Este blog está asociado a las páginas web de las asignaturas de Microbiología del Grado de Biotecnología y del Grado de Ciencias Ambientales de la UMH.

Aquí se publican los resúmenes de los diferentes trabajos realizados por los alumnos de la asignatura Microbiología Industrial.


También podrás encontrar diversas páginas y blogs relacionados con el mundo de la Microbiología. El material que se presenta en ellos puede ser utilizado en clase.


viernes, 20 de mayo de 2011

Virus Inmunodeficiencia Humana


Por Rocío Andrés Hernández, Verónica Muñoz Chacón, Laura Palacios Cortés, Juan Vicente Pérez Climent y Carmen Pérez Hernández. 1º Curso del Grado de Ciencias Ambientales.

El virus del VIH provoca la enfermedad llamada SIDA. Está compuesto por una envoltura de lípidos y proteínas, como la gp120, que sirven como receptores para unirse a la célula, las gp120. En el interior encontramos la cápside, que engloba las enzimas (proteasa, transcriptasa reversa, integrasa) y el material genético, dos copias idénticas de ARN.

Su ciclo de multiplicación es muy complejo. Al ser un retrovirus es diferente al de los demás virus. Se divide en dos fases: temprana y tardía. La primera engloba las etapas de entrada y descapsidación, retrotranscripción y transporte nuclear e integración. Y en la fase tardía tenemos la transcripción del RNA vírico, procesamiento del mRNA, encapsidación y gemación.

La interacción y transmisión del virus empieza al penetrar en el organismo y llegar a las células linfoides, donde se reproduce. Sólo se transmite por fluidos corporales, por tres vías diferentes: sexual, parenteral (por sangre) y vertical (de madre a hijo).

El VIH destruye linfocitos, macrófagos y células TCD4, esenciales para la respuesta inmunitaria, es decir, deja al cuerpo inmunodeprimido, sin defensas. Las células CD4 de la sangre están infectadas en pequeña proporción y las células CD4 de los ganglios linfáticos están infectadas en alta proporción.

En la infección se pueden distinguir tres fases: inicial (síntomas en relación a la dosis infectante), intermedia (proliferación a bajo nivel) y SIDA (empeoramiento del estado general del paciente, debido a las enfermedades oportunistas).

Para el diagnóstico para el VIH se utilizan inmunoensayos como la prueba de ELISA o el Western blot, en la que se inmovilizan las proteínas del virus. Para saber el grado de virulencia se realizan técnicas de PCR. Todas las personas infectadas, a los 3-6 meses tendrán anticuerpos detectables. También hay pruebas que utilizan la saliva y orina como muestra a examinar.

Actualmente el virus es incurable ya que no existe ningún tratamiento que acabe con él. Pero existen medicamentos llamados antirretrovirales que frenan el proceso del virus inhibiendo enzimas esenciales de su ciclo.

La enfermedad del SIDA está considerada una pandemia, debido a que se desarrolla por todo el mundo, especialmente en los países subdesarrollados. Este virus se reconoció como enfermedad en 1981, habiendo 400.000 personas muertas y 56 millones de infectados (Adenda: elúltimo informe habla de que en el 2010 la epidemia se estabilizó y las cifras son sensiblemente inferiores).

Los métodos más eficaces para prevenirlo es la utilización de profilácticos, abstinencia sexual y practicar sexo sólo con un compañero no infectado.

Bibliografía

http://www.maph49.galeon.com/sida/structure.html
Libro microbiología Brock.
es.wikipedia.org/wiki/Pandemia_de_VIH/sida
http://www.mspsi.gob.es/ciudadanos/enfLesiones/enfTransmisibles/sida/home.htm
Enciclopedia Larousse.
Libro Virus patógenos. Editorial: Hélice

jueves, 19 de mayo de 2011

Astrobiología


Por Alecs Pérez, Mª José Poquet, Àngel Prats, Carlos Ramos, Soraya Zafra de 1º Curso del Grado de Ciencias Ambientales

Hace cinco mil millones de años la Tierra que hoy habitamos era un ardiente e informe conglomerado de rocas fundidas, gas y polvo, parte menor del disco de materia que había originado nuestro Sistema Solar. Sin embargo, hoy nos preguntamos cuándo y cómo apareció la vida en la Tierra. Hace aprox. 3500 millones de años la temperatura descendió lo suficiente para permitir que ciertas moléculas complejas fueran estables y dieran lugar a la vida que colonizó el planeta. Así aparecieron los estromatolitos, colonias en las que participan varios grupos de bacterias, principalmente cianobacterias. Debido a su elevado componente mineral resisten bien los procesos de trasformación geológica, y por eso se les encuentran en el registro fósil.

Con el fin de buscar vida en otros planetas, se necesitan nuevas aproximaciones, atendiendo a que la vida tal y como la conocemos no es necesariamente la única forma de vida posible. También se necesitan nuevas técnicas para investigar y nuevos instrumentos. Siempre debemos estudiar, primero las condiciones a las que la posible vida haya sido sometida, es decir, la física, química y geología del planeta, ya que estos análisis nos dirán como puede ser el tipo de vida.

