbios](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022061200/5478773ab4af9fa6478b4814/html5/thumbnails/31.jpg)
ESTRUCTURA BÁSICA DE UN VIRUS
Cápside (contenedorproteico)
Membrana plasmática
Material Genético(DNA o RNA)
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ESTRUCTURA BÁSICA DE UN VIRUS
Virus envuelto Virus no envuelto
Los virus se envuelven en un poco de la membrana plasmática de la célula huésped a medida que son liberados.
![Page 33: Diversidad de Microbios](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022061200/5478773ab4af9fa6478b4814/html5/thumbnails/33.jpg)
REPLICACIÓN VIRAL
Virus
Célula huésped
Después de que el virus se une a la membrana de la célula huésped, el ADN viral es incorporado a la célula.
El ADN viral se replica en decenasde nuevos copias, utilizando lamaquinaria y energía metabólica del huésped .
El ARNm viral se transcribe a partirel ADN viral.
Se sintetizan nuevas proteínas virales ,usando de nuevo las moléculas de producción de proteínas del huésped.
Las nuevas proteínas y el ADN viralse ensamblan, formando muchas nuevaspartículas virales
2
3
1
4
5
Núcleo de laCélula huésped
DNA Viral DNA viral ReplicadoProteína Viral
mRNA Viral
Debido a que para su replicación los virus son dependientes de la maquinaria y energía metabólica del huésped, los virus no se consideran "seres vivos".
![Page 34: Diversidad de Microbios](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022061200/5478773ab4af9fa6478b4814/html5/thumbnails/34.jpg)
LA ESTRUCTURA DEL VIRUS INFLUENZA
SUPERFICIE GLICOPROTEICA• Se unen a receptoresen la superficie de lacélula huésped y permiteel virus entrar• Permite que el virusliberarse de lacélula huésped
La superficie deGlicoproteínas son las“llaves” que le permitena un virus entrar a la célula huésped.
![Page 35: Diversidad de Microbios](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022061200/5478773ab4af9fa6478b4814/html5/thumbnails/35.jpg)
Replicación del HIV
HIV es un virus que transporta sus instrucciones genéticas enLa forma de ARN en vez de ADN.
RNA (dos hebras idénticas)
Transcriptasa reversa
Superficie de glicoproteínas
![Page 36: Diversidad de Microbios](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022061200/5478773ab4af9fa6478b4814/html5/thumbnails/36.jpg)
Replicación del HIV
Una vez dentro de la célula infectada una enzima transportada al interior del HIV es usada para convertir el RNA a DNA (El proceso de sintetizar DNA a partir del RNA es como la transcripción en reversa, es por eso que la enzima es llamada transcriptasa inversa o reversa.)
El nuevo DNA producido, basado en en el código transportado por las partículas del HIV, es insertado en el DNA del huésped.
La célula huésped luego transcribe los genes del HIV, muy similar a como se transcriben otros genes. Estos genes codifican para la producción de nuevas partículas de virus.
Las nuevas partículas virales son ensambladas y liberadas desde la célula huésped.
1
2
3
4
ARN Viral
Transcriptasa reversa
DNA viral
Núcleo del huésped
RNA viralnuevo
Nuevas Proteínasvirales
DNA huésped
Célula Huésped
![Page 37: Diversidad de Microbios](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022061200/5478773ab4af9fa6478b4814/html5/thumbnails/37.jpg)