Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos

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APUNTES MICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS Grado en Nutrición Humana y Dietética Universidad de Lleida AprenAI 2026-2027 Apuntes completos de Microbiología y Parasitología de los Alimentos: estructura procariota y eucariota, virus, metabolismo, genética, toxinas e inmunología.

APREN.AI Índice 1 Introducción al mundo microbiano y dominios de la vida Impacto ecológico, biogeoquímico y biotecnológico Atributos esenciales y facultativos de la vida celular Clasificación biológica y los tres dominios filogenéticos La célula procariota 2 Morfología, membrana y pared celular Morfología celular procariota y relación superficie-volumen Membrana plasmática: bacterias frente a arqueas El peptidoglicano o mureína: arquitectura molecular Envoltura celular: Gram positivas frente a Gram negativas Paredes anómalas y susceptibilidad a la lisozima 3 Citoplasma, apéndices externos y endosporas Matriz citoplasmática: ribosomas, citoesqueleto y nucleoide Cuerpos de inclusión y reservas metabólicas Estructuras externas: glucocálix y capa S Apéndices superficiales: locomoción y transferencia genética Endosporas bacterianas: ultraestructura y resistencia biológica 4 La célula eucariota microbiana — Hongos y protozoos 1.

Organización eucariota microbiana y bioenergética especializada 2. Biología y fisiología general de los hongos 3. Morfología, desarrollo fúngico y taxonomía básica 4. Protozoos: estructura celular, alimentación y motilidad 5. Ciclos vitales, enquistamiento y transmisión 5 Virología — Estructura, ciclos biológicos y virus de transmisión alimentaria Naturaleza vírica y rasgos distintivos frente al mundo bacteriano Arquitectura del virión y diversidad genómica Multiplicación de bacteriófagos: ciclo lítico frente a lisogénico Cinética multiplicativa y dinámica en virus animales Virus entéricos y patología de transmisión alimentaria Genética bacteriana 6 Cromosoma, mutagénesis y plásmidos 1.

Organización del genoma y replicación cromosómica 2. Variabilidad genética y mutaciones puntuales 3. Mutagénesis, fenotipos mutantes y el test de Ames Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 1 4. Plásmidos bacterianos y funciones accesorias 7 Transferencia genética horizontal y transposición 1. Principios de recombinación y transformación bacteriana 2. Transducción mediada por bacteriófagos 3. Conjugación, plásmido F y cepas Hfr 4.

Factores R y mecanismos moleculares de transposición Metabolismo bacteriano 8 Tipos tróficos y vías catabólicas Clasificación trófica de las bacterias Mecanismos de síntesis de ATP: fosforilación oxidativa frente a sustrato Cadenas respiratorias ramificadas en bacterias Catabolismo respiratorio de macromoléculas Rutas fermentativas microbianas y balance redox Aplicación industrial y microbiología diagnóstica 9 Transporte de nutrientes y regulación génica Mecanismos de transporte de solutos en la membrana bacteriana Translocación de grupo: el sistema fosfotransferasa (PEP-PTS) Niveles de modulación celular: actividad enzimática frente a síntesis proteica Regulación de la expresión génica en operones catabólicos y biosintéticos 10 Crecimiento microbiano — Dinámica poblacional y métodos de cuantificación Dinámica poblacional y cinética en cultivo cerrado (batch) Métodos directos de cuantificación microscópica total Métodos de recuento de células viables Estimación indirecta de biomasa mediante turbidimetría espectrofotométrica Control del crecimiento microbiano 11 Factores ambientales y métodos físicos Influencia de los factores ambientales en el desarrollo microbiano El oxígeno molecular y la toxicidad de las especies reactivas (ROS) Terminología del control microbiano y agentes lesivos Métodos físicos de control del crecimiento 12 Agentes químicos, quimioterápicos y resistencia Agentes químicos: desinfectantes y antisépticos Mecanismos de resistencia bacteriana a agentes químicos Quimioterápicos y antibióticos: espectro y dinámica poblacional Ensayos de susceptibilidad e interacciones farmacológicas Dianas moleculares de los agentes quimioterápicos Mecanismos de resistencia y factores R Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 2 Microbiología humana 13 Microbiota normal y patogénesis Relaciones hospedador-microorganismo y conceptos patogénicos Origen y distribución anatómica de la microbiota humana Gradientes del tracto respiratorio y tracto gastrointestinal Tracto urogenital y delimitación de esterilidad Etapas de la patogénesis y limitación de nutrientes Invasividad frente a toxicidad: bacteriemia y septicemia 14 Toxinas bacterianas y factores de virulencia Toxigenicidad microbiana: conceptos clave Exotoxinas frente a endotoxinas Fisiopatología de las endotoxinas y riesgo de choque endotóxico Mecanismos de acción en neurotoxinas A-B: botulismo frente a tétanos Enterotoxina colérica y desequilibrio iónico intestinal Factores de virulencia coordinados en Salmonella entérica 15 Inmunología — Respuesta inespecífica, específica y evasión patogénica Barreras inespecíficas y fagocitosis oxidativa Inmunidad adaptativa y reconocimiento antigénico Complejo Mayor de Histocompatibilidad: vía MHC-I y vía MHC-II Activación del sistema del complemento y lisis de membrana Desregulación patogénica mediada por superantígenos 16 Resumen para repasar Estructura celular microbiana y taxonomía Eucariotas microbianos y virología Genética y metabolismo bacteriano Crecimiento, control microbiano e inmunología Soluciones de las preguntas de repaso Estos apuntes pueden contener errores u omisiones.

Son un material de apoyo y no sustituyen al temario oficial ni al profesorado: contrasta la información importante. Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 3 1 Introducción al mundo microbiano y dominios de la vida AL ACABAR SABRÁS Definir el objeto de estudio de la microbiología y su relevancia ecológica y biotecnológica. Distinguir las características universales de las facultativas de la vida celular. Comparar los dominios Bacteria, Archaea y Eucarya atendiendo a criterios celulares y moleculares. Diferenciar las entidades celulares de los virus acelulares. PIÉNSALO ANTES DE LEER 1 ¿Por qué los virus no pueden considerarse procariotas a pesar de ser microscópicos?

La microbiología es la disciplina científica dedicada al estudio de los microorganismos, entidades biológicas de dimensiones diminutas que resultan invisibles a simple vista. Estos organismos presentan una organización biológica sencilla basada en formas unicelulares, por lo que carecen de tejidos y de células con diferenciación compleja. ESQUEMA Organización del mundo microbiano Impacto ecológico, biogeoquímico y biotecnológico Los microorganismos representan la fracción viva más numerosa y diversa de la biosfera. Ocupan prácticamente la totalidad de los nichos ecológicos del planeta y desempeñan un rol insustituible en el sostenimiento de la vida.

Gran parte de la biomasa total de carbono y nitrógeno de la Tierra está constituida por bacterias. Entidades biológicas Formas de estudio en microbiología Entidades celulares Organización celular autónoma Dominio Bacteria Procariotas con peptidoglicano Dominio Archaea Procariotas con enlaces éter Dominio Eucarya Células con núcleo y orgánulos Entidades acelulares Virus y agentes sin membrana Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 4 Su actividad resulta determinante en múltiples ámbitos: Ciclos biogeoquímicos: actúan como agentes indispensables en el reciclaje de nutrientes esenciales.

