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Apuntes de Ciencias Ambientales sobre las Espiroquetas, Aerobias, Anaerobias facultativas y Anaerobias estrictas, Morfología, Aeróbicas/microaerófilas,móviles,helicoidales/vibroides, Géneros representativos.
Tipo: Apuntes
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SECCION 1. Espiroquetas. Gram −. Quimioheterotrofas. Aerobias, anaerobias facultativas y anaerobias estrictas. Se dividen por fisión binaria. Se encuentran en diferentes hábitats: medios acuáticos, suelos, fangos, MB mucosas, mucosas de animales y el hombre.... Se caracterizan por tener una morfología y movilidad poco usuales: Morfología: alargadas y helicoidales ( sacacorchos ). Movilidad: flagelos denominados eudoflagelos, ya que se encuentran dentro del periplasma bacteriano; se insertan en unas estructuras llamadas filamentos axiales, los cuáles pueden englobar de 2 a 200 flagelos. Poseen dos filamentos axiales con sus correspondientes flagelos en el interior. Cada filamento axial se va a originar en un polo de la célula. Este recorre a la bacteria: Debido a los flagelos poseen movimiento por reptación. Se pueden mover en ambientes viscosos, sólidos....incluso ambientes donde otros flagelados no pueden. División: fisión binaria. Cuando se va a iniciar, aparecen dos filamentos axiales nuevos en el centro de la célula; a continuación aparece el tabique de división que divide a la célula en dos; cada célula hija posee un filamento axial nuevo y otro viejo. Género Spirochaeta: sarro dental. Ambientes acuáticos. Género Cristispira: común de ambientes acuáticos. Patógenos de hombres y animales: Treponema pallidum ( sífilis ) , Borrelia, Leptospira. SECCION 2: G−,aeróbicas/microaerófilas,móviles,helicoidales/vibroides. Gram −. Aerobias o microaerofilas. Aparece en ambientes acuáticos, suelos y las hay patógenas ( hombre y animal). Helicoidales y vibroides. Móviles. Géneros representativos:
− Spirillum: ambientes acuáticos y microaerofila. S. Volutans: relativamente grande. − Aquaspirillum: ambientes acuáticos. A. Magnetotactium: posee magnetosomas que son como imanes que le permiten orientarse en un campo magnético. Aerobia. − Oceanospirillum: ambientes marinos con elevadas concentraciones de NaCl. − Azospirillum: típica de suelos, y sobre todo tropicales. Se asocia para fijar N2. − Campylobacter: patógenas de animales y hombres. C. Fetus: provoca abortos en el ganado. C. Fefuni: provoca diarrea en el hombre. − Helicobacter pylovi: patógena. Provoca úlceras gástricas en humanos. − Bdellovibrio: morfología de vibrio ( de coma ). B. Bacteriovorus: se come a sus congéneres; es una de las bacterias más pequeñas conocidas. Puede desplazarse un gran nº de veces por minuto que ninguna otra bacteria. SECCION 4. Bacilos y cocos, gram(−), aerobios. Gram −. La mayoría son quimioheterotrofos, aunque hay algunos fotoheterotrofos. La mayoría son aerobios estrictos, con excepciones. Hábitats: en diferentes, pero las encontraremos sobre todo en el suelo. Usan normalmente la vía de Effner−Duroyov para pasar de glucosas a pirúvico. Géneros representativos: − Pseudomona: bacilo típico con flagelación polar. Sus sp suelen ser bastantes resistentes a la mayoría de antibióticos, por ello encontraremos bastantes sp patógenas para el hombre ( impiden que una herida cicatrice; mucosas de los ojos ). Es muy temida en los hospitales, ya que aguanta las sales biliares ( y por lo tanto el agar MacConkey ). Ps. Aeruginosa: produce un pigmento llamado piocianina, que es fluorescente a la luz UV y es liberado al medio externo. Ps. Denitrificans: es una excepción, ya que es anerobia y usa el nitrato como aceptor final de electrones. − Zooglea: es importante en la descomposición de materia orgánica ( produce CO2 y agua ), y es utilizada para el tratamiento de aguas residuales.
Realizan la glucólisis clásica. Morfología: bacilos cortoscocobacilos ó bacilococos.
Acido−mixta: Con producción de gas. Sin producción de gas. Butanodiólica: Con producción de gas. Sin producción de gas. iC: prueba del citrato. Esta prueba posee importancia taxonómica, ya que muestra si la bacteria es capaz de utilizar el citrato como fuente principal de C. Para que la enterobacteria pueda usar el citrato, tiene que poseer en su membrana una permeasa que permita la entrada del citrato. Para realizarla, sembramos la bacteria en un medio que tenga sólo como fuente de C el citrato.
