CELULA PROCARIOTICA

Su componente fundamental es el agua, que puede alcanzar el 90% (células jóvenes) o el 70% (para el caso de células viejas), además tenemos proteínas, lípidos y carbohidratos. La composición cuantitativa de la célula, varía a lo largo del ciclo de vida de la misma. Tienen una barrera que las aísla del medio externo, es la denominada membrana celular, plasmática o citoplásmica. Esta membrana separa, delimita la célula y es por donde van a pasar los diferentes nutrientes que necesita la célula. Si únicamente existiera esta membrana, las bacterias dependerían de la presión osmótica del medio en que vivieran, ya que, es bastante débil. Entraría entonces el agua en la célula por ser mayor la concentración de soluto dentro de la célula, y estallaría. Para evitar esto, se ha desarrollado otra estructura externa a esta membrana plasmática: la pared celular, presente en todas las células procariotas (excepto en los micoplasmas). También hay pared celular en células eucariotas (células vegetales), aunque su composición es diferente, también los hongos y algas. Por el contrario, carecen de pared celular los metazoos y las células animales, que tienen otros mecanismos frente a la osmosis. La pared celular da forma y estabilidad a la bacteria. Si se elimina (mediante tratamientos químicos), se obtiene un protoplasto, que debe mantenerse en un medio isotónico para que no estalle. Externamente a la pared celular, puede haber una estructura llamada cápsula o glicocálix, que tiene diferentes composiciones en las diferentes bacterias que la tienen. Suele estar relacionada con la patogeneidad de la bacteria. No es una estructura esencial. También hacia el exterior, puede presentar estructuras filamentosas, que pueden ser: LARGAS, flagelos. Otorgan movilidad a las bacterias. CORTAS, pelos, pili o fimbrias. Aparecen en mayor número que los flagelos. No intervienen en la movilidad, sino que está relacionados con la recombinación genética. En el interior de la célula no existen sistemas membranosos, sólo se observan
invaginaciones de la membrana plasmática (sobre todo en la zona central). MESOSOMAS, desaparecen al quitar la pared celular, son importantes porque sostienen el DNA en la replicación. No hay membrana nuclear. Se pueden observar algunas vesículas (sin membrana, con 3 capas, sólo con membrana proteica), que dependiendo de lo que lleven se llaman de una forma u otra. CÁPSULA: Capa externa a la pared celular (también es una capa mucilaginosa). Está compuesta por una sustancia gelatinosa que se observa con tinción negativa, aunque su composición varía según el tipo de microorganismos. Formada también por polisacáridos (las externas fijan cierto microorganismo patógeno a tejidos específicos).
Su presencia está relacionada con la patogeneidad, y hace mucho más difícil la acción de las células fagocíticas del sistema inmunológico. Algunas bacterias desarrollan el glicocalix cuando viven en medio de sacarosa, formando dextranos, y estos dextranos son los responsables de las caries. Además, favorecen la resistencia a componentes antibacterianos. PARED CELULAR: Es la responsable de la estructura de la célula, ya que la membrana plasmática no es suficientemente rígida para controlar la presión osmótica del interior. Su componente principal es la mureína = peptidoglicano = glicopéptido. Este componente
es una estructura formada por largas cadenas de aminoazúcares (N-acetilglucosamina y Nacetilmurámico)
Del N-acetilmurámico cuelga una estructura de tetrapéptido con 4 aminoácidos (Lalanina, ácido D-glutámico, ácido mesodiaminopimélico con ácido D-alanina). La cadena se une a otras por un enlace peptídico al ácido diaminopimélico con la D - alanina terminal de otra cadena. En las bacterias GRAM + unión a través de un puente de 5 glicinas. El ácido diaminopimélico se sustituye por la L-Lys en algas.
GRAM- unión directa en los aminoácidos. Las GRAM +, forman una capa de mureína más gruesa, con muchas uniones (90%), mientras que en las bacterias GRAM - sólo constituyen el 5-20% de la pared.
Podemos diferenciar las GRAM + y -, ya que las GRAM + se tiñen todas con colorante y, al decolorar durante 5' con alcohol no se decolora por completo, mientras que en las GRAM - si se puede.