Suministro de nutrientes: muchos grupos realizan la fotosíntesis (como las cianobacterias productoras de oxígeno), y en el tracto digestivo de animales aportan compuestos vitales como la vitamina B12. Biotecnología e industria alimentaria: se aprovechan en la elaboración de alimentos fermentados, bebidas, fármacos, antibióticos. Aunque históricamente se asocian al origen de patologías e infecciones, la gran mayoría de las especies bacterianas no son patógenas. Esquema de las aplicaciones biotecnológicas, ambientales y clínicas de los microorganismos. COMPRUEBA 2 ¿Por qué la mayor parte de las bacterias no deben catalogarse como perjudiciales?

Atributos esenciales y facultativos de la vida celular Todos los organismos celulares comparten una serie de funciones biológicas universales, a las que se suman otras capacidades específicas presentes solo en ciertos linajes. Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 5 Propiedad celular Tipo Descripción funcional Metabolismo Universal Captación de nutrientes del entorno químico, transformación intracelular y expulsión de residuos; la célula opera como un sistema abierto. Reproducción Universal Generación de nuevas células a partir del material preexistente. Evolución Universal Variación hereditaria a lo largo de generaciones.

Se postula que las primeras moléculas genéticas primitivas consistían en cadenas sencillas de ARN. Diferenciación Facultativa Formación de estructuras especializadas transitorias, como la esporulación bacteriana en condiciones adversas. Comunicación Facultativa Emisión e interpretación de señales químicas entre células vecinas de una población. Movimiento Facultativa Desplazamiento autónomo generado por la propia célula o pasivo por corrientes ambientales. COMPRUEBA 3 ¿En qué se distingue una propiedad celular universal de una facultativa?

Clasificación biológica y los tres dominios filogenéticos La taxonomía tradicional agrupaba a los seres vivos en cinco reinos clásicos: Monera, Protista, Fungi, Plantae y Animalia, distribuyendo a los microorganismos celulares en los tres primeros. No obstante, Carl Woese revolucionó este esquema mediante el estudio comparativo de las secuencias de ARN ribosomal (ARNr), estableciendo un árbol filogenético universal compuesto por tres dominios: Bacteria, Archaea y Eucarya. Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 6 Árbol filogenético universal que representa los tres dominios de la vida.

Dentro del mundo microbiano coexisten formas celulares y entidades biológicas acelulares: Característica Dominio Bacteria Dominio Archaea Dominio Eucarya Virus (acelulares) Organización celular Procariota unicelular Procariota unicelular Eucariota (unicelular o pluricelular) Acelular (carecen de membrana celular propia) Envoltura nuclear Ausente Ausente Presente (núcleo definido) Ausente Orgánulos citoplasmáticos Ausentes Ausentes Presentes y compartimentados Ausentes Pared y membrana lipídica Pared celular con peptidoglicano; enlaces éster con ácidos grasos Sin peptidoglicano; enlaces éter con cadenas isoprenoides Pared sin peptidoglicano; enlaces éster con ácidos grasos Sin estructura celular; cápsida proteica protectora Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 7 Característica Dominio Bacteria Dominio Archaea Dominio Eucarya Virus (acelulares) Patogenicidad Mayoría inocua; algunas patógenas Sin especies patógenas conocidas Hongos y protozoos patógenos conocidos Estrictamente parásitos intracelulares causantes de daño Hábitats típicos Amplio rango ambiental Ambientes extremos (altas temperaturas, salinidad) y digestivos Medios acuáticos, terrestres y asociados a huéspedes Dependientes de un hospedador diana PARA RECORDARLO Bacteria y Eucarya comparten enlaces éster, mientras que Archaea utiliza enlaces éter con unidades isoprenoides en su membrana.

Además, Archaea no contiene peptidoglicano en su pared, lo que la distancia radicalmente de Bacteria pese a compartir morfología procariota. ERROR FRECUENTE Es un error clásico de examen catalogar a los virus como células procariotas o como organismos vivos independientes dotados de metabolismo propio. Los virus son agentes acelulares carentes de membrana celular, ribosomas y maquinaria metabólica autónoma, por lo que no se incluyen en ninguno de los tres dominios filogenéticos de la vida celular. IDEAS CLAVE La microbiología abarca organismos microscópicos unicelulares desprovistos de tejidos diferenciados.

La gran mayoría de las especies bacterianas no son patógenas y sostienen ciclos biogeoquímicos fundamentales. El metabolismo, la reproducción y la evolución son propiedades celulares universales, mientras que la motilidad, la diferenciación y la comunicación son facultativas. El sistema filogenético de Carl Woese organiza la vida en tres dominios (Bacteria, Archaea y Eucarya) empleando secuencias de ARNr. Las membranas de Archaea se caracterizan por presentar enlaces éter e isoprenoides, diferenciándose de las bacterias y los eucariotas. Los virus constituyen entidades biológicas acelulares estrictamente dependientes de células hospedadoras para multiplicarse.

Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 8 COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 4. ¿En qué macromolécula se basa la clasificación en tres dominios propuesta por Carl Woese? 5. ¿Qué distinción química fundamental existe entre los lípidos de membrana de Bacteria y Archaea? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 6. ¿Cuál de las siguientes propiedades celulares es estrictamente universal? 7. ¿Qué rasgo distingue a las arqueas del dominio Bacteria? 8. ¿Por qué los virus no se clasifican dentro de los tres dominios celulares? 9. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las bacterias es correcta según la biosfera?

Comunicación intercelular a) Esporulación b) Metabolismo c) Movilidad flagelar d) Presencia de envoltura nuclear a) Carencia de peptidoglicano en su pared b) Presencia de orgánulos citoplasmáticos c) Organización celular pluricelular d) Porque poseen únicamente pared bacteriana a) Porque proceden únicamente de algas b) Porque son entidades acelulares sin metabolismo propio c) Porque carecen de material genético d) La inmensa mayoría causa patologías graves a) Poseen enlaces éter en su membrana b) Forman tejidos complejos y diferenciados c) Comprenden la mayor parte del C y N del planeta d) Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 9 2 Morfología, membrana y pared celular AL ACABAR SABRÁS Calcular y justificar el impacto biológico de la relación superficie/volumen en el metabolismo microbiano.

Diferenciar la composición lipídica de las membranas citoplasmáticas entre Bacteria y Archaea. Describir la organización molecular del peptidoglicano y la naturaleza de sus componentes exclusivos. Comparar estructuralmente las envolturas de las bacterias Gram positivas y Gram negativas. PIÉNSALO ANTES DE LEER 10 ¿Por qué las bacterias alcanzan velocidades de división celular mucho más rápidas que las células eucariotas animales de gran tamaño? Morfología celular procariota y relación superficie-volumen Las bacterias exhiben una diversidad morfológica definida por su envoltura externa.

Entre las formas fundamentales encontramos los cocos (células esféricas), los bacilos (células cilíndricas o en bastón), los cocobacilos (bacilos cortos ovales), los vibrios (bacilos curvados con aspecto de coma), los espirilos (células helicoidales u onduladas rígidas) y las redes de filamentos miceliales multinucleados. Las agrupaciones celulares dependen del plano de división. En los cocos, la división celular en un único eje produce parejas (diplococos) o cadenas lineales (estreptococos); la partición en dos ejes perpendiculares genera tétradas; y las divisiones en múltiples planos aleatorios dan lugar a racimos irregulares (estafilococos).