I M V iC E.Coli + + − − Enterobacter aeruginosus −^ −^ +^ +
La E.Coli no posee la permeasa que hace que el citrato entre. Géneros representativos: − Escherricia coli: hay algunas que pueden producir gastrointeritis; se utiliza como un indicador de contaminación fecal, ya que se encuentra en el intestino de animales homeotermos. − Salmonella: Salmonella typhi: produce las fiebres tifoideas. Salmonella typhimorium: produce la salmonelosis. − Citrobacter: Citrobacter freundii: es un coliforme no fecal. Fijador de N2 de vida libre. − Serratia: Serratia marcescens: posee un color rojizo debido la producción de un pigmento, llamado prodigiosima, que queda retenido en la bacteria. Se llama así, por que antiguamente en las figuras religiosas aparecían manchas rojas que se creían que eran sangre, y eran estas bacterias. − Proteus: Proteus vulgaris: importante descomponedor de materia orgánica. Se encuentra sobre materia orgánica en los suelos. − Yersinia:
un medio con sangre ( Agar sangre ). − Zymomonas: lleva a cabo una activa fermentación, produciendo gran cantidad de alcohol. Es utilizada en México, para obtener un licor llamado Pulque a partir del zumo de un cactus ( Agave ); a partir de este licor se obtiene por destilación el Tequila. SECCION 6. Bacilos anaerobios, Gram (−), rectos, curvados y helicoidales. Quimioheterotrofos. Anaerobios estrictos. Morfología variable. Hábitats: boca y tracto intestinal de animales y humanos. Géneros representativos: − Bacteroides: se encuentra en el sarro y es típico y abundante del intestino. − Fusobacterium: bacilo filamentoso con forma de huso. − Selenomonas: se encuentra en rumiantes. Degrada la celulosa. SECCION 7. Bacterias con reducción desasimilatoria de sulfatos y sulfuros. Realizan la respiración anaerobia utilizando el sulfato como aceptor final de electrones. Tiene bastante importancia en el ciclo biogeoquímico del azufre, ya que el sulfuro de hidrógeno producido ( SO4−2! H2S + e− ), puede ser utilizado como donador de electrones por las bacterias quimilitotrofas ( abundantes en el suelo ) y las bacterias rojas y verdes del azufre, que son fototrofas (SO4−2! H2S ). Se encuentran en ambientes anaerobios ricos en sulfatos como los lodos y fangos del sistema acuático. Son las responsables del color negro de estos lodos y fangos, ya que el sulfuro de hidrógeno producido puede reaccionar con los iones metálicos que en ellos ahí y producir un precipitado de color negruzco ( basado en el principio de Kigler ). En ocasiones pueden originar grandes pérdidas económicas al dar lugar a la corrosión de tuberías enterradas, que reaccionan con el sulfuro de hidrógeno producido por esta clase de bacterias. Géneros representativos: − Desulfovibrio: es la bacteria mejor estudiada. Responsable del color y nombre del Mar Negro. − Desulfobacter. −Desulfococcus. SECCION 8. Cocos anaerobios, Gram (−). Inmóviles. No forman esporas.
Fermentadores. Géneros representativos: − Veillonella: Veillonella párvula: se encuentra en el sarro dentario. SECCION 9. Rickettsias y Chlamydias. Son un grupo bastante particular de Gram − que en un principio se las confundió con virus, debido a su pequeño tamaño. Son parásitos intraintestinales obligados ( al igual que los virus ). Se cultivan en cultivos fribales. Inmóviles. Patógenas para el hombre ( tanto los géneros como las sp's ). Las Rickettsias se dividen por fisión binaria ó simple, y las Chlamydias poseen un ciclo de vida más complejo, en donde alternan 2 formas celulares, que son: Clamidiospora ó cuerpo elemental. Célula vegetativa ó cuerpo reticulado. La forma extracelular es siempre clamiospora, y la forma intracelular es la de Célula vegetativa ( cuando infectan a otra célula ). Las Rickettsias patógenas se transmiten de un hospedador a otro a través de artrópodos. Las Chlamydias patógenas se transmiten de un humano infectado a otro sano. Géneros representativos: − R. Prowazekii: causa el tifus epidémico, y se transmite a través de piojos. Es el peor de todos. − R.Typhi: cuasa el tifus endémico; afecta a núcleos determinados de la población. Se transmite a través de pulgas que infectan a roedores ( las ratas la tienen y se lo pasan a las pulgas ). − C. Trachomatis: produce la enfermedad del tracoma, que puede originar ceguera. También origina la uretritis que es de transmisión sexual ( Mujer embarazada que tiene esta enfermedad al nacer el niño le puede producir ceguera ). SECCION 10. Micoplasma. Es un grupo peculiar de bacterias, ya que no poseen pared celular definida. Todos los estudiados hasta ahora infectan a: humanos, animales y plantas.