El peptidoglicano forma un componente que está presente en todas las eubacterias. En las GRAM la estructura de la pared es mucho mayor en cuanto a la complejidad (tiene una pared mucho menor, 5-10%) y por encima de esta capa de mureína tiene una estructura más compleja, que se denomina lipopolisacárido, formado por una doble capa de fosfolípidos (ambos tienen diferentes estructuras). La parte interna es la que se denomina Lp A, que es una región hidrófoba y que en lugar de los ácidos grasos típicos; tienen ácidos grasos no saturados. Unido a la Lp A hay una región celular denominada core

Formado por uniones de azúcares que son relativamente raros. FLAGELOS: Son estructuras externas a la pared celular, muy largas y finas, que tienen finalidad motora. Tienen diferentes partes: - filamento axial, es el filamento que sale a la superficie. Está compuesto por proteínas denominadas flagelinas, compuestas de aminoácidos que presentan una composición rara, pocos aminoácidos aromáticos pero los mayoritarios son ácido aspártico o glutámico. - gancho, estructura con esa forma, próximo a la pared celular. Está formado también por flagelina. - Cuerpo basal, hacia el interior. Es una estructura compleja, formada por una serie de anillos que se sujetan en la pared celular. En las bacterias GRAM + existen sólo 2 anillos, que se localizan dentro de los péptido glicanos. En las GRAM- existen 2 pares de anillos. El movimiento del flagelo se produce cuando se mueven en sentido contrario los discos, tienen que estar más sujetos, en las GRAM+ sólo con dos se anclan bien (más gruesa) pero en las GRAM - se necesitan más discos para que les de buena fijación. Para que el flagelo sea funcional, necesita ser lo suficientemente largo. Además, es indispensable para el movimiento.

Otras estructuras filamentosas son las FIMBRIAS, PELOS O PILI: no intervienen en la movilidad. Existen diferentes tipos, aunque de algunos no se conoce aún la función (pueden facilitar la adhesión a células de tejidos determinados). Están constituídos por proteínas llamadas pilinas. Algunos de estos están relacionados con procesos de material genético, como la conjugación, existe contacto físico entre 2 células, y se realiza por la unión de una de estas estructuras con otra bacteria. A través de ella pasa un trozo de material genético a la otra célula. MEMBRANA CELULAR: Lo que delimita a la célula. Es una estructura delgada (más o menos 8 nm de ancho) que separa la célula del exterior. Al principio se observó que existían células con estructuras que tenían aspecto de triple capa (2 claras y 1 interna oscura), estructura trilaminar o unidad de membrana.

FUNCIÓN DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA: Transporte de nutrientes o producción de desechos. Hay una necesidad de ser atravesada por sustancias nutritivas y de desecho. Si la membrana no pudiera transportar y fuera sólo permeable, como en el interior hay una mayor concentración de solutos, por osmosis el agua tendería a entrar (provocando una explosión de la célula). Existen así unas proteínas que ayudan en el transporte: proteínas de transporte. En el interior de la membrana (en procariotas) existen prolongaciones o invaginaciones de la propia membrana hacia el interior, son los denominados MESOSOMAS.

Estas estructuras tienen diferentes localizaciones:
- Zonas centrales y laterales generalmente.
- Normalmente son más numerosas en GRAM + que en GRAM -.
CENTRALES: participan en la reproducción de la célula, ayudando en la duplicación del ADN y en la formación del septo que divide a la célula en dos.

LATERALES: son el lugar de formación de enzimas que produce la célula, y que son expuestas al exterior. Es en uno de estos mesosomas donde se ha detectado la producción de una enzima, (beta-lactanasa=penicilanasa) que da resistencia a la penicilina.
También pueden tener pigmentos fotosintéticos, tilacoides, que se piensa que son comparables a cloroplastos de eucariotas, los responsables de la fotosíntesis.

ENDOSPORA O ESPORA BACTERIANA: Son las formas de resistencia de algunas bacterias, principalmente, Bacilus, Clostrictium y las GRAM+. Se forma cuando la célula bacteriana comienza a percibir que se le agotan los nutrientes. Lo primero que hace es adquirir mayor movilidad, para lo cual sintetiza más

Flagelos (con lo que puede desplazarse para buscar nuevos alimentos). Después, comienza la formación de la endospora, que tiene una duración totalmente determinada.