La célula procariota 2 Morfología, membrana y pared celular 3 Citoplasma, apéndices externos y endosporas Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 10 Diagrama de tamaños y morfologías celulares procariotas en comparación proporcional. El diámetro celular habitual oscila entre 0,5 y 2 µm. El límite inferior de tamaño procariota lo condiciona el volumen mínimo indispensable para albergar el material genético compactado, ribosomas y macromoléculas vitales. Ser microscópico confiere una propiedad biofísica determinante: una elevada relación superficie/volumen ( ). PARA RECORDARLO Si consideramos una célula esférica de radio , el área es y el volumen es .

Su cociente resulta: A menor radio celular, mayor es la superficie relativa disponible por unidad de citoplasma. Un cociente alto optimiza el flujo de entrada de nutrientes solubles y la excreción acelerada de productos de desecho a través de la membrana. Al abastecer metabólicamente el citoplasma con mayor rapidez, las bacterias alcanzan velocidades de biosíntesis y de división celular muy superiores a las de organismos de gran volumen. COMPRUEBA 11 ¿Por qué una bacteria de menor radio sintetiza y se multiplica con mayor rapidez que una de mayor tamaño en las mismas condiciones?

S/V r S = 4πr2 V = πr 3 4 3 = V S r 3 S/V Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 11 Membrana plasmática: bacterias frente a arqueas La membrana plasmática procariota se organiza según el modelo del mosaico fluido: una bicapa lipídica anfipática combinada con proteínas integrales y periféricas. Carece mayoritariamente de esteroles como el colesterol humano; en su lugar, las bacterias estabilizan su estructura mediante hopanoides, moléculas pentacíclicas de naturaleza esteroidea que modulan la rigidez y fluidez de la bicapa según la temperatura ambiental.

La membrana plasmática procariota centraliza múltiples cometidos funcionales: actúa como barrera permeable selectiva para la retención citoplasmática, ancla complejos enzimáticos de transporte y biosíntesis de los componentes de la pared, y sostiene la cadena de transporte de electrones para la conservación de energía (véase «Metabolismo bacteriano — Tipos tróficos y vías catabólicas»), supliendo la ausencia de mitocondrias. En su superficie interna pueden observarse invaginaciones lamelares denominadas mesosomas.

Entre los dominios Bacteria y Archaea (véase «Introducción al mundo microbiano y dominios de la vida») existen diferencias químicas sustanciales en la arquitectura de membrana: Parámetro estructural Bacterias Arqueas Tipo de enlace glicérico Enlace éster Enlace éter Cadenas hidrofóbicas Ácidos grasos lineales Cadenas isoprenoides ramificadas Organización de la capa Bicapa lipídica estricta Bicapa o monocapa lipídica continua Resistencia fisicoquímica Sensible a degradación térmica extrema Elevada estabilidad ante temperaturas y presiones límite En arqueas termófilas e hiperbarófilas, los extremos de las cadenas isoprenoides opuestas se unen covalentemente, originando una monocapa lipídica rígida que impide la disgregación de la envoltura en medios extremos.

COMPRUEBA 12 ¿Qué dos rasgos químicos distinguen los lípidos de membrana de las bacterias respecto a los de las arqueas? El peptidoglicano o mureína: arquitectura molecular La casi totalidad de las bacterias rodea su membrana plasmática con una pared rígida cuya estructura base es el peptidoglicano (o mureína). Esta macromolécula consiste en cadenas lineales de heteropolisacáridos formadas por la alternancia periódica de dos aminoazúcares: N- acetilglucosamina (NAG) y ácido N-acetilmurámico (NAM), ensamblados consecutivamente mediante un enlace glucosídico beta-1,4.

Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 12 Desde el grupo carboxilo de cada residuo de NAM pende una cadena corta peptídica. Dos componentes bioquímicos constituyen señas exclusivas del peptidoglicano en el mundo biológico: el ácido meso-diaminopimélico (DAP) y la incorporación funcional de D-aminoácidos (como la D-alanina y el ácido D-glutámico), ausentes en las proteínas convencionales. DEFINICIÓN El peptidoglicano es un polímero poroso y elástico integrado por cadenas paralelas de polisacáridos (NAG-NAM) unidas transversalmente por enlaces peptídicos intercatenarios, confiriendo rigidez morfológica y resistencia contra la lisis osmótica.

La unión transversal entre hebras de glucano varía según el grupo bacteriano: Gram negativas: enlace directo entre el grupo amino del DAP en posición 3 de una cadena peptídica y la D-alanina en posición 4 de la cadena vecina; la quinta D-alanina terminal se libera durante la transpeptidación. Gram positivas: la posición 3 suele estar ocupada por L-lisina en lugar de DAP, conectándose con la D-alanina vecina mediante un puente de intercruzamiento polipeptídico, como el puente de pentaglicina característico de Staphylococcus aureus. COMPRUEBA 13 ¿Cuáles son las dos unidades químicas exclusivas de las bacterias presentes en la estructura del peptidoglicano?

Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 13 Envoltura celular: Gram positivas frente a Gram negativas Esquema ultraestructural comparando la envoltura celular de bacterias Gram positivas y Gram negativas. La pared de las bacterias Gram positivas destaca por su homogeneidad y grosor (20 a 80 nm). Está formada en un 90% por peptidoglicano dispuesto en múltiples capas superpuestas. Atravesando este retículo se disponen los ácidos teicoicos (polímeros de glicerol-fosfato o ribitol-fosfato unidos por enlaces fosfodiéster) y los ácidos lipoteicoicos, que anclan la gruesa trama a la membrana citoplasmática subyacente.

Los grupos fosfato otorgan una acusada carga neta negativa a la superficie celular e intervienen en la fijación de iones y la patogenicidad. Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 14 Diagrama molecular de la pared de Gram positivas con ácidos teicoicos y lipoteicoicos. Por el contrario, la pared celular de las bacterias Gram negativas presenta una organización multicapa más compleja. El peptidoglicano es muy fino (constituye únicamente el 10% de la envoltura) y se localiza inmerso dentro del espacio periplásmico: un compartimento acuoso delimitado entre la membrana plasmática interna y una membrana externa asimétrica adicional.

La hoja externa de esta membrana externa está dominada por el lipopolisacárido (LPS), una macromolécula constituida por tres dominios: La membrana externa actúa como un filtro molecular de permeabilidad selectiva frente a sales biliares y compuestos hidrofóbicos. Para permitir el tránsito de nutrientes hidrofílicos esenciales e iones, la membrana externa dispone de trímeros proteicos transmembranales llamados porinas, que delimitan canales acuosos inespecíficos. Además, la lipoproteína de Braun fija mecánicamente la membrana externa al peptidoglicano inferior. Lípido A: porción hidrofóbica insertada en la bicapa, formada por glucosaminas fosforiladas unidas a ácidos grasos.

Representa la endotoxina bacteriana. 1 Polisacárido central (core): estructura oligosacarídica intermedia y conservada que incluye azúcares específicos como el KDO. 2 Antígeno O (cadena específica O): porción hidrofílica externa compuesta por secuencias repetidas de poliazúcares que varían entre cepas bacterianas y modulan la respuesta serológica. 3 Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 15 ESQUEMA Arquitectura de la envoltura en bacterias clásicas ERROR FRECUENTE Confundir la permeabilidad de la membrana plasmática con la de la pared celular. El peptidoglicano es una malla laxa ampliamente permeable a iones y metabolitos solubles ordinarios.

