Microbiología y taxonomía microbiana

Ciencias de la Salud Biológicas y Ambientales | Ingeniería en Biotecnología

Microbiología y taxonomía microbiana

Taxonomía microbiana U1

Programa de la asignatura:

Universidad Abierta y a Distancia de México 1

U1 Microbiología y taxonomía microbiana

Taxonomía microbiana

Índice

Presentación .............................................................................................................................. 2

Propósitos ................................................................................................................................. 3

Competencia específica ........................................................................................................... 3

Ruta de aprendizaje .................................................................................................................. 4

1.1. Microbiología ...................................................................................................................... 5

1.1.1. Campo de estudio de la microbiología ............................................................................ 6

1.1.2. Taxonomía ...................................................................................................................... 7

1.1.3. Concepto de especie ..................................................................................................... 17

1.2. Nomenclatura de microorganismos ................................................................................. 18

1.2.1. Caracterización fenética ................................................................................................ 19

1.2.2. Pruebas bioquímicas y tinciones ................................................................................... 20

1.2.3. Caracterización genotípica ............................................................................................ 26

1.2.4. Filogenia microbiana ..................................................................................................... 28

1.2.5. Árboles filogenéticos ..................................................................................................... 29

1.3. Virus ................................................................................................................................. 31

1.3.1. Características y estructura de los virus ....................................................................... 34

1.3.2. Replicación viral ............................................................................................................ 36

1.3.3. Cultivo de virus .............................................................................................................. 39

Actividades .............................................................................................................................. 42

Autorreflexiones....................................................................................................................... 42

Cierre de la unidad .................................................................................................................. 42

Para saber más ....................................................................................................................... 44

Fuentes de consulta ................................................................................................................ 45




Presentación

La microbiología es una ciencia de estudio básica para el biotecnólogo,

ya que los microorganismos son de gran importancia tanto benéfica como

perjudicial en todas las áreas de desarrollo humano. Es por ello que en

esta unidad nos adentraremos en el mundo de los microorganismos y

revisaremos algunas definiciones que son importantes para comprender

en esta área del conocimiento.

En esta unidad estudiaremos a la microbiología desde el punto de vista

taxonómico, por lo que aprenderemos cuáles son las herramientas que se emplean para

poder identificar y nombrar a los microorganismos. La taxonomía es una herramienta muy

importante en todas las ciencias biológicas, pero nosotros nos centraremos en la taxonomía

microbiana, aprenderemos cuales son las herramientas que utiliza y en base a qué se han

realizado las diferentes clasificaciones a lo largo de la historia.

También nos adentraremos en el mundo de la microbiología estudiando a los virus, los

cuales son considerados microorganismos aunque todavía no se ha llegado a un consenso

acerca de si son seres vivos o no, es por ello que no entran dentro de ninguna clasificación

taxonómica. Vamos a estudiar las características de los virus, cómo es su replicación y las

distintas técnicas que se pueden emplear para cultivarlos y estudiarlos ya que éstos tienen

gran importancia no solamente porque causan graves enfermedades en los humanos sino

porque también causan grandes daños en la agricultura y ganadería, además de que

actualmente son uno de los principales vectores empleados para la modificación genética

de organismos.




Propósitos

Esta unidad tiene el propósito de:

Definir a la microbiología y su campo de estudio.

Aplicar las bases de la taxonomía en la nomenclatura de microorganismos.

Identificar la utilidad de los árboles filogenéticos.

Describir las características y mecanismo de acción de los virus.

Competencia específica

Identificar el área de estudio y clasificación de la microbiología con el fin de diferenciar el objeto de estudio de la taxonomía microbiana y la virología mediante la aplicación de sus características diferenciales y el estudio de los árboles filogenéticos.




1.1. Microbiología

Antes de sumergirnos en el contenido de la asignatura, revisa la infografía que se muestra

en la página anterior y que te permitirá tener un panorama completo de los contenidos que

revisaremos en esta unidad, en caso de que tengas alguna pregunta o inquietud, consúltalo

con tu docente en línea.

La importancia de la Microbiología deriva de la necesidad biológica de estudiar los

organismos que no son visibles a simple vista, y que sólo con ayuda de un microscopio se

pueden observar, pero que su presencia en diferentes ambientes naturales o en la industria

es indispensable, ya sea participando dentro de los ciclos de incorporación de nitrógeno,

azufre y carbono, como aportando sus propiedades metabólicas dentro de algún proceso.

Una de sus características importantes es que poseen la propiedad de adaptar su medio

encontrando rápidamente las condiciones óptimas para crecer y colonizar lugares y

ambientes tan variados e inimaginables que puedan existir, como la superficie de una

prótesis ya implantada en el cuerpo de un paciente, un geiser a altas temperaturas, aguas

con alto contenido en sales, las cavidades corporales de animales una herida, un reactor,

entre muchos otros.

Los primeros en visualizar la abundancia y diversidad de microorganismos a pesar de lo

rudimentario de sus instrumentos fueron Robert Hooke y Antonie van Leeuwenhoek,

observaron diferentes formas de vida microscópicas como levaduras, algunas bacterias

entre otros microorganismos presentes en el agua de lluvia encharcada, fluidos corporales,

superficies como suelos y rocas, entre otras.

Etimológicamente proviene de los vocablos griegos micro que significa pequeño, bios que significa vida y logos que quiere decir estudio o tratado; por lo que es la ciencia que estudia la diversidad y evolución de los seres vivos microscópicos.

Microbiología




El estudio de la microbiología abarca una enorme heterogeneidad de tipos estructurales,

funcionales y taxonómicos: desde partículas no celulares como los virus y hasta organismos

celulares tan diferentes como las bacterias, los protozoos y parte de las algas y de los

hongos.

1.1.1. Campo de estudio de la microbiología

Las características estructurales de los microorganismos, su fisiología, bioquímica,

genética, taxonomía, ecología, entre otros aspectos, son del estudio de la microbiología.

También se ocupa del estudio de las diferentes actividades microbianas y su relación con

el ser humano, ya que pueden acarrear consecuencias tanto benéficas, como

perjudiciales; por esta razón se estudian los nichos ecológicos de los correspondientes

agentes, sus modos de transmisión, los diversos aspectos de la microbiota patógena en

sus interacciones con el hospedador, los mecanismos de defensa de éste, así como los

métodos desarrollados para combatirlos y controlarlos, no olvidándose de aquellas que

reportan beneficios por medio de los procesos microbianos para la obtención de materias

primas o elaboradas, y de su modificación y mejora racional con vistas a su imbricación

en los flujos productivos de las sociedades.

Figura 1. Pinturas de los pioneros de la microbiología. A la izquierda Robert Hooke (1635-1703) y a la derecha Antonie van Leeuwenhoek(1632-1723). Tomado de http://www.vwmin.org/hooke-about-robert-hooke-hooke-laboratories.html y http://www.history-of-the-microscope.org/anton-van-leeuwenhoek-microscope-history.php

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/48/17_Robert_Hooke_En




Finalmente, la Microbiología se ocupa de todas las técnicas y metodologías destinadas al

estudio experimental, manejo y control de los microorganismos.