HISTORIA DE LA MICROBIOLOGIA

La microbiología es una ciencia muy nueva, aunque los organismos que estudia hayan sido los primeros en poblar la tierra. Hasta el siglo XVII no se empezó a suponer la existencia de microorganismos.
1676, Leeuwanhoeck. Comerciante holandés que se dedicó a pulir lentes y a observar todos los tejidos que iba construyendo. Estudió granos de polen, fluidos corporales, sarro de los dientes, y vio unas pequeñas estructuras que podían moverse y las llamó animáculos. La Royal Society entró en el asunto. Entonces surgió la pregunta siguiente, de donde provienen estos animáculos?
Por un lado están los partidarios partidarios de la generación espontanea, por otro lado están los partidarios de que parten de otros animáculos o de otro organismo diferente.
1688, Francisco Redi. Acaba con la idea de la generación espontánea (Experimento de Redi). Utiliza unos botes de cristal con trozos de carne, dichos botes los tapa con unas gasas que permiten el paso del aire pero de nada más, entonces no se generan "animáculos" en estos trozos de carne. La solución está en las larvas que son depositadas por moscas que se posaban en la carne, en los botes sin tapar, y hacían posible la aparición de esos "animáculos".
1765-1775 Spallauzani. El calentamiento puede evitar la aparición de los animáculos, pero cuando aparecían era por el aire que entraba, por lo que se dedujo que estaban en el aire.
A principios del siglo XIX aparece la industria conservera (Método de la apertización), que consiste en el sistema que tienen las latas de conservas que actualmente consumimos.
Al mismo tiempo Lavoisier estudia la química de los gases y hace un estudio en profundidad del oxígeno (vital para todo), trata de echar por tierra la teoría de Spallauzani, tanto Appert como Spallauzani dicen que el problema es que no hay oxígeno y por eso no se desarrollan los animáculos.
1861, Luis Pasteur. Demuestra que hay animáculos en el aire, pasando un tubo con aire y un algodón en el medio impregnado de eter. Lo miraba al microscopio y veía organismos, pero en cambio cuando lo hacía con aire caliente no veía absolutamente nada.