La auténtica barrera de exclusión hidrofóbica y de permeabilidad en las Gram negativas la aporta la membrana externa con su capa de LPS y sus porinas selectivas, nunca el grosor del peptidoglicano en sí. Paredes anómalas y susceptibilidad a la lisozima Existen excepciones clave en el panorama de la envoltura procariota. El género Mycobacterium (responsable de patologías como la tuberculosis) presenta una pared atípica dotada de peptidoglicano combinado con arabinogalactanos y recubierto por una densa capa cerosa de ácidos micólicos, lo que impide su tinción habitual de Gram y obliga al uso de métodos ácido-alcohol resistentes.

Por otra parte, los microorganismos del género Mycoplasma (asociados a cuadros respiratorios como la neumonía) carecen por completo de pared celular de peptidoglicano. Para conservar la estabilidad osmótica en tejidos animales, incorporan esteroles ambientales directamente en su membrana plasmática.

La integridad del peptidoglicano resulta indispensable para la supervivencia de bacterias convencionales bajo condiciones hipotónicas normales, donde la presión de turgencia interna provocaría la lisis celular por influjo masivo de agua: DEFINICIÓN La lisozima es una enzima hidrolítica presente en fluidos corporales animales (como saliva y lágrimas) que escinde de forma específica los enlaces glucosídicos beta-1,4 entre el ácido N- acetilmurámico y la N-acetilglucosamina del peptidoglicano.

Gram positivas Pared gruesa monoestratificada Peptidoglicano (90%) Red densa de 20 a 80 nm Ácidos teicoicos Polímeros con carga negativa neta Gram negativas Envoltura pluriestratificada y compleja Peptidoglicano (10%) Capa fina periplásmica Membrana externa Asimétrica con porinas integrales LPS (endotoxina) Lípido A, core y antígeno O Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 16 Cuando la lisozima actúa sobre bacterias Gram positivas en un medio hipotónico, la pared se degrada y la entrada neta de agua provoca la explosión de la célula por lisis osmótica.

Si la digestión enzimática se efectúa experimentalmente en una solución isotónica, la célula desprovista de pared permanece intacta como una esfera viable y osmosensible denominada protoplasto. Debido a que Mycoplasma no posee pared celular ni sintetiza peptidoglicano, resulta por completo refractario e insensible tanto a la digestión por lisozima como al bloqueo biosintético inducido por antibióticos betalactámicos (véase «Control del crecimiento microbiano — Agentes químicos, quimioterápicos y resistencia»). COMPRUEBA 14 ¿Por qué la lisozima resulta completamente ineficaz para inhibir o lisar a las especies del género Mycoplasma?

IDEAS CLAVE La elevada relación superficie/volumen en bacterias optimiza el transporte de nutrientes y acelera la velocidad de proliferación celular. Las bacterias emplean lípidos con enlaces éster y ácidos grasos junto con hopanoides en su membrana, mientras que las arqueas utilizan enlaces éter con cadenas isoprenoides ramificadas. El peptidoglicano consiste en hebras alternadas de NAG y NAM unidas por enlaces glucosídicos beta-1,4 y estabilizadas por cadenas peptídicas ricas en D-aminoácidos y DAP.

Las bacterias Gram positivas poseen una pared gruesa (90% peptidoglicano) con ácidos teicoicos y lipoteicoicos; las Gram negativas poseen una capa fina (10%) contenida en el periplasma y una membrana externa asimétrica con LPS y porinas. La lisozima destruye la pared bacteriana al romper el enlace beta-1,4 del peptidoglicano, pero Mycoplasma es insensible al carecer totalmente de pared celular. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 15. ¿De qué manera influye la relación superficie/volumen en la velocidad de replicación microbiana? 16. ¿Cuáles son las diferencias fundamentales entre la pared celular de una bacteria Gram positiva y una Gram negativa? 17.

¿Por qué un cultivo de Mycoplasma no experimenta lisis celular al entrar en contacto con lisozima? Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 17 LA CÉLULA PROCARIOTA 3 Citoplasma, apéndices externos y endosporas AL ACABAR SABRÁS Diferenciar los orgánulos citoplasmáticos y las inclusiones de reserva según su función biológica. Distinguir funcional y estructuralmente entre flagelos rotatorios, fimbrias adhesivas y pili de conjugación. Describir la biogénesis y los estratos ultraestructurales de la endospora bacteriana. Explicar las bases moleculares de la resistencia física de la endospora mediada por SASP y dipicolinato cálcico.

PIÉNSALO ANTES DE LEER 18 ¿Por qué un ciclo prolongado de agua hirviendo a 100 °C puede esterilizar un cultivo de Escherichia coli pero es incapaz de inactivar esporas de Bacillus o Clostridium? La célula procariota carece de compartimentación nuclear y de orgánulos membranosos clásicos. Sin embargo, su interior y su superficie presentan un alto grado de organización estructural y funcional adaptado a la supervivencia y al aprovechamiento eficiente de nutrientes. Esquema de la organización anatómica interna y externa en bacterias procariotas.

Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 18 Matriz citoplasmática: ribosomas, citoesqueleto y nucleoide La matriz citoplasmática es una disolución acuosa concentrada que alberga biomoléculas esenciales, iones y la maquinaria biosintética celular. En este medio se encuentran inmersos los ribosomas 70S, equivalentes en tamaño a los ribosomas de las mitocondrias. Cada ribosoma procariota está formado por dos subunidades: una subunidad mayor 50S y una subunidad menor 30S. Aunque las bacterias no poseen los microtúbulos ni los microfilamentos típicos de los eucariotas, sí disponen de un citoesqueleto procariota.

Este sistema cuenta con proteínas homólogas funcionales a la actina y la tubulina humana. Su función principal consiste en proporcionar soporte estructural a la célula y actuar como vías para el transporte intracelular. El material genético bacteriano se organiza en una región no delimitada por membrana denominada nucleoide. Su masa química está compuesta aproximadamente por un 60 % de ADN, un 30 % de ARN y un 10 % de proteínas no histónicas que empaquetan y protegen la molécula. Las bacterias presentan un único cromosoma de doble cadena circular. Esta topología cerrada carece de telómeros, lo que previene de forma intrínseca la degradación de los extremos por exonucleasas.

COMPRUEBA 19 ¿Por qué la ausencia de telómeros en las bacterias no genera problemas de degradación en los extremos de su ADN? Cuerpos de inclusión y reservas metabólicas Los cuerpos de inclusión son gránulos de reserva osmóticamente inertes rodeados por una monocapa lipídica o pseudomembrana. Permiten acumular nutrientes en fases de exceso para consumirlos en épocas de carestía: Poli-beta-hidroxibutirato (PHB): polímero lipídico de reserva de carbono exclusivo del dominio bacteriano. La célula procariota también puede reservar glucosa en forma de glucógeno. Gránulos de cianoficina: polímeros formados por los aminoácidos arginina y ácido aspártico, empleados como reserva de nitrógeno.