En el siglo XX, se han desarrollado muchas subdisciplinas a partir de la microbiología como

ciencia básica, de las cuales se mencionan algunas a continuación:

Taxonomía o sistemática microbiana que permite la agrupación y clasificación de

los microorganismos.

Fisiología microbiana que estudia los nutrientes que requieren los

microorganismos y los productos que originan.

Bioquímica microbiana que estudia los avances en el conocimiento de la

estructura física y química de las células y las enzimas microbianas, junto a las

reacciones que llevan a cabo.

Genética microbiana que se ocupa del estudio de la herencia y la variación en el

genoma de las bacterias

1.1.2. Taxonomía

Para poder comprender la gran diversidad de organismos existentes es preciso agruparlos

y organizarlos en una estructura jerárquica. De ello se encarga la taxonomía, la cual se

compone de tres partes independientes pero interrelacionadas:

Son seres de tamaño microscópico dotados de individualidad, con una organización biológica sencilla, y que necesitan para su estudio una metodología propia y adecuada a sus pequeñas dimensiones.

Microorganismos

Etimológicamente proviene del griego taxis, "ordenamiento", y nomos, "norma" o "regla", se define como la ciencia encargada de la clasificación y denominación de especies.

Taxonomía




Para llevar a cabo la clasificación de las bacterias los taxónomos bacterianos se vieron

forzados a buscar además de las características estructurales, diferentes tipos de

propiedades como las bioquímicas, fisiológicas, ecológicas. Dicha clasificación se basa en

atributos funcionales, la mayor parte de las bacterias sólo pueden identificarse por lo que

hacen y no simplemente por su apariencia. Esto representa un problema adicional para el

taxónomo bacteriano, el estudio de estas propiedades funcionales conlleva a la realización

de experimentos.

Sin embargo, está tomando auge una nueva alternativa biotecnológica que podría resolver

pronto el problema, son las técnicas moleculares para la caracterización genotípica

bacteriana, que proporcionan una posible base objetiva para la definición de especie

bacteriana (Tórtora, 2008).

En el siglo XVII Carlos Linneo desarrollo un sistema de clasificación para nombrar a los

microorganismos como una forma de facilitar la comunicación eficaz entre los

microbiólogos, a Linneo se le conoce como el Padre de la Taxonomía (Solomon et al.,

2008).

Clasificación Es el agrupamiento ordenado de unidades en grupos dentro de unidades

mayores.

Nomenclatura Es la denominación de las unidades definidas por la clasificación.

Identificación Hace uso de los criterios establecidos por la clasificación y nomenclatura

mencionados, los microorganismos se identifican comparando las

características de las unidades desconocidas y las conocidas.

Partes que integran la taxonomía




Figura 2. Dibujo de FCarl Von Linneo. (1707-1778). Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Carl_von_Linn%C3%A9.jpg




Durante mucho tiempo, los taxónomos microbianos contaron exclusivamente con un

sistema fenético de clasificación, pero actualmente la determinación del género y la especie

de un procariota se basa en una taxonomía polifásica, donde se incluyen características,

fenotípicas, filogenéticas y genotípicas, tomando en cuenta en primer lugar los

componentes individuales para posteriormente determinar cómo se evalúan

cuantitativamente mediante la taxonomía numérica. Cada uno de estos criterios o técnicas

permite la diferenciación de los microorganismos en especies distintas, como se muestra

en la figura 3.

La identificación de un microorganismo es importante en diferentes áreas, como en la

medicina, donde se debe conocer cuál es la especie microbiana que está causando cierta

patología para poder dar un tratamiento efectivo; en el área de alimentos e industria

Fenética Las agrupaciones se realizan en función de la semejanza en sus

características fenotípicas. Se toman en cuenta propiedades bioquímicas,

fisiológicas, ecológicas y estructurales de los microorganismos.

Genotípica Compara las semejanzas genéticas entre los organismos, ya sea de genes

individuales o de genomas completos y existen múltiples técnicas por las

que pueden ser evaluados.

Filogenética

Los agrupamientos se basan en las relaciones evolutivas que actualmente

pueden determinarse por la similitud entre la secuencia del DNA, RNA y

proteínas.

Numérica El agrupamiento se realiza empleando métodos numéricos de unidades

taxonómicas basadas en la semejanza general determinada por

comparación de numerosas características, recibiendo cada una de las

cuales el mismo valor. Después de realizado el análisis de caracteres se

calcula un coeficiente de variación entre cada par de cepas del grupo, que

determina la concordancia de los caracteres que presentan ambas

bacterias.

Tipos de clasificaciones




farmacéutica debemos identificar cuáles son los posibles contaminantes presentes en los

productos para poder realizar acciones correctivas y preventivas.

La clasificación de los microorganismos implica su disposición en niveles taxonómicos

jerárquicos. Los microorganismos situados en cada rango o nivel comparten una serie

común de rasgos específicos. Los rasgos se agrupan en una estructura jerárquica sin

superposiciones, de tal forma que cada nivel incluye no sólo los rasgos que definen al rango

que se encuentra por encima, sino además una nueva serie de rasgos más restrictivos.

A lo largo de los años han existido distintas clasificaciones de los seres vivos, en el sistema

de clasificación actual basado en la relación evolutiva de la secuencia 16S del rDNA se ha

reconocido una clasificación con tres dominios mayores, de los cuales dos comprenden a

las bacterias y arqueas (procariotes) y el tercer dominio a eucariotes (Sarethy y Danquah,

2014) como se muestra en la figura 4:

Figura 3. Diferentes criterios empleados en la diferenciación de bacterias, arqueas y hongos. Se muestra el grado de diferenciación que logran las pruebas morfológicas, fisiológicas y bioquímicas y las moleculares. Modificado de: Sharma et al., 2015.




A) Archaea. Incluye las bacterias que pueden crecer en condiciones extremas

B) Bacteria. Comprende las cianobacterias, los micoplasmas y las llamadas bacterias

verdaderas.

C) Eucarya. Constituido por todos los animales, hongos y plantas.