S.pyogenes: infecciones y fiebres en humanos ( fiebres reumáticas ). S.pneumoniae: causa la mayoría de las neumonías; se encuentran en la parte alta de las vías respiratorias, si fumamos, bebemos...se pueden llegar a desarrollar. S.lactis: se utiliza para la fabricación del yogurt. − Leuconostoc: anaerobia aerotolerante; suele aparecer como cocos aislados. L.mesenteroides: sintetiza cápsula de dextrano. − Pediococcus: aerotolerante; aparece en tétradas. Streptococcus, pediococcus, leuconostoc y lactobacillus ( sección 14 ), forman el grupo de las bacterias del ácido láctico. Son aerotolerantes. Reciben este nombre debido a que son fermentadores activos ( fermentan el azúcar de la leche dando lugar a ácido láctico mayoritariamente ) y utilizados en la industria láctea. La prueba de la catalasa es − , ya que tienen peroxidasa, y la prueba de la oxidasa es negativa, ya que no tienen cadena de transporte de electrones al fermentar, lo que implica que no poseen ningún citocromo que es lo que detecta la oxidasa. Pueden llevar a cabo dos tipos de fermentaciones: a.Homoláctica: Streptococcus, pediococcus y algunos Lactobacillus. El producto final de la fermentación del azúcar de la leche es exclusivamente Acido láctico. b.Heteroláctica: Leuconostoc, y algunas sp de Lactobacillus. La fermentación del azúcar crea Acido láctico, etanol y CO2. ( Mecanismos en fotocopias ). Enterococcus fecalis se creía un streptococcus, y son buenos indicadores de contaminación fecal, y con ellos se realiza la técnica de la Estreptometría, y se usan medios selectivos para Streptococcus. SECCION 13. Bacilos y cocos, G(+), formadores de endosporas. Quimiheterótrofos. Habitantes normales del suelo; también hay representantes patógenos para el hombre y lo son por que producen exotoxinas ( no la bacteria sino lo que origina ). La localización de la endospora en la célula es muy importante para su clasificación. La mayoría de bacterias formadoras de endosporas son gram +. Podemos distinguir dos grandes grupos:
B.polymyxa: se usa como antibiótico, que es la Polimixina. Hay bastantes sp productoras de antibióticos. B.cereus: típica del suelo; se distingue bastante bien, por que cuando se encuentran en medios sólido forman colonias con aspecto céreo. B.anthracis: carbunco ó ántrax. B.thuringiensis: produce una endospora, que tiene una paraespora ( pegada a la endospora ) que es tóxica para los insectos, y es usada en insecticidas.
SECCION 17. Bacterias nocardiformes. El género más representativa es : Nocardia, es típico del suelo. Las colonias son de tipo estrella con puntas brillantes. Es ácido−alcohol resistente, al poseer ácidos micólicos, por lo tanto está bastante relacionado con las micobacterias. VOLUMEN III. SECCION 18. Bacterias fototrófas anoxigénicas. Fotosíntesis anoxigénica, es decir, necesitan luz pero no O2. Usan como fuente de poder reductor compuestos diferentes al agua, de ahí que no se genere O2. Anaerobios. Ambientes acuáticos profundos y transparentes ( donde llega la luz pero no hay oxígeno ). Se dividen en tres grupos:
Ambas deben utilizar el transporte inverso de electrones para generar el NADH. Este transporte lo deben utilizar la mayoría de las bacterias de esta sección, debido a que sus potenciales son mayores que el del NAD+. Las bacterias nitrificantes se encuentran en ambientes ricos en amoníaco ( descomposición proteica ). La mayoría de suelos son suelos ricos en amoníaco. Son importantes en el ciclo del N2: Descomposición proteica! NH3! NO−2! NO−3! −−bacterias desnitrificantes−− −−−!N2 atm! bacterias fijadoras del N2. Bacterias oxidadoras del azufre: también se las llama incoloras del azufre( para no confundirlas con las rojas y verdes ). Utilizan compuestos reducidos del azufre, que lo oxidan finalmente a sulfato el cual cede sus electrones a la cadena de transporte de electrones y obtenemos ATP. Deben utilizar el transporte inverso de electrones, para poder generar poder reductor. Géneros por excelencia: Thiobacillus. T.ferrooxidans: usa también el Fe como donador de electrones. T.denitrificans: nitrato como donador de electrones. Bacterias del H2: estrictas sólo se conoce un género: Hydrogenobacter que es un termófilo ( incluso vive a 90ºC ). Existen otras bacterias facultativas del H2, y no se incluyen aquí. Deben poseer la enzima: Hidrogenasa ( transmembrana y citosólica ) para poder utilizar el Hidrógeno. Estas bacterias pueden reducir directamente el NAD+, ya que el H2 posee un Eº = −0,41 V, que es menor al del NAD+ que es Eº = −0,32 V. Bacterias oxidadoras de Fe: oxidan el hierro II a hierro III, donde se desprenden electrones que van a la cadena de transporte de electrones para producir la síntesis de ATP. El aceptor final de e− es el O2. El Eº de Fe+2/Fe+3 es de 0,77V y el paso de O2/H20 es de 0,82V, la diferencia de potencial es muy pequeña, por lo que estas bacterias tienen que oxidar mucho Fe+2.Tienen unos tiempos de generación larguísimos ( incluso de 18 horas ) ya que para producir biomasa celular parten de compuestos poco energéticos. También oxidan compuestos de Mn. Géneros representativos: − Thiobacillus ferroxidans. −Siderocapsa. −Ocarobium.