Polifosfatos: acúmulos inorgánicos insolubles de fosfato (gránulos metacromáticos o de volutina) para síntesis de nucleótidos y transferencia energética. Gránulos de azufre: inclusiones de azufre elemental en bacterias con metabolismo oxidativo de compuestos sulfurados. Magnetosomas: partículas cristalinas ricas en óxidos de hierro o magnesio que guían el desplazamiento celular según las líneas del campo magnético terrestre. Vesículas de gas: cilindros huecos de composición proteica presentes en procariotas acuáticos. Proporcionan flotabilidad para situarse a la profundidad óptima de radiación luminosa o concentración de oxígeno.

COMPRUEBA 20 ¿Qué papel fisiológico cumplen las vesículas de gas y de qué naturaleza química están constituidas? Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 19 Estructuras externas: glucocálix y capa S Por fuera de la pared celular (véase «La célula procariota — Morfología, membrana y pared celular»), muchos procariotas presentan cubiertas mucosas o proteicas opcionales: DEFINICIÓN El glucocálix es una cubierta superficial externa constituida principalmente por polímeros de polisacáridos o mezclas de poliazúcares y lipoproteínas.

Cuando conforma una estructura rígida y organizada que delimita netamente a la bacteria, se denomina cápsula; si se organiza como una matriz difusa, blanda y desestructurada, recibe el nombre de capa mucosa. El glucocálix desempeña tres funciones primordiales: proteger a la célula frente a la desecación ambiental, evitar la pérdida de iones y nutrientes, y bloquear la fagocitosis por parte del sistema inmunitario del hospedador. Además, media la unión de las células a sustratos orgánicos e inorgánicos, impulsando la formación de agregados complejos conocidos como biofilms. Esquema del desarrollo secuencial de un biofilm microbiano en superficies.

Un biofilm surge a través de un proceso coordinado en el que las primeras bacterias colonizadoras se fijan a una superficie húmeda. Posteriormente, sintetizan abundante material extracelular pegajoso, proliferan y atraen a otros microorganismos pertenecientes a diversas especies e incluso reinos, estableciendo una lámina biológica madura y resistente con canales de distribución de nutrientes. Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 20 La capa S (capa superficial paracristalina) es un ensamblaje regular y bidimensional formado por proteínas o glicoproteínas que simula un embaldosado o mosaico protector.

Aparece en numerosas bacterias y de forma destacada en arqueas (véase «Introducción al mundo microbiano y dominios de la vida»), en las que habitualmente ejerce de única estructura envolvente rígida directamente anclada sobre la membrana plasmática celular. COMPRUEBA 21 ¿Qué diferencias morfológicas y funcionales existen entre la cápsula bacteriana y la capa mucosa? Apéndices superficiales: locomoción y transferencia genética Las bacterias extienden al exterior filamentos cilíndricos con cometidos especializados de motilidad, adherencia o intercambio de material génico.

Estructura Composición Función biológica Características mecánicas o celulares Flagelo Subunidades de flagelina Locomoción rotatoria dirigida Responde a gradientes de quimiotaxia y fototaxia mediante un motor basal Fimbrias Proteínas de adhesión Anclaje y adherencia Filamentos cortos y abundantes que facilitan la colonización y el biofilm Pili sexual Filamentos de pilina Conjugación bacteriana Túbulos largos y huecos propios de Gram negativas para transferir ADN Diagrama del cuerpo basal y anclaje del flagelo en Gram negativas.

Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 21 El flagelo bacteriano no se ondula, sino que actúa como una hélice impulsada por un motor molecular que gira sobre su eje. En bacterias Gram negativas, el cuerpo basal presenta una zona de inserción en la cubierta celular, mientras que en las Gram positivas presenta dos. Este motor permite responder tácticamente acercándose a estímulos favorables o alejándose de repelentes (quimiotaxia o fototaxia). Los pili sexuales son apéndices rígidos característicos de las bacterias Gram negativas codificados por factores plasmídicos.

Median el contacto físico estrecho entre una célula donadora y una receptora en el proceso de conjugación bacteriana (véase «Genética bacteriana — Transferencia genética horizontal y transposición»), estableciendo un puente que permite la transferencia horizontal del ADN. COMPRUEBA 22 ¿Por qué el motor basal del flagelo de una bacteria Gram negativa tiene cuatro anillos y el de una Gram positiva únicamente dos? Endosporas bacterianas: ultraestructura y resistencia biológica Ciertas bacterias del filo Bacillota (bacterias Gram positivas) pueden diferenciarse hacia una forma celular metabólicamente inactiva y deshidratada: la endospora bacteriana.

Se trata de un mecanismo exclusivo de latencia celular extrema diseñado para resistir agresiones ambientales intensas como calor, desecación, agentes tóxicos y radiaciones ultravioleta. ERROR FRECUENTE La esporulación no es un método de reproducción ni de incremento poblacional. Una única bacteria vegetativa produce una única endospora y la célula madre se destruye durante la lisis final. No hay multiplicación celular; es una estrategia de pura supervivencia y latencia temporal.

La ultraestructura concéntrica de la endospora garantiza una impermeabilidad y protección casi infranqueables: Núcleo o core interno: alberga el nucleoide diploide transitorio o condensado, ribosomas inactivos y una pared celular rudimentaria. Se encuentra profundamente deshidratado. 1 Córtex (corteza): capa gruesa de peptidoglicano con entrecruzamiento modificado que rodea la membrana interna. 2 Cubierta o cutícula proteica: matriz rica en enlaces disulfuro impermeable a reactivos químicos y enzimas líticas, procedente del reciclaje de materiales celulares. 3 Exosporio: lámina membranosa externa delgada de composición lipoproteica.

4 Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 22 PROCESO Morfogénesis y desarrollo de la endospora bacteriana La resistencia del núcleo descansa en factores bioquímicos únicos. El dipicolinato cálcico (complejo formado entre el ácido dipicolínico y cationes calcio ) representa hasta un 10-15 % del peso seco de la espora; se intercala en las bases nitrogenadas, deshidrata el citoplasma esporal y confiere termorresistencia protegiendo las cadenas de ADN.

En paralelo, las proteínas SASP (proteínas ácido- solubles pequeñas) se unen con fuerza al ADN transformándolo a una conformación que inhibe la formación de dímeros de timina por radiación ultravioleta y resguarda la integridad genética frente a roturas térmicas. COMPRUEBA 23 ¿Qué dos componentes moleculares exclusivos garantizan la protección del ADN nuclear frente al calor y la radiación UV en la endospora?

Detección de estrés La célula detiene la división y replica su cromosoma circular 1 Tabique asimétrico Invaginación de membrana que aísla el ADN en la pre-espora 2 Englobamiento celular La membrana materna rodea por completo a la pre-espora interna 3 Síntesis del córtex Depósito de peptidoglicano entre las membranas e inclusión de dipicolinato 4 Cubierta y exosporio Adición de proteínas protectoras insolubles sobre la cubierta 5 Lisis y liberación Muerte de la célula vegetativa madre y salida de la endospora libre 6 Ca2+ Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 23 IDEAS CLAVE Los ribosomas procariotas son de tamaño 70S y están formados por las subunidades 50S y 30S.

El cromosoma bacteriano es único, haploide y circular, prescindiendo de telómeros para evitar la degradación de sus extremos. Las bacterias acumulan reservas osmóticamente inertes en inclusiones citoplasmáticas como gránulos de PHB, glucógeno, polifosfatos o cianoficina. El glucocálix organiza cápsulas antifagocíticas o capas mucosas que intervienen activamente en el establecimiento de biofilms mixtos. El flagelo bacteriano proporciona propulsión rotatoria guiada por quimiotaxia, diferenciándose de las fimbrias adhesivas y del pili sexual de conjugación.

La endospora es una estructura de latencia metabólica e hiperresistencia (mediada por dipicolinato cálcico y proteínas SASP), no un proceso de división reproductiva. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 24. ¿En qué se diferencia fundamentalmente la función biológica de una fimbria de la de un pili sexual en bacterias Gram negativas? 25. ¿Por qué la deshidratación extrema del núcleo de la endospora favorece su supervivencia frente a temperaturas de ebullición? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 26. ¿Qué efecto geométrico directo experimenta una célula esférica al disminuir su radio? 27.

¿Qué rasgo lipídico es característico y exclusivo de las membranas del dominio Archaea? Mantiene invariable su tasa metabólica a) Reduce la superficie relativa por citoplasma b) Disminuye su relación superficie/volumen c) Aumenta su relación superficie/volumen d) Presencia de colesterol como estabilizador a) Ausencia total de proteínas integrales b) Enlaces éter con cadenas isoprenoides c) Enlaces éster con ácidos grasos d) Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 24 28. ¿Qué componente del peptidoglicano bacteriano es hidrolizado selectivamente por la enzima lisozima? 29.

¿Cuál es la fracción molecular del lipopolisacárido responsable de su actividad tóxica como endotoxina? 30. ¿Cuál es la constitución de las dos subunidades de los ribosomas procariotas? 31. ¿Qué compuesto polimérico lipídico actúa como reserva intracelular de carbono exclusiva de bacterias? 32. ¿Cuál es el papel fundamental del dipicolinato cálcico en la endospora bacteriana? 33. ¿Por qué la formación de una endospora no se considera un fenómeno reproductivo?

El enlace glucosídico beta-1,4 entre NAM y NAG a) El enlace éster entre el lípido A y el core b) El enlace peptídico del puente de pentaglicina c) El enlace fosfodiéster de los ácidos teicoicos d) El antígeno O hidrofílico a) Las porinas transmembrana b) El oligosacárido central c) El lípido A hidrofóbico d) Subunidades 30S y 50S a) Subunidades 40S y 60S b) Subunidades 30S y 40S c) Subunidades 20S y 50S d) Sulfato elemental a) Poli-beta-hidroxibutirato b) Polifosfato de volutina c) Cianoficina proteica d) Servir de receptor quimiotáctico externo a) Facilitar la duplicación cromosómica b) Conferir resistencia térmica y deshidratar c) Construir la pared de peptidoglicano d) Porque destruye todo el genoma materno a) Porque no incrementa el número celular b) Porque solo se produce en eucariotas c) Porque genera múltiples células hijas d) Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 25 4 La célula eucariota microbiana — Hongos y protozoos AL ACABAR SABRÁS Diferenciar la producción energética mitocondrial de la del hidrogenosoma en eucariotas anaerobios.

Identificar los elementos distintivos de la envoltura fúngica frente a las células procariotas y animales. Clasificar morfológicamente los tipos de hifas y distinguir levaduras de mohos filamentosos. Distinguir los cuatro grupos morfo-funcionales de protozoos según su locomoción y comprender la relevancia biológica del quiste. PIÉNSALO ANTES DE LEER 34 ¿Por qué los antibióticos diseñados para destruir bacterias no sirven para combatir una infección causada por hongos o protozoos? El dominio Eukarya engloba microorganismos con una notable complejidad interna organizada mediante endomembranas, citoesqueleto y orgánulos funcionales especializados.

Dentro de este grupo destacan los hongos y los protozoos, dos linajes adaptados a diversas funciones metabólicas y nichos ecológicos. ESQUEMA Eucariotas microbianos analizados en el tema Hongos Quimiorganótrofos sin clorofila con pared de quitina Levaduras Unicelulares con gemación asexual Mohos filamentosos Red de hifas formadoras de micelio Protozoos Unicelulares móviles sin pared celular Esporozoarios Parásitos intracelulares sin motilidad libre Flagelados y Ciliados Motilidad por apéndices microtubulares Rizópodos Locomoción y fagocitosis por pseudópodos Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 26 1.

Organización eucariota microbiana y bioenergética especializada La arquitectura celular eucariota se distingue por albergar un núcleo delimitado por doble membrana con poros nucleares, nucléolo y múltiples cromosomas. El citoplasma integra un sistema membranoso que incluye el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, lisosomas y peroxisomas. La estabilidad mecánica y la dinámica interna dependen de un citoesqueleto compuesto por microtúbulos y microfilamentos. Esquema de la ultraestructura celular eucariota mostrando núcleo y orgánulos citoplasmáticos membranosos.

En el plano energético, la mayoría de los eucariotas aerobios oxidan la glucosa en las mitocondrias mediante cadenas transportadoras de electrones acopladas a la síntesis de energía. No obstante, ciertos protozoos adaptados a ambientes anóxicos carecen de mitocondrias clásicas y emplean en su lugar un orgánulo particular. DEFINICIÓN: HIDROGENOSOMA El hidrogenosoma es un orgánulo membranoso presente en ciertos protozoos anaerobios que degrada piruvato produciendo acetato, , y ATP sin cadena transportadora de electrones. Constituye una vía de fosforilación a nivel de sustrato que prescinde del oxígeno.

En este orgánulo primitivo, el piruvato se metaboliza a acetil-CoA desprendiendo dióxido de carbono e hidrógeno molecular. Posteriormente, la fracción acetil-CoA se transforma en acetato. Dicho paso genera ATP rápidamente, cubriendo la reducida demanda energética de estos microorganismos anaerobios. CO 2 H 2 Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 27 COMPRUEBA 35 ¿En qué se diferencian el hidrogenosoma y la mitocondria típica a nivel de transporte electrónico? 2.

Biología y fisiología general de los hongos Los hongos integran un linaje de microorganismos quimiorganótrofos que dependen obligatoriamente de compuestos orgánicos como donadores de electrones y fuente de carbono. Crecen desprovistos de clorofila y nunca realizan la fotosíntesis, por lo que carecen por completo de cloroplastos. La cubierta celular fúngica presenta particularidades químicas esenciales para su integridad y diferenciación: Pared celular fúngica: no contiene jamás peptidoglicano (véase «La célula procariota — Morfología, membrana y pared celular»).

Está constituida por polisacáridos estructurales como glucanos, celulosa en ciertos casos, y principalmente quitina, un polímero de - acetilglucosamina. Membrana citoplasmática: la fluidez y estabilidad estructural dependen del ergosterol, el esterol característico de los hongos que reemplaza funcionalmente al colesterol ausente en su estructura común. Esta molécula actúa como diana clave frente a compuestos antimicóticos. Los hongos son organismos no mótiles en todas sus fases de desarrollo; carecen de cilios y flagelos, elementos que sí pueden hallarse en protozoos y algas microscópicas. 3.