Figura 4. Árbol filogenético de la vida. Tomado de: http://ocw.unican.es/ciencias-sociales-y-juridicas/biogeografia/materiales/tema-1/1.2.3-evolucion-y-diversificacion-de-las-formas-de




Todos los procariotas pertenecen al domino Bacteria o Archaea. Dentro de cada dominio,

cada microorganismo está asignado (en orden descendente) a un phylum, clase, orden,

familia, género y especie. Algunos procariotas también tienen una denominación de

Característica Bacteria Archaea Eukarya

- Estructura celular procariótica

- DNA circular

- Histonas

- Núcleo rodeado de membrana

Sí

Sí

No

Ausente

Sí

Sí

Sí

Ausente

No

No

Sí

Presente

- Pared celular de peptidoglicano

- Lípidos de membrana

- Ribosomas

- Intrones

Sí

Enlaces éster

70S

No

No

Enlaces éter

70S

No

No

Enlaces

éster

80S

Sí

- Plásmidos

- Sensibilidad de ribosomas a la toxina

diftérica

- Sensibilidad a cloranfenicol,

estreptomicina y kanamicina

Si

No

Sí

Sí

Sí

No

Raro

Sí

No

- Metanogénesis

- Reducción desasimilativa de

sulfatos y férrico

- Nitrificación

- Desnitrificación

No

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

No

Sí

No

No

No

No

- Fijación de nitrógeno

- Fotosíntesis oxigénica

- Quimiolitotrofía

- Vesículas de gas

- Síntesis de gránulos de reserva de

carbono (β-hidroxialcanoatos)

- Crecimiento por encima de 80º

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

No

Sí

Sí

Sí

Sí

No

Sí (en

cloroplastos)

No

No

No

No

Tabla 1. Características diferenciales de los dominios




subespecie. Los grupos microbianos de cada nivel tienen un sufijo indicativo específico de

ese rango o nivel.

La tabla 2 muestra un ejemplo de la descripción completa taxonómica del microorganismo

fototrófico Allochromatium warmingii. (Madigan, et al. 2009).

Para poder realizar una identificación microbiana es necesario analizar sus caracteres

morfológicos, fisiológicos, serológicos y químicos, que son los que nos van a dar pauta para

poder diferenciar entre una especie y otra, o bien identificarlos. El estudio de tales

propiedades conlleva a la realización de experimentos, pruebas y técnicas para identificar

a las bacterias.




Taxonomía Nombre Propiedades Método de

confirmación

Dominio Bacteria Células bacterianas;

secuencias de RNA

ribosómico típicas de

bacterias

Microscopía;

análisis de la

secuencia de

RNA

ribosómico

16S; presencia

de

biomarcadores

únicos, por

ejemplo el

peptidoglicano

Filum Proteobacteria Secuencias de RNA

ribosómico típicas de

Proteobacterias

Análisis de la

secuencia del

RNA

ribosómico

16S

Clase Gammaproteobacteria Bacterias gram

negativas; secuencias

de ARN ribosómico

típicas de

Gammaproteobacteria

Tinción de

Gram,

microscopia

Orden Chromatiales Bacterias fotótrofas

purpura

Pigmentos

característicos

Género Allochromatium Bacterias púrpura del

azufre con forma de

bastón

Microscopia

Especie warmingii Células de 3,5-4,0 µm

X 5-11 µm; almacenan

azufre principalmente

en los polos de la

célula

Medida de las

células en el

microscopio

usando un

micrómetro;

determinando

la posición de

los glóbulos de

S0 dentro de la

célula

Tabla 2. Jerarquía taxonómica para la bacteria púrpura del azufre Allochromatium warmingii




Existen bases de datos microbianas en internet que se han vuelto herramientas

importantes ya que ayudan en la identificación de especies microbianas, como las que se

mencionan a continuación: NCBI (por sus siglas en inglés: National Center for

Biotechnology Information, www.ncbi.nlm.nih.gov), UNITE (http://unite.ut.ee/index.php),

CBS (por sus siglas en inglés: Central Bureau Schimmelcultures), ITIS (por sus siglas en

inglés: Integrated Taxonomic Information System, http://www.itis.gov/). Estas bases de

datos se enriquecen todos los días gracias a las secuencias identificadas en diferentes

regiones del mundo (Figura 5 y 6). Todas las clasificaciones taxonómicas de bacterias y

arqueas, así como las nuevas especies identificadas, deben ser aprobadas y publicadas

primero por la IJSEM (por sus siglas en inglés: International Journal of Systematic and

Evolutionary Microbiology).

Figura 5. Base de datos del NCBI. Se muestra la taxonomía descrita de Bacillus subtilis. Tomado de: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/taxonomyhome.html/index.cgi?chapter=resources

http://www.itis.gov/




1.1.3. Concepto de especie

El término especie en el aspecto microbiológico es muy ambiguo, porque no existe un

concepto aceptado universalmente para los organismos procariotas.

Figura 6. Base de datos del ITIS. Se muestra la taxonomía descrita de Bacillus subtilis. Tomado de: http://www.itis.gov/.




Las cepas dentro de una especie pueden clasificarse en:

A) Biovariedades

Variantes de cepas bacterianas caracterizadas por diferencias bioquímicas y

fisiológicas.

B) Morfovariedades

Se diferencian desde el punto de vista morfológico.

C) Serovariedades

Presentan propiedades antigénicas diferentes.

D) Patovariedad

Se diferencían por el proceso y grado de patogenicidad.

E) Fagovariedad.

Presentan diferente especificidad por los fagos.

F) Ecotipo.

Se han adaptado a ocupar un mismo nicho ecológico.

1.2. Nomenclatura de microorganismos

Para nombrar a los microorganismos se emplea el sistema de clasificación de Linneo, el

cual se denomina “sistema binomial de nomenclatura” donde a cada especie se le asigna

un nombre latinizado compuesto de dos palabras: la primera designa el género, y la

segunda, la especie (Solomon et al., 2008). El nombre científico de los microorganismos se

debe escribir con letra cursiva, completo y la primera letra del género debe ir en mayúscula.

La segunda vez que es nombrado un microorganismo en el mismo texto puede

Especie Es la unidad fundamental de la diversidad biológica que tomando en cuenta datos fenotípicos, genotípicos y de filogenia conforma una colección de cepas que presentan un alto grado de similitud en una serie de rasgos independientes.

Cepa Se define como una población de organismos que desciende de un único organismo o de un aislamiento en cultivo puro.

Especie y cepa




comprimirse, escribiendo únicamente la primera letra del género y el nombre completo de

la especie.

La principal referencia que existe para la clasificación, identificación y nomenclatura de las

bacterias es el Manual Bergey de Bacteriología Sistemática, en donde en las últimas

versiones ya se adiciona la información obtenida por medio de los análisis filogenéticos, en

él se clasifican a los microorganismos con base en la secuencia del rRNA, DNA y proteínas.

1.2.1. Caracterización fenética

Los enfoques clásicos de la taxonomía hacen uso de características morfológicas,

fisiológicas, bioquímicas, ecológicas y genéticas. Estas características se han utilizado en

taxonomía microbiana durante muchos años. Son muy útiles en la identificación rutinaria y

además pueden proporcionar información filogenética.

Las características morfológicas son importantes debido a que son fáciles de estudiar y

analizar, además, las características estructurales dependen de la expresión de muchos

genes y suelen ser estables desde el punto de vista genético. Este tipo de características

normalmente no varían de forma sustancial con los cambios ambientales, por lo tanto, la

semejanza morfológica a menudo es un buen indicador del parentesco filogenético.

Las características fisiológicas y metabólicas son de gran utilidad, ya que están

directamente relacionadas con la naturaleza y la actividad de las enzimas microbianas y las

proteínas de transporte. Puesto que las proteínas son productos genéticos, el análisis de

estas características proporciona una comparación indirecta de los genomas microbianos.