Tindal. Trabaja con una serie de infusiones de caldo caliente y veía que no se desarrollaban microorganismos. Con 5 o 10 minutos en las de carne tampoco se desarrollaban organismos. Luego probó con heno y si que aparecían microorganismos. Tindal pensó que debía haber microorganismos que formaran estructuras de resistencia. Tindalización: Método por el cual se realizan calentamientos cortos pero dejando un espacio largo de tiempo entre medias.
Cohen. Generación de estructuras de resistencia llamadas esporas (aguantaban los 100º de Tindal).
Lille. Utilizan los métodos de Pasteur para su fabricación de alcohol partiendo de remolacha.
Pasteur descubrió que había diferentes microorganismos cuando el proceso de la fabricación del alcohol salía bien y otros cuando salía mal. Pasteur se pasó mucho tiempo estudiando el fenómeno de las fermentaciones. Estudió la fermentación butírica, y se dio cuenta que en ausencia de oxígeno también podían aparecer microorganismos. Pasteur es el primero que introduce los términos de aerobio y anaerobio. (aerobio=los microorganismos aparecen con oxígeno, anaerobio=organismos que pueden aparecer sin oxígeno).
Pasteur llegó a la conclusión que estos microorganismos que veía y estudiaba, podían estar implicados en las "enfermedades" de las fermentaciones.
1850, Rayer. Observó que en la sangre de animales enfermos, había organismos que podían ser causantes de la enfermedad. Carbunco y Antrax son enfermedades con las que estudió Rayer.
Los organismos afectados tenían un determinado microorganismos en la sangre.
1876, Koch. Médico rural alemán que observó la presencia de microorganismos en la sangre de animales. Fue el primero que desarrolló o que aisló un microorganismo en cultivo puro. Postulados de Koch: Un microorganismo es el responsable de una enfermedad o de otro proceso cualquiera.
Postulado 1: El microorganismo debe estar presente en animales afectados y ausente en los sanos.
Postulado 2: El microorganismo debe ser aislado en un medio de cultivo puro.
Postulados 3 y 4: Este microorganismo que hemos obtenido, inoculado en un animal sano, nos proporciona otros microorganismos parecidos a los primeros obtenidos y el animal debe enfermar también. Koch realizó cultivos con patatas.
1883, Hesse. Utilizó agar-agar que es lo que se utiliza en la actualidad.
Petri. Inventor de la famosa placa Petri. Estos dos descubrimientos, el de Hesse y el de Petri, potenciaron la microbiología de una forma extraordinaria.
Por esta época se aíslan la mayoría de los responsables de las enfermedades contagiosas que estaban causando estragos en esos años, tales como la difteria, paludismo, cólera...
A finales del siglo XIX se conocían los causantes de la mayoría de las enfermedades infecciosas. Como ya se conocían, los estudios se centraron en el control de éstas y se empieza a hablar de asepsia, quimioterapia y antibioterapia.
Hacia el 1840 se comienza a usar la anestesia en intervenciones quirúrgicas, y con la introducción de estas se mejoran las técnicas quirúrgicas, pero aumentan las enfermedades y las muertes post-operatorias.
1847 Sommerfield. Médico austríaco que recomienda la limpieza de las manos con agua de cal, pero no tiene nada de éxito. (asepsia)
20 años después, en 1867 se recomienda la esterilización de materiales y la utilización de desinfectantes post-operatorios. (Lister)
También se comienzan a buscar sustancias letales para los microorganismos pero que no lo sean para el hombre. (quimioterapia).
Erlhichs. Utiliza un compuesto llamado Salvarsan (compuesto a base de sales arsenicales) para el tratamiento de la sífilis. Al mismo tiempo, Tindal y Pasteur llegan a una conclusión muy importante, piensan que el tratamiento de enfermedades se podía solucionar con bacterias.
FLEMING. Estaba aislando estafilococos, y se le contaminaron con un hongo, pero se dio cuenta que donde estaba ese hongo se inhibía el crecimiento de la bacteria, por lo tanto siguió estudiando este fenómeno.
Florey y Chang. Penicillium notatum Aíslan la penicilina. Fue el primer antibiótico que se desarrolló. La terramicina (1950) y la estreptomicina siguieron a la penicilina.

¿QUÉ ES MICROBIOLOGIA?

La microbiología es la ciencia encargada del estudio de los microorganismos, seres vivos pequeños (de mikros "pequeño", bios, "vida" y logos, "estudio"), también conocidos como microbios. Es la rama de la biología dedicada a estudiar los organismos que son sólo visibles a través del microscopio: organismos procariontes y eucariontes simples. Son considerados microbios todos los seres vivos microscópicos, estos pueden estar constituidos por una sola célula (unicelulares), así como pequeños agregados celulares formados por células equivalentes (sin diferenciación celular); estos pueden ser eucariotas (células con núcleo) tales como hongos y protistas, procariotas (células sin núcleo definido) como las bacterias]. Sin embargo la microbiología tradicional se ha ocupado especialmente de los microorganismos patógenos entre bacterias, virus y hongos, dejando a otros microorganismos en manos de la parasitología y otras categorias de la biología.
Aunque los conocimientos microbiológicos de que se dispone en la actualidad son muy amplios, todavía es mucho lo que queda por conocer y constantemente se efectúan nuevos descubrimientos en este campo. Tanto es así que, según las estimaciones más habituales, sólo un 1% de los microbios existentes en la biosfera han sido estudiados hasta el momento. Por lo tanto, a pesar de que han pasado más de 300 años desde el descubrimiento de los microorganismos, la ciencia de la microbiología se halla todavía en su infancia en comparación con otras disciplinas biológicas tales como la zoología, la botánica o incluso la entomología.
Al tratar la microbiología sobre todo los microorganismos patógenos para el hombre, se relaciona con categorias de la medicina como patología, inmunología y epidemiología.

MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS UPC

BIENVENIDOS TODAS Y TODOS....

ESTE ES UN ESPACIO PARA FACILITAR EL CONOCIMIENTO DE LA CIENCIA DE LA MICROBIOLOGIA A TODOS....

ESPERO QUE LO DISFRUTEN.