Morfología, desarrollo fúngico y taxonomía básica Desde el punto de vista morfológico, los hongos microscópicos se dividen en dos patrones organizativos fundamentales, a los que se suman las setas u hongos macroscópicos: Forma fúngica Organización celular Crecimiento y reproducción Levaduras Células individuales redondeadas u ovales. Multiplicación asexual habitual mediante gemación. Mohos filamentosos Filamentos ramificados continuos denominados hifas, cuyo entramado global forma el micelio. Proliferación apical y producción de esporas sexuales o asexuales. El micelio fúngico no constituye un tejido verdadero a pesar de su complejidad estructural aparente.

Las hifas se clasifican anatómicamente en dos tipos: Hifas septadas: presentan tabiques transversales o septos atravesados por poros que comunican compartimentos citoplasmáticos dotados de núcleos propios. Hifas cenocíticas: carecen de septos divisorios. Forman un sincitio tubular continuo y multinucleado en el que el citoplasma fluye con libertad. N Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 28 Esquema de hifas septadas con poros transversales frente a hifas cenocíticas multinucleadas.

Funcionalmente, las hifas se dividen en vegetativas, dedicadas a la absorción de nutrientes del sustrato, y reproductoras o aéreas, especializadas en la producción y dispersión de esporas de propagación (como conidios o esporangioforos). DEFINICIÓN: DIMORFISMO FÚNGICO El dimorfismo fúngico es la capacidad fenotípica reversible de ciertas especies patógenas de alternar entre una fase levaduriforme unicelular y una fase filamentosa de micelio, respondiendo habitualmente a cambios de temperatura o disponibilidad de nutrientes del hospedador.

La taxonomía fúngica tradicional contempla cuatro grupos principales diferenciados por sus estructuras de reproducción: COMPRUEBA 36 ¿Por qué se afirma que el micelio filamentoso no conforma un tejido biológico auténtico? Zigomicetos: sus hifas reproductoras terminan en una cavidad cerrada a modo de saco donde se acumulan las esporas de resistencia. 1 Ascomicetos: generan esporas sexuales dentro de ascas (ascosporas), mientras que su propagación asexual se canaliza mediante conidios. 2 Basidiomicetos: desarrollan estructuras reproductoras microscópicas (basidios) que originan esporas exógenas; abarcan la mayoría de las especies macroscópicas y setas comunes como los champiñones.

3 Deuteromicetos: categoría que aglutina hongos cuya fase de reproducción sexual no ha sido detectada o descrita, donde se incluyen diversas levaduras y mohos anamorfos. 4 Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 29 4. Protozoos: estructura celular, alimentación y motilidad Los protozoos son microorganismos eucariotas estrictamente unicelulares con un rango dimensional comprendido normalmente entre 2 y 100 micrómetros. A diferencia de las células fúngicas o bacterianas, carecen por completo de pared celular externa, manteniéndose delimitados por su membrana citoplasmática o por una película flexible subyacente.

Su citoplasma se organiza en dos zonas concéntricas claramente diferenciadas: Ectoplasma: capa externa periférica, más densa y desprovista de orgánulos voluminosos, involucrada en la tracción mecánica, la emisión de proyecciones locomotoras y la protección. Endoplasma: región fluida central que concentra la mayor parte de las inclusiones de reserva y los orgánulos, incluyendo mitocondrias, vacuolas digestivas, retículo y núcleos. En el aspecto metabólico, la gran mayoría de los protozoos actúan como quimioheterótrofos con capacidades facultativas frente a la tensión de oxígeno. Adquieren sustratos mediante endocitosis (fagocitosis de partículas sólidas y pinocitosis de material soluble).

Muchas especies dirigen la captura de partículas hacia una depresión membranosa permanente especializada en la ingestión: el citostoma. La motilidad y las estructuras de locomoción permiten clasificar a los protozoos en cuatro agrupaciones morfo-funcionales: Grupo protozoario Mecanismo locomotor Características biológicas y ejemplos Esporozoarios Sin orgánulos locomotores en estado adulto. Parásitos intracelulares obligados con diferenciación tisular primaria y captación vía citostoma. Ejemplo: Plasmodium, causante de la malaria al colonizar eritrocitos. Flagelados Uno o más flagelos ondulantes. Requieren medios líquidos; de vida libre o patógenos. Ejemplo: Trypanosoma, parásito hemático.

Rizópodos (amebas) Emisión de pseudópodos. Extensiones citoplasmáticas reguladas por polimerización y despolimerización del citoesqueleto de actina. Agentes etiológicos de disenterías intestinales. Ciliados Hileras rítmicas de cilios periféricos. Poseen una cavidad oral y dos compartimentos nucleares diferenciados (macronúcleo somático y micronúcleo germinal). Microfotografía óptica de protozoos unicelulares mostrando vacuolas digestivas y citoplasma compartimentado. Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 30 ERROR FRECUENTE: FLAGELOS BACTERIANOS FRENTE A FLAGELOS EUCARIOTAS Es un error habitual considerar análogos los flagelos de los protozoos y los flagelos bacterianos.

El flagelo de una bacteria (véase «La célula procariota — Citoplasma, apéndices externos y endosporas») es un filamento rígido extracelular compuesto por subunidades helicoidales de la proteína flagelina, impulsado por rotación mediante una fuerza protón-motriz basal. En contraste, el flagelo eucariota de un protozoo constituye una prolongación membranosa interna formada por microtúbulos de tubulina dispuestos en un patrón citoesquelético que oscila por deslizamiento activo. 5. Ciclos vitales, enquistamiento y transmisión Muchos protozoos habitan masas de agua dulce y salada, o actúan como simbiontes en el tracto entérico de animales superiores.

Sin embargo, diversas estirpes muestran comportamientos parásitos extracelulares o intracelulares estrictos capaces de lesionar tejidos con un patrón destructivo expansivo. CICLO Alternancia de fases en protozoos parásitos 1. Ingestión del quiste: Vía fecal-oral por aguas o alimentos contaminados 2. Desenquistamiento entérico: Eclosión en el intestino del hospedador 3. Fase de trofozoíto: Forma vegetativa móvil que se nutre y multiplica 4. Enquistamiento defensivo: Secreción de pared gruesa ante condiciones desfavorables 5.

Excreción fecal: Liberación al medio ambiente para nuevo hospedador Para resistir agresiones físico-químicas del medio exterior (como la desecación o el tránsito por el pH gástrico ácido), numerosos taxones experimentan un proceso de enquistamiento: Trofozoíto: forma vegetativa activa, metabólicamente dinámica, móvil y responsable directa del daño celular en el hospedador.

1 Ingestión del quiste 2 Desenquistamiento entérico 3 Fase de trofozoíto 4 Enquistamiento defensivo 5 Excreción fecal Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 31 Quiste de protozoo: estadio latente metabólicamente inerte, provisto de una cubierta quística protectora gruesa que asegura la supervivencia interhospedador.

Las vías comunes de propagación de los protozoos hacia el ser humano abarcan dos rutas primordiales: Aunque el sistema inmunitario del hospedador identifica con rapidez a los protozoos debido a su alta inmunogenicidad, estos parásitos disponen de mecanismos celulares para evadir los anticuerpos o resistir la digestión en los tejidos corporales (sangre, tubo digestivo o vías urogenitales), dificultando una resolución espontánea. COMPRUEBA 37 ¿Cuál es la función adaptativa fundamental de la fase de quiste en el ciclo de un protozoo parásito entérico?