Las características ecológicas como la capacidad de un microorganismo para colonizar

un ambiente concreto es una propiedad valiosa en taxonomía. Algunos microorganismos

pueden ser muy similares en muchos otros aspectos pero habitan nichos ecológicos

diferentes, lo que sugiere que podrían no estar tan estrechamente relacionados (Willey et

al., 2009).




En la siguiente tabla se muestran algunos ejemplos de características fenotípicas que son

utilizadas para la clasificación de microorganismos.

1.2.2. Pruebas bioquímicas y tinciones

El primer paso para la identificación morfológica de los microorganismos es la observación

microscópica, para lo cual empleamos distintas tinciones que nos permiten visualizar mejor

las características de las células que estamos observando.

Categoría

principal

Componentes

Morfología Morfología colonial; reacción a tinción de Gram;

tamaño y forma de la célula; patrón de distribución

flagelar; presencia de esporas; cuerpos de inclusión;

pedúnculos o apéndices.

Movilidad No móvil, movilidad por deslizamiento; movilidad

natatoria por flagelos; en enjambre (Swarming);

movilidad por vesículas gaseosas.

Metabolismo Mecanismos de conservación de la energía (fotótrofo,

quimioorganótrofo, quimiolitótrofo); utilización de

compuestos de carbono, nitrógeno, o azufre;

fermentación de azúcares; fijación de nitrógeno;

requerimiento de factores de crecimiento.

Fisiología Rangos de temperatura, pH y sales para su

crecimiento respuesta al oxígeno (aeróbico,

facultativo, anaeróbico); presencia de catalasa y

oxidasa; producción de enzimas extracelulares.

Química celular Ácidos grasos; lípidos polares; quinonas respiratorias.

Otros aspectos Pigmentos; luminiscencia; sensibilidad a antibióticos.

Tabla 3. Características fenotípicas con valor taxonómico




Para la tinción de las preparaciones se emplean colorantes, los cuales son compuestos

orgánicos que tiene afinidad por determinados componentes celulares. Algunos colorantes

presentan moléculas cargadas positivamente, es decir son básicos o catiónicos.

Para poder realizar una tinción es necesario primero realizar un frotis (Figura 7) en un

portaobjetos y fijarlo para posteriormente teñirlo con el proceso específico de cada tinción

y observarlo al microscopio.

Existen muchos tipos de tinciones que se emplean de forma general en el laboratorio, a continuación se mencionan sólo algunos de ellos:

Tinción de Gram: este tipo de tinción es el más empleado de forma rutinaria, revela la

forma de la célula bacteriana, su agrupación y grupo taxonómico al que pertenece, ya

sea Gram positivo o Gram negativo. Consiste en teñir primero con cristal violeta, lavar,

agregar lugol, lavar, decolorar con alcohol acetona, teñir con safranina y lavar

nuevamente. Las bacterias que retienen el cristal violeta se llaman Gram positivas

(Gram +) y las que se decoloran y se tiñen en rojo por el colorante de contraste son

Gram negativa (Gram -).

Figura 7. Metodología para realizar un frotis. Primero se esteriliza el asa, se toma una pequeña muestra de la colonia y se coloca sobre un portaobjetos que contiene una gota de agua para posteriormente mezclarlo y expandirlo. Tomado de: http://www.geocities.ws/urtis_micro/sesiones/Gram.htm

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCO6SuoyeoscCFcV8kgodFXYLHA&url=http://www.geocities.ws/urtis_micro/sesiones/Gram.htm&ei=L4zKVa6_GcX5yQSV7K3gAQ&bvm=bv.99804247,d.aWw&psig=AFQjCNH8scL7FrvKsfQDDxi5LF6vvp9moQ&ust=1439423870576723




Tinción de Ziehl-Neelsen: este tipo de tinción es esencial para aquellas bacterias

ácido-alcohol-resistentes como el bacilo que causa la tuberculosis. Se realiza tiñendo

con fuscina fenicada a emisión de vapor por 3 minutos, para después decolorar con

alcohol-ácido y lavar, posteriormente se tiñe con azul de metileno y se lava nuevamente.

Las bacterias que son capaces de resistir la decoloración del alcohol-ácido, por las

características de su membrana rica en lípidos, se observan de color rojo (BAAR =

bacilo ácido alcohol resistente), mientras que las bacterias que son susceptibles a la

decoloración se ven de color azul.

Figura 8. Tinción de Gram. (a) Proceso de tinción y (b) observación microscópica de la tinción. Modificado de http://estudiantesenlaboratoristaquimico.blogspot.mx/2014/12/tincion-de-gram.html

Figura 9. Tinción de Ziehl-Neelsen. Se observa de rojo el bacilo causante de la tuberculosis, Mycobacterium tuberculosis. Tomado de: http://www.auxiliaresenfermeria.net/2011/07/la-tincion-para-micobacterias.html




Tinción de cápsula: las capsulas de las bacterias son frágiles, por lo que no se tiñen

con los métodos comunes. Se utiliza una solución de colorante cristal violeta que se

calienta y después se realiza un lavado con sulfato de cobre. La capsula bacteriana se

tiñe de color azul pálido, mientras que la célula y su interior aparecen teñidas de color

azul obscuro.

Tinción de Schaeffer y Fulton: algunas especies de bacterias producen

intracelularmente estructuras especiales llamadas endosporas, que son células

diferenciadas resistentes al calor, agentes químicos y radiación. Para teñir estas

estructuras se cubre el frotis con verde de malaquita y se calienta hasta observar

vapores durante medio minuto, el colorante se elimina con agua y por último se agrega

safranina. Las esporas retienen el color verde y las partes vegetativas se tiñen de rojo.

Tinción de flagelos: los flagelos de las bacterias son invisibles en las preparaciones

comunes, por lo que solo pueden visualizarse con tinciones especiales. Los flagelos se

observan en cultivos bacterianos recientes (12-18 horas) en caldo nutritivo. Se colocan 2 o

3 gotas de la muestra sin extenderlas, se fijan y se deja secar al aire, posteriormente se

agrega una mezcla de agua destilada, fucsina básica, alcohol etílico, ácido tánico y cloruro

de sodio, durante 5 a 15 minutos hasta observar un precipitado y se lava para finalmente

Figura 10. Tinción de Shaeffer y Fulton. Del lado izquierdo se muestra el proceso de la tinción y del lado derecho la observación microscópica de Bacillus subtilis, con las esporas teñidas de verde.

Tomado de http://bacillus8.blogspot.com/

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCL2ClPmdoscCFUV_kgodDQgMFw&url=http://html.rincondelvago.com/bacterias_6.html&ei=BozKVb3nOcX-yQSNkLC4AQ&bvm=bv.99804247,d.aWw&psig=AFQjCNH8scL7FrvKsfQDDxi5LF6vvp9moQ&ust=1439423870576723

http://2.bp.blogspot.com/_r1GOyVmkVIw/S8EvLuMESAI/AAAAAAAAABI/DeiFi8Dp0jE/s1600/Bacillus+subtilis+spores+fig1




observarse al microscopio electrónico. Observándose los flagelos de color rosa o rojo y el

resto de la célula se observa de color rosa tenue o bien sin color.