−Siderococcus. Bacterias magnetotácticas: no se encuentran relacionada con la quimiolitotrofía. Poseen magnetosomas, que son una especie de orgánulos que actúan como un iman, y les permite orientarse en un campo magnético. Género representativo: − Aquaspirillum magnetotactium: se encuentra también incluida en la sección II. Es una bacteria acuática con morfología de espirilo. SECCION 25. Arqueas. Son un grupo de bacterias muy antiguo y se las llamaba antiguamente, arcaicobacterias. Forman un grupo muy heterogéneo, ya que el índice de similitud es bajo ( son diferentes entre ellas ). Al M.O no se distinguen, pero fisiológicamente sí. Diferenciamos tres tipos de pared celular: −Arqueas con pared celular constituida por un polímero llamado pseudopeptidoglicano o pseudomureína ( similar al de bacterias ). Se diferencian por los aazúcares que lo constituyen y por que están unidos por enlace (1,3). En bacterias es (1,4). −Arqueas con pared celular formada por capas a base de glicoproteínas. −Arqueas que poseen como pared celular la Capa S o paracristalina, formada por proteínas con simetría hexagonal ( M.E ).
Thermoproteus: grupo V. Elevada Tª. Thermococcus: grupo V. Elevada Tª. VOLUMEN IV. Actinomicetos. Está dedicado a los actinomicetos. Características: Quimioheterótrofas. Gram +. Tendencia a formar micelio, hifas ó células ramificadas. Muchos actinomicetos presentan un crecimiento similar a los hongos; la característica que les diferencia está en el micelio. Algunos tienen micelio simple, llamado micelio a nivel de sustrato; los más evolucionados tienen micelio de sustrato y áereo. Raramente son móviles, si no lo son, sus esporas sí. Poseen distintas variedades de péptidoglicano; a diferencia de las arqueas forman un grupo filogenético compacto ( muy semejantes entre sí ). Un elevado % de C+G. Son estudiadas por su gran importancia industrial, debido a que se utilizan para la producción de antibióticos. Se clasifican en diferentes grupos según la estructura de su peptidoglicano y disposición de esporas: −Nocardia: sección 26. Son ácido−alcohol resistente. Puede formar un micelio transitorio en un momento de su ciclo vital. − Frankia: sección 27. Puede fijar N2 atm en asociación simbiótica con plantas leguminosas. − Micromonospora: sección 28. Típico del suelo. Puede degradar celulosa. SECCION 29. Estreptomicetos. Son el grupo más evolucionado dentro de los actinomicetos. Presentan micelio de sustrato y micelio aéreo. Presentan esporas inmóviles en el extremo de las hifas. La disposición y forma de las esporas tiene carácter taxonómico. Aerobios estrictos. Típicos del suelo. Responsables del olor a tierra mojada ya que producen unas sustancias volátiles llamadas geosminas. No patógenos. Streptomyces : pueden usar una gran variedad de compuestos orgánicos como fuente de C. Producen geosminas. Son fácilmente aislables de una muestra de suelo en el laboratorio, ya que crecen sobre bastante
compuestos orgánicos. Utilizando como medio de cultivo los apropiados, donde la fuente de C sea materia orgánica y con aeración forzada ya que son aerobios ( para favorecer su crecimiento ). Tienen micelio aéreo y micelio de sustrato; normalmente en las hifas del aéreo presenta esporas llamadas: Conidiosporas ( no se desarrollan dentro de un receptáculo ). La característica principal de las sp de éste género, es que la mayoría se utiliza para la producción de antibióticos, así tenemos: −S.griseus: streptomicina. − S.venezaelae: cloranfenicol. − S.kanamyceticus: kanamicina. − S.erithraeus: eritromicina. Característica macroscópica: se las puede reconocer fácilmente, al presentar colores ocres, color pastel; desprenden olor a tierra. 19 Peptidoglicano Cuerpo celular Filamentos axiales Tricomas H Aéreo De sustrato Agar