IDEAS CLAVE El hidrogenosoma es un orgánulo membranoso de protozoos anaerobios que degrada piruvato para formar acetato, , y ATP sin requerir cadena respiratoria. La pared de los hongos se compone de quitina y glucanos (nunca peptidoglicano), y su membrana citoplasmática contiene ergosterol en vez de colesterol. Los hongos carecen de cloroplastos y motilidad; se agrupan en levaduras unicelulares que geman y mohos de hifas (septadas o cenocíticas) que forman micelio. Los protozoos son eucariotas unicelulares sin pared celular divididos en ectoplasma y endoplasma, clasificados en rizópodos, flagelados, ciliados y esporozoarios según su locomoción.

La diferenciación entre trofozoíto móvil y quiste de resistencia permite a los protozoos patógenos transmitirse por alimentos contaminados o vectores biológicos. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 38. ¿Qué compuesto químico sustituye funcionalmente al colesterol en las membranas citoplasmáticas fúngicas y sirve de diana antimicótica? 39. ¿A través de qué mecanismo citoesquelético generan movimiento los rizópodos o amebas al carecer de flagelos? 40. ¿En qué se diferencia una hifa cenocítica de una hifa septada en un hongo filamentoso? Transmisión fecal-oral o alimentaria: ingestión de agua potable contaminada o alimentos no tratados higiénicamente que albergan quistes de resistencia ambiental.

1 Vectores artrópodos: inoculación percutánea directa de formas vegetativas o evolutivas mediante la picadura de insectos hematófagos (como ocurre en la malaria o en la tripanosomiasis). 2 CO 2 H 2 Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 32 Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 41. ¿Qué metabolitos genera el hidrogenosoma a partir del piruvato en anaerobiosis? 42. ¿Qué componente estructural diferencia netamente la pared fúngica de la envoltura bacteriana? 43. ¿Cómo se denominan las estructuras de motilidad de las amebas basadas en actina? 44. ¿Qué nombre recibe el estadio latente y resistente que asegura la diseminación de protozoos patógenos?

5 Virología — Estructura, ciclos biológicos y virus de transmisión alimentaria AL ACABAR SABRÁS Diferenciar la naturaleza acelular de los virus frente al metabolismo y estructura procariota. Explicar las etapas mecánicas del ciclo lítico y del ciclo lisogénico en bacteriófagos. Interpretar los periodos de eclipse y latencia dentro de una curva de multiplicación vírica en una etapa. Comparar los principales virus de transmisión alimentaria e hídrica (Norovirus, VHA y Rotavirus) y sus factores de riesgo.

PIÉNSALO ANTES DE LEER 45 Si dejamos un alimento contaminado con Norovirus a temperatura ambiente durante varios días, ¿aumentará el número de partículas víricas como ocurriría con las bacterias? La virología estudia entidades biológicas acelulares de escala submicroscópica que carecen de metabolismo productor de energía autónomo.

Estas partículas operan obligatoriamente como parásitos intracelulares estrictos, requiriendo la maquinaria bioquímica y biosintética de una célula Etanol, agua y citrato a) Lactato, O y GTP b) Glucosa, NADH y piruvato c) Acetato, CO , H y ATP d) La quitina en lugar de peptidoglicano a) El colesterol en vez de glucanos b) La capa fosfolipídica externa c) La flagelina polimerizada externa d) Hifas vegetativas a) Pseudópodos b) Cilios somáticos c) Flagelos basales d) Trofozoíto a) Conidio b) Quiste c) Ascospora d) Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 33 hospedadora para generar su descendencia.

ESQUEMA Estructura temática de la virología general y aplicada Naturaleza vírica y rasgos distintivos frente al mundo bacteriano A diferencia de los organismos celulares eucariotas y procariotas (véase «La célula procariota — Morfología, membrana y pared celular»), los virus no poseen una membrana citoplasmática delimitadora ni citoplasma propio, ni se reproducen mediante fisión binaria. Su dotación genética alberga un único tipo funcional de ácido nucleico, presentando ADN o ARN, pero nunca ambos simultáneamente en el virión maduro.

Carecen de ribosomas y de rutas metabólicas generadoras de ATP, por lo que son totalmente insensibles a los antibióticos convencionales (véase «Control del crecimiento microbiano — Agentes químicos, quimioterápicos y resistencia»). Aunque históricamente se consideró el tamaño diminuto como su rasgo exclusivo, la dimensión física no es un criterio estricto de diferenciación: existen virus grandes como los granulovirus (120-300 nm de diámetro por 300-500 nm de longitud) que superan en volumen a ciertas bacterias diminutas, tales como micoplasmas y rickettsias (de apenas 200 nm de diámetro).

Propiedad biológica Bacterias Virus Parasitismo intracelular Opcional u obligado según la especie Estricto y universal Estructura y organización celular Sí (membrana, pared, ribosomas) No (entidad acelular) Modo de división División binaria Ensamblaje independiente de componentes Morfología y genoma vírico Ácido nucleico, cápsida y envolturas Ciclos lítico y lisogénico Fagos virulentos y fago atenuado lambda Cinética y multiplicación animal Eclipse, gemación y curvas de crecimiento Virus entéricos alimentarios Norovirus, VHA, Rotavirus y prevención Microbiología General y de los Alimentos: Apuntes Completos 34 Propiedad biológica Bacterias Virus Coexistencia de ADN y ARN funcionales Sí No (únicamente ADN o ARN en el virión) Metabolismo generador de ATP Sí No (dependencia absoluta del hospedador) Sensibilidad a antibióticos Sí No El ciclo multiplicativo vírico transcurre en dos fases alternantes: una fase extracelular, donde la partícula o virión es metabólicamente inerte y se difunde en busca de receptores específicos; y una fase intracelular, iniciada tras la penetración del ácido nucleico, en la cual el virus reprograma las enzimas y ribosomas de la célula diana para transcribir ARNm viral, replicar su genoma y sintetizar las proteínas estructurales de la cubierta.

COMPRUEBA 46 ¿Por qué el tamaño diminuto no basta para definir a un virus frente a una bacteria? Arquitectura del virión y diversidad genómica DEFINICIÓN El virión es la partícula vírica completa, infecciosa e individualizada observada en el medio extracelular. Se compone de un genoma de ácido nucleico envuelto por una cubierta proteica protectora denominada cápsida, cuya asociación integrada constituye la nucleocápsida. La cápsida se compone de subunidades estructurales de naturaleza proteica denominadas capsómeros.

Al estar codificada por un genoma reducido, la cápsida suele formarse a partir de la repetición de únicamente una, dos o tres especies polipeptídicas distintas, economizando el espacio genético. Atendiendo a la organización espacial de estos bloques se diferencian tres simetrías fundamentales: Simetría helicoidal: los capsómeros interactúan de forma directa con el filamento del ácido nucleico dispuesto en el centro, estructurando un cilindro alargado. Es típica de múltiples virus vegetales desnudos y de ciertos virus animales envueltos.

Simetría icosaédrica: conforma un poliedro regular de relación superficie-volumen baja, permitiendo empaquetar el genoma con un gasto mínimo de proteínas estructurales. Ciertos grupos icosaédricos proyectan espículas proteicas externas orientadas a la fijación a receptores tisulares. Simetría compleja: combina elementos de simetría…