Otra herramienta que se emplea de forma cotidiana en el laboratorio para lograr la

identificación de los microorganismos, es el empleo de pruebas bioquímicas, las cuales

hay en una gran diversidad y ponen en evidencia distintas propiedades fisiológicas y

bioquímicas, como se muestra en la tabla 4.

Para realizar estas pruebas es necesario conocer detalladamente qué cambios sufren las

bacterias durante los procesos metabólicos, cómo es que se llevan a cabo las reacciones

bioquímicas, qué enzimas intervienen y cuáles son los productos intermedios que se

generan.

Para poder realizar las pruebas bioquímicas requerimos de un cultivo de microorganismos

que sea puro para posteriormente inocularlo en medios de cultivo o caldos con sustancias

nutritivas específicas e indicadores que van a poner en evidencia los cambios bioquímicos

generados por los microorganismos.

Figura 11. Tinción de flagelos. Se muestra la observación microscópica de una preparación de Salmonella thypi con tinción de flagelos que se observan en rosa claro. Tomado de http://salmonellathypi.blogspot.mx/




Prueba bioquímica Descripción

Catalasa Detecta la presencia de catalasa, que convierte el

peróxido de hidrógeno en agua y O2

Coagulasa Detecta la presencia de la coagulasa que provoca

la coagulación del plasma.

Fermentación de

carbohidratos

Se produce ácido y/o gas durante el crecimiento

fermentador con azúcares y alcoholes de azúcares.

Hidrólisis de caseína Detecta la presencia de la caseinasa, una enzima

capaz de hidrolizar la proteína de la leche formando

colonias en el medio con un halo claro.

Hidrólisis de lípidos Detecta la presencia de lipasa, que rompe los

lípidos en ácidos grasos simples y glicerol.

Licuefacción de

gelatina

Detecta si la bacteria puede o no producir proteasas

que hidrolizan la gelatina y licuan el medio sólido.

Oxidasa Detecta la presencia de la citocromo c oxidasa que

es capaz de reducir el O2 y aceptores de electrones

artificiales.

Reducción de nitratos Detecta si la bacteria puede usar nitrato como

aceptor de electrones.

Sulfuro de hidrógeno Detecta la formación de sulfuro de hidrógeno (H2S)

a partir del aminoácido cisteína mediante la cisteina

desulfurasa.

Ureasa Detecta la enzima que rompe la urea en NH3 y CO2

Utilización de citrato Cuando se utiliza el citrato como única fuente de

carbono, esto resulta en una alcalinización del

medio.

Modificado de Willey et al., 2009.

Tabla 4. Algunas pruebas bioquímicas comunes empleadas para la identificación de bacterias




1.2.3. Caracterización genotípica

El análisis comparativo de genomas también proporciona numerosos rasgos que permiten

discriminar distintas especies bacterianas. El análisis genotípico presenta un especial

atractivo para la taxonomía microbiana porque proporciona una visión a nivel del DNA.

A continuación se muestran en la tabla 5 las técnicas más empleadas para realizar la

caracterización genotípica y en la figura 12 la resolución taxonómica de algunas de ellas.

Cuando la secuencia del gen 16S del rDNA tiene una similitud entre organismos ≤ 98.7%

los miembros son de diferentes especies. Los microorganismos no cultivables no pueden

ser asignados a una especie definitiva puesto que su fenotipo no se conoce, pero pueden

ser asignados a una designación “Candidata” provista de la secuencia del gen 16S,

dependiendo de la similitud que presente con otras especies conocidas (Sarethy y

Danquah, 2014).




Método Descripción/Aplicación

Hibridación DNA-

DNA

Comparación de similitud de genomas. Útil para

diferenciar especies dentro de un género

Huella genómica Ribotipado, RFLP, rep-PCR. Métodos rápidos para

diferenciar entre especies y entre cepas dentro de

una misma especie.

MLST Tipado de cepas utilizando las secuencias de DNA

de múltiples genes. Alta resolución, útil para

diferenciar cepas muy cercanas dentro de una

misma especie.

Contenido GC Porcentaje de pares de bases de guaninas más

citosinas en el genoma. Es menos común en

taxonomía porque tiene una resolución pobre. Si el

porcentaje de GC de dos organismos difiere en más

de un 5%, estos no pueden estar muy

emparentados, pero organismos con porcentajes

GC muy similares o incluso idénticos pueden no

tener relación alguna.

Secuenciación de

ácidos nucleicos

Secuenciación del rRNA de la subunidad pequeña

(SSU rRNA). Estas secuencias desempeñan la

misma función en todos los microorganismos ya

que es necesario para la supervivencia y no

soportan grandes mutaciones.

Comparación de

proteínas

Movilidad electroforética, secuenciación de

proteínas. Se basan en estudiar proteínas que son

el reflejo del mRNA y por lo tanto de los genes que

las codifican.

Tabla 5. Métodos genotípicos utilizados en taxonomía bacteriana




1.2.4. Filogenia microbiana

Los datos filogenéticos se usan cada vez más en la taxonomía bacteriana para

complementar la información fenotípica y genotípica. Además el análisis filogenético

permite encuadrar a los organismos en un sistema de clasificación estructurado conforme

a sus relaciones evolutivas, lo que constituye un objetivo esencial de la sistemática

microbiana.

La taxonomía microbiana está cambiando con rapidez. Esto se debe a los conocimientos

crecientes sobre la biología de los microorganismos, a los avances notables realizados en

el mundo de la informática y al uso de las características moleculares para determinar

relaciones filogenéticas entre microorganismos (Willey et al., 2009).

Algunas de las técnicas que se emplean para estudiar la filogenia microbiana son:

A) Cronómetros moleculares. Las secuencias de ácidos nucleicos y proteínas

cambian con el tiempo por lo que se les consideran cronómetros moleculares dentro

Figura 12. Resolución taxonómica relativa de diversas técnicas moleculares. Se muestra el alcance de diferenciación para cada una de las técnicas moleculares empleadas en taxonomía y filogenia. Modificado de: Willey et al., 2009.




del reloj evolutivo. La secuencia de muchos rRNA y proteínas cambian

gradualmente con el tiempo sin destruir ni alterar gravemente sus funciones,

además ocurren de forma aleatoria y se van acumulando linealmente con el tiempo.

Cuando las secuencias de moléculas similares son bastantes diferentes en dos

grupos de organismos, los grupos divergieron mucho tiempo atrás

B) Árboles filogenéticos. Las relaciones filogenéticas se representan en diagramas

ramificados o árboles.

1.2.5. Árboles filogenéticos

Un árbol filogenético muestra las relaciones evolutivas entre varias especies u otras

entidades que se cree que tienen un ancestro en común y está representado por ramas y

nodos (Solomon et al 2008). Los nodos internos representan a los ancestros, los nodos

intermedios representan los puntos en el curso de la evolución donde se produjo la

divergencia del ancestro en las nuevas entidades, y las ramas representan las nuevas

especies evolutivas. La longitud de cada rama corresponde al número de cambios que se

han sucedido a lo largo de dicha rama.

Los árboles filogenéticos pueden tener raíz o estar desprovistos de ella, como se observa

en la siguiente imagen:

Es la representación gráfica de la relación existente entre secuencias de diferentes organismos que muestra una historia evolutiva a partir de diferencias en la secuencia de nucleótidos en un formato de tipo árbol genealógico.

Árbol filogenético




En los árboles filogenéticos se pueden diferenciar varios grupos de especies dependiendo

del origen evolutivo de las especies (Figura 14):

A) Monofilético: Es un grupo de organismos que presentan un antepasado común con

todos y cada uno de sus descendientes.

B) Parafilético: Se forma en el caso de que falten algunos de los descendientes, los

cuales han sido incluidos en otros grupos.

C) Polifilético: Se construye cuando hay organismos de varios clados, es decir, que

no proceden de un antepasado común cercano; simplemente, se han reunido por

conveniencia de los investigadores.

Los árboles filogenéticos se desarrollan comparando secuencias de nucleótidos o de

aminoácidos. Para comparar dos moléculas, primero sus secuencias deben estar alineadas

de tal forma que las partes similares coincidan. El objetivo es alinear y comparar secuencias

homólogas, que son aquellas que son similares porque tuvieron un origen común en el

pasado. Ésta no es una tarea sencilla, y deben emplearse ordenadores y procesos

matemáticos bastante complejos para reducir al mínimo el número de huecos y

apareamientos incorrectos de las secuencias que se comparan.

Figura 13. Ejemplos de árboles filogenéticos. A) Árbol sin raíz que une cuatro unidades taxonómicas. B) Árbol con raíz. Modificado de Willey et al., 2009.

Figura 14. Diferentes grupos identificados en un árbol filogenético. De azul se ejemplifica un grupo monofilético, de verde uno parafilético y de rojo uno polifilético. Tomado de: Cavalier-Smith, 2010.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Taxonomy_-_monophyletic,_paraphyletic_and_poliphyletic_groups.svg




Una vez que se han alineado las moléculas, se determina el número de posiciones que

varían en las secuencias. Estos datos se utilizan para calcular una medida de la diferencia

entre las mismas, la cual la podemos expresar en forma de distancia evolutiva (Willey et al.,

2009).

La divergencia de los organismos representa las diferencias en las secuencias genéticas

que pueden ser cambiadas en cada grupo dependiendo de su evolución. El fenómeno de

transferencia genético juega un rol clave en el paso de genes entre organismos en la historia

evolutiva más temprana. Esto ocurre como respuesta a cualquier cambio en el ambiente y

provee una mejor adaptación (Sarethy y Danquah, 2014).

1.3. Virus

Los virus son los microorganismos más numerosos de nuestro planeta y sin embargo

todavía no pueden ser introducidos en la clasificación del gran árbol de la vida, debido a

que existe el gran dilema de si clasificarlos como seres vivos o no. Es por ello que vamos

a analizar diferentes características de ellos para intentar responder esta gran interrogante.

Los virus infectan todo tipo de organismos celulares, además de que son herramientas

importantes en el área de la genética microbiana y la ingeniería genética. Estos organismos

son estudiados por la virología.

Es importante que recuerdes el significado y utilidad de los árboles filogenéticos, ya que en la asignatura de “Bioinformática” construirás distintos árboles empleando diversos fundamentos matemáticos.

Enlace

Son elementos genéticos que no pueden replicarse independientemente de una célula viva, llamada célula hospedadora.

Virus




Los virus son parásitos intracelulares obligados que tienen que introducirse en una célula

viva adecuada para llevar a cabo su ciclo de replicación, sin embargo, los virus poseen su

propia información genética y una forma extracelular denominada partícula vírica que les

permite existir fuera del hospedador durante largos periodos y que facilita la transmisión

entre una célula y otra (Madigan et al., 2009).

Después de que los virus se introducen en la célula, explotan su maquinaria metabólica y

le confiere nuevas propiedades que son heredables en el proceso de división celular.

Los virus se pueden clasificar con base en los hospedadores que infectan: en virus

bacterianos (bacteriófagos), animales o vegetales; aunque también pueden clasificarse por

el genoma que presentan: si están formados por DNA o RNA, de una o dos cadenas o si

su estructura es lineal o circular (Tabla 6 y figura 15).

Proceso mediante el cual los virus entran en una célula hospedera para poder replicarse.

Transfección




Clase Descripción del genoma y

estrategia de replicación

Ejemplos

Virus

bacterianos Virus animales

I Genoma de DNA bicatenario Labda, T4 Herpesvirus,

viruela

II Genoma de DNA monocatenario ϕX174 Virus de anemia

aviar

III Genoma de RNA bicatenario ϕ6 Reovirus

IV Genoma de RNA monocatenario

positivo

MS2 Poliovirus

V Genoma de RNA monocatenario

negativo

Virus de la gripe,

virus de la rabia

VI Genoma de RNA monocatenario

que se replica con un

intermediario de DNA

Retrovirus

VII Genoma de DNA monocatenario

que se replica con un

intermediario de RNA

Virus de la

hepatitis B

Modificado de Madigan et al., 2009.

Tabla 6. Sistema de clasificación de Baltimore para los virus




1.3.1. Características y estructura de los virus

Cuando los virus se encuentra en su forma extracelular se llaman viriones y son una

partícula microscópica que contiene ácido nucleico rodeado por proteínas y otras

macromoléculas, pero no realizan ninguna actividad metabólica.

Los viriones pueden tener muchos tamaños y formas diferentes. La mayoría de ellos

presentan un tamaño entre los 20 y 300 nm. El ácido nucleico del virión siempre está

localizado en el interior de la partícula, rodeado por una cubierta proteica llamada cápside

(Figura 16).

Esta cubierta está compuesta por una serie de moléculas proteicas individuales llamadas

capsómeros, que siguen un patrón preciso y altamente repetitivo alrededor del ácido

Figura 15. Representación de la clasificación de Baltimore para los virus. Se muestra en la parte superior la forma del DNA que presentan los distintos grupos y en la parte de abajo el proceso que requieren para transformarlo a mRNA en la célula huésped. Modificado de: http://seramix.blogs.uv.es/2013/02/28/david-baltimore-creando-orden-en-el-caos/




nucleico. Los capsómeros son las unidades morfológicas más pequeñas que se pueden ver

en un microscopio óptico.

Los distintos tipos morfológicos de virus resultan principalmente de la combinación de un

tipo particular de simetría de la cápside, con la presencia o ausencia de una envoltura.

Existen tres tipos de simetría de la cápside: helicoidal, icosaédrica y compleja (Willey et al.,

2009) (Figura 17).

Al complejo completo de ácido nucleico y proteínas empaquetado en el virión se le da el

nombre de nucleocápside, y en algunos casos puede contener también enzimas

específicas del virus que ayudan en los procesos de infección y replicación.

Algunos virus están desnudos, mientras que otros poseen una membrana alrededor de la

nucleocápside, que forman lo que se conoce como envoltura. Esta envoltura consiste en

una bicapa lipídica con proteínas, normalmente glicoproteínas, integradas en ella. Los

lípidos de la membrana vírica son derivados de las membranas de la célula hospedadora,

pero las proteínas están codificadas por genes del virus (Madigan et al., 2009).

Las proteínas víricas se clasifican en dos categorías:

A) Proteínas tempranas. Son aquellas que son sintetizadas inmediatamente después

de la infección y que son necesarias para la replicación del ácido nucleico del virus.

B) Proteínas tardías. Son aquellas que se sintetizan más tarde e incluyen las

proteínas de cubierta del virus.

Figura 16. Estructura viral. En la parte izquierda se muestra un virus desnudo, en medio uno con envoltura y en el extremo derecho se observa la estructura de un bacteriófago. Tomado de: https://askabiologist.asu.edu/ataque-viral-virus y http://recursos.cnice.mec.es/biologia/bachillerato/segundo/biologia/ud07/02_07_04_02_021.html

http://recursos.cnice.mec.es/biologia/bachillerato/segundo/biologia/ud07/02_07_04_02_021.html




1.3.2. Replicación viral

Para que un virus pueda replicarse, debe inducir a una célula hospedadora a sintetizar

todos los componentes esenciales necesarios para producir más viriones. Luego, estos

componentes deberán ensamblarse en nuevos viriones que escaparán de la célula. La

replicación vírica se divide en cinco etapas (Figura 18):

Figura 17. Principales familias de virus que infectan vertebrados. Del lado izquierdo se muestran virus sin envoltura con diferente estructura de cápside y DNA o RNA, del lado derecho se observan virus con envoltura con diferente forma y DNA o RNA. Tomado de http://datateca.unad.edu.co/contenidos/203016/Modulo_EXE/leccin_2_clasificacin_de_los_virus.html




1. Unión (adsorción)

Es la etapa inicial donde el virión se une a la célula hospedadora susceptible a través de receptores.

2. Penetración (entrada o inyección)

En esta etapa el material genético del virus o el virión completo son introducidos en la célula.

3. Síntesis

Se sintetizan los ácidos nucleicos y las proteínas del virus por el metabolismo celular redirigido por el virus.

4. Ensamblaje

Se unen las cápsides y los componentes de la membrana del virus (en caso de que sea envuelto) y se empaquetan junto con el genoma vírico formando nuevos viriones.

5. Liberación

En esta última fase los viriones maduros son liberados de la célula hospedera.

Replicación viral

Figura 18. Esquema de la replicación viral. 1) Unión del virus a la célula hospedera, 2) penetración a la célula, 3) síntesis y ensamblaje de componentes virales, 4) liberación de la progenie viral. Tomado de https://eduardosetti.wordpress.com/2014/04/04/sobre-virus-malos-y-buenos/

https://eduardosetti.files.wordpress.com/2014/04/replicacion-del-virus.jpg




Todos los ácidos nucleicos virales, sin importar cuál sea su condición deben ser

transformados a mRNA para poder ser traducidos por la maquinaria celular, y en algunos

casos este proceso es único de los virus, como la retrotranscripción o la transcripción

inversa, donde el RNA monocatenario pasa a DNA por medio de una enzima llamada

transcriptasa inversa o retrotranscriptasa (Ej. Retrovirus).

Los virus pueden infectar de diferentes maneras en las células:

A) Infección lítica, que provoca la destrucción de la célula hospedadora cuando se

liberan los virus. En algunos casos, con los virus recubiertos, la liberación de los

viriones, que se produce por una especie de proceso de gemación, puede ser lenta

y es posible que no se lise la célula hospedadora; así pues la célula infectada puede

seguir viva y continuar produciendo virus indefinidamente, estas infecciones se

llaman infecciones persistentes.

B) Infección latente, donde existe una demora entre la infección por el virus y los

sucesos de lisis. La etapa latente en la infección vírica de una célula animal se debe

a que los virus existen en un estado relativamente inactivo en el interior de las

células, donde sigue produciéndose la transcripción a un bajo nivel pero el DNA viral

no se replica.

C) Vía lisogénica, ocurre en el caso de los bacteriófagos, donde el virus denominado

atemperado no expresa sus genes pero su genoma (profago) se replica en sincronía

con el cromosoma del hospedador, pasando esa información durante la división

celular a las células de la siguiente generación. En ciertas condiciones los virus

lisógenos pueden revertir a la vía lítica y empezar a producir viriones (Figura 19).

Figura 19. Ciclo de vida de un bacteriófago. Una vez introducido a la célula el virus puede entrar en vía lítica (a) o lisogénica (b). Tomado de http://biologocalentano.blogspot.mx/2012/06/91-mecanismos-de-transferencia-natural.html

http://1.bp.blogspot.com/-7nHxxvXGIZI/T8udhXygauI/AAAAAAAAArg/lbLLUIYS_Hg/s1600/DD.jpg




Algunos virus son parásitos de otros virus, conocidos como virus auxiliares. Algunos de

estos virus llamados defectivos dependen de virus intactos del mismo tipo para que les

proporcionen las funciones necesarias. Otro tipo de virus auxiliares son los satélite que

dependen de virus que no están emparentados con ellos para que actúen como auxiliares.

Existen otras estructuras muy similares a los virus como los viroides que ocasionan

muchos problemas en plantas y los priones que ocasionan enfermedades en animales

(encefalopatía espongiforme bovina o enfermedad de las vacas locas) y en humano

(enfermedad de Creutzfeldt-Jakob) (Madigan et al., 2009).

1.3.3. Cultivo de virus

Como los virus se replican únicamente en el interior de las células vivas, su cultivo requiere

el uso de hospederos adecuados. Para el estudio de los bacteriófagos se utilizan cultivos

puros en medios líquidos o semisólidos. La mayoría de los virus animales y algunos

vegetales pueden crecer en cultivos tisulares o celulares, lo que ha facilitado la

investigación sobre ellos. Los virus vegetales, son los más difíciles de trabajar, porque su

estudio requiere el uso de la planta completa en muchas ocasiones, lo que lo hace un

proceso lento.

Durante muchos años, los investigadores han cultivado virus de animales inoculando

huéspedes animales adecuados o huevos embrionados. Para ello se emplean huevos de

gallina fertilizados incubados durante aproximadamente 6 a 8 días después de la puesta y

posteriormente se sigue el procedimiento que se muestra a continuación (Willey et al., 2009)

(Figura 20):

Viroides Se definen como moléculas infecciosas de RNA que se diferencian de los

virus en que carecen de cubierta proteica.

Priones Son partículas cuya forma extracelular diferenciada está formada

únicamente por proteínas y que no contienen material genético.

Viroides y priones




Más recientemente se han cultivado virus de animales en cultivos de tejidos en monocapas

de células animales. Este tipo de cultivos derivan de células tomadas inicialmente de un

órgano de un animal experimental. A menos que se utilicen células sanguíneas, los cultivos

celulares suelen obtenerse eliminando asépticamente fragmentos de tejido, disociando las

células mediante tratamiento con un enzima que rompa el cemento intercelular y

esparciendo la suspensión resultante en una superficie plana como la base de un matraz

de cultivo o una placa de Petri. La fina capa de células que se adhieren al cristal o a la placa

de plástico, llamada monocapa, se cubre con un medio de cultivo adecuado y se incuba a

1. Desinfectar la cáscara del huevo con yodo.

2. Perforar con una pequeña taladradora estéril uno de los extremos del

huevo.

3. Inocular la muestra de virus en el embrión, en la región adecuada

donde se reproduzca el mismo.

4. Sellar con gelatina la abertura.

5. Incubar el huevo.

Cultivo en embrión de pollo

Figura 20. Cultivo de virus en embrión de pollo. Se observa la inoculación del virus en el embrión a través de una opturación en condiciones asépticas. Tomado de: http://www.actualidadavipecuaria.com/alfabiol/productos/servicios/analisisdelaboratorio/diagnostico-virologico.html




la temperatura adecuada. El medio de cultivo empleado es muy complejo, ya que contiene

toda una serie de aminoácidos y vitaminas, sales, glucosa y un sistema regulador de pH.

Para obtener el mejor crecimiento suele ser necesaria la adición de una pequeña cantidad

de suero sanguíneo y varios antibióticos para evitar la contaminación bacteriana.

Como resultado de la infección viral en las células se forman áreas localizadas de

destrucción celular y lisis denominadas placas o calvas que se pueden detectar si se tiñen

con colorantes como el rojo neutro o el azul tripano, que permiten distinguir las células vivas

de las muertas. El crecimiento vírico no siempre resulta en la lisis de las células para formar

una placa, en ocasiones se generan cambios o anomalías degenerativas microscópicas o

macroscópicas en las células huésped y en los tejidos denominado efecto citopático, los

cuales pueden ser letales en ocasiones (Figura 21).

Los virus de bacterias y de arqueas se cultivan en cultivos sólidos o líquidos de células

jóvenes. En algunos cultivos infectados se destruyen tantas células huésped que los

cultivos turbios se clarifican rápidamente por la lisis celular.

Figura 21. Cultivo de virus en células eucarióticas. Se muestra en color blanco las placas formadas por la infección de las células con diferentes concentraciones de virus. Tomado de http://ticotal.cr/boletin-informativo/ticotal-boletin-informativo-n19-setiembre-2014.html




Los cultivos con agar se preparan de la siguiente manera:

Las células en la capa de agar superior crecerán formando una capa continua, opaca, o

“césped”. En el lugar donde caiga un virión se producirá la lisis de las células y por lo tanto

una placa o zona clara en el césped en el agar debido a la infección de las células por el

virus (Willey et al., 2009).

Actividades

La elaboración de las actividades y evidencias de aprendizaje estarán guiadas por tu docente en línea, mismo que te indicará, a través de la Planeación didáctica del docente en línea, la dinámica que tú y tus compañeros (as) llevarán a cabo, así como la fecha de entrega de tus productos. Para el envío de tus trabajos utilizarás la siguiente nomenclatura: BMTM_U1_A1_XXYZ, donde BMTM corresponde a las siglas de la asignatura, U1 es unidad de conocimiento, A1 es el número de actividad, el cual debes sustituir considerando la actividad que se realices, en el caso de la evidencia de aprendizaje se deberá colocar EA; asimismo, XX son las primeras letras de tu nombre y la primera letra de tu apellido paterno y Z corresponde a la primera letra de tu apellido materno.

Autorreflexiones

Para la parte de autorreflexiones debes de consultar el foro Preguntas de Autorreflexión para realizar la actividad correspondiente y enviarlo a la herramienta de Autorreflexiones. Cabe recordar que esta actividad tiene una ponderación del 10% de tu evaluación.

1. Mezclar los virus con agar líquido atemperado y un cultivo de las

células huésped adecuadas.

2. Verter la mezcla rápidamente en una placa de Petri que contenga

una capa de agar estéril.

3. Dejar solidificar.

4. Incubar.

Cultivo de virus en agar




Para el envío de tu autorreflexión utiliza la siguiente nomenclatura: BMTM_U2_ATR _XXYZ, donde BMTM corresponde a las siglas de la asignatura, U1 es la unidad de conocimiento, XX son las primeras letras de tu nombre, y la

primera letra de tu apellido paterno y Z la primera letra de tu apellido materno.

Cierre de la unidad

En esta primera unidad vimos una introducción al mundo de la microbiología, con el estudio

de la taxonomía, filogenia. Conociste en qué se basan y cuáles son las grandes

clasificaciones de los seres vivos, además de conocer los fundamentos de la nomenclatura

microbiana, que es tan importante para el biotecnólogo.

También nos introdujimos al mundo de la virología, conociendo las principales

características de estos organismos que son tan útiles en las nuevas herramientas de la

biología molecular y que además afectan muchas áreas de la industria en el mundo.

Ahora te invitamos a conocer más sobre el mundo microscópico en la segunda unidad de

esta asignatura para comprender mejor los procesos de crecimiento y cómo sacarles

provecho a nivel industrial y médico.




Para saber más

Consulta los siguientes videos:

https://www.youtube.com/watch?v=7RGlBQlEY2w

https://www.youtube.com/watch?v=W-TvFouJhrM

https://www.youtube.com/watch?v=2vz9YcXAMoI

https://www.youtube.com/watch?v=57UKFLnYpFM

https://www.youtube.com/watch?v=GmWR8_62F1I

https://www.youtube.com/watch?v=HuPmUk842wQ

https://www.youtube.com/watch?v=1a0l5FcQQJw

https://www.youtube.com/watch?v=aO4V_LpcEJo

https://www.youtube.com/watch?v=KyI8cu-nzRc

https://www.youtube.com/watch?v=fNS9eHPXoRY




Fuentes de consulta

1. Cavalier-Smith T. (2010). "Deep phylogeny, ancestral groups and the four ages of life". Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 365(1537): 111–132.

2. Madigan M. T., Martinko J.M., Dunlap P.V., Clark D.P. (2009). Brock. Biología de los microorganismos. Pearson Educación. Doceava edición.

3. Sarethy I.P., Pan S., Danquah D.K. (2014). Biodiversity - The Dynamic Balance of the Planet. Intech.

4. Sharma R, Polkade A.V., Shouche Y.S. (2015). ‘Species concept’ in microbial taxonomy and systematics. Current Science. 108(10): 1804-1814.

5. Willey,J.M., Sherwood L. M., Woolverton C.J. (2009). Microbiología. Mc.

Graw Hill / Interamericana. Séptima edición.

Microbiología y taxonomía microbiana

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