Para el estudio de posible vida fuera del planeta Tierra, es necesario encontrar análogos en los cuales poder basar y experimentar. El río Tinto (Huelva) se trata de un sistema complejo muy estudiado y gracias a estos estudios sabemos que sus condiciones extremas son debido a su componente biológico y su geología particular. Así pues se le da una gran importancia a su diversidad, tanto a nivel de eucariotas como de protistas fotosintéticos y hongos. Su geología ha sido estudiada por su gran parecido con nuestro vecino Marte. En este río se han encontrado hematites, un mineral que se forma con presencia de agua líquida, por lo que su hallazgo en Marte nos puede indicar que en ese planeta hubo alguna vez agua líquida.

Debido a las deficiencias que propiciaban los estudios usados que estaban basados en caracteres morfológicos, fisiológicos (necesidad de nutrientes) y estructurales (diferencias entre lípidos de membranas), tan solo se conoce el 1% del total de microorganismos. Por lo que tenemos que investigar en encontrar otros métodos mejores, para profundizar en este campo. Como por ejemplo las técnicas genómicas, que nos ayudan a clasificar a los organismos de un modo más correcto, de acuerdo a su filogenia. Estos estudios podemos hacerlos comparando las secuencias de moléculas como rRNA 16S o 18S, ya que se han conservado bastante a lo largo de la evolución. Mediante la hipótesis del cronómetro molecular somos capaces de predecir el tiempo transcurrido desde la divergencia de dos líneas evolutivas que comparten la molécula.

Arqueás metanógenas




imagen insertada por expreso deseo de los autores

Por Daniel Blasco, Ángela Cantos, Cristina Palacios, Oliver Pérez, Carlos Tarancón. 1º Curso del Grado en Biotecnología.


Las arqueas metanógenas son microorganismos procariotas que se caracterizan por sintetizar metano en condiciones anóxicas (aguas estancadas, plantas de tratamiento de aguas residuales, tracto digestivo de algunos animales, fuentes hidrotermales submarinas, etc.). Junto con las arqueas hipertermófilas forman el filo Euryarchaeota

En muchos casos, viven en estrecha asociación con otras bacterias, como los clostridios, que metabolizan materia orgánica en descomposición y desprenden hidrógeno como producto de desecho.

Se han identificado aproximadamente unas 90 especies de metanógenas distribuidas en 5 clases distintas: Methanobacteria, Methanococci, Methanomicrobiota, Methanopyri y Methanosarcinales, gracias al análisis del ARNr 16S.

Dependiendo del sustrato sobre el que crecen, los metanógenos se pueden dividir en tres clases principales: los que usan un sustrato de tipo CO2, un sustrato de tipo metilo ó un sustrato de tipo acetato, a partir de los cuales obtienen energía por medio de un procesos denominado metanogénesis.

En el primer paso de ésta (suponiendo que se usa un sustrato CO2), interviene una coenzima llamada metanofurano que realiza la reducción del CO2 a formilo.

A continuación, la metanopterina se une al C1 de dicho formilo y lleva a la futura molécula de metano desde su estado de formilo hasta metilo, realizándose en el proceso una serie de reducciones llevadas a cabo por la coenzima F420, quien transporta electrones obtenidos del H2 para producir dicha reducción a metilo.

Después, es la coenzima M quien se hace con el grupo metilo, que es reducido a metano, en el último paso de la metanogénesis, con la intervención del complejo enzimático reductasa metil-F430 y la coenzima B.

Este proceso es enlazado con la síntesis de compuestos orgánicos por medio de un corrinoide al que la metanopterina cede el grupo metilo en lugar de hacerlo a la coenzima M, por lo que la arquea en cuestión ahorra en enzimas, rutas y energía.
La principal aplicación biotecnológica de las arqueas metanógenas es la obtención de biogás a partir del proceso de metanogénesis.

El biogás se obtiene por la degradación anaeróbica de la materia orgánica, proceso conocido como biodigestión, que se produce en el interior de un contenedor llamado biodigestor.

Un biodigestor es un contenedor cerrado donde se introduce el material orgánico a fermentar en una determinada dilución de agua para que a través de la fermentación anaerobia se produzca gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, fósforo y potasio, y un efluente líquido con propiedades fertilizantes conocido como Biol.

El uso del biogás es diverso: puede ser usado para cocinar, también como combustible de motores de combustión interna; obteniéndose potencia mecánica o electricidad en el caso de estar acoplado a un alternador o generador eléctrico. Los motores Diesel son una buena aplicación ya que permiten una mezcla de hasta un 80% biogás + 20% diesel (gasóleo).

Finalmente, se puede recalcar que la ventaja más relevante es que se transforman residuos y se obtiene compost de alta calidad más eficiente que los abonos minerales convencionales.

Libros:

• Prescott, Harley, Klein. Microbiología. Ed. McGraw Hill

Páginas Web:

• http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000024/lecciones/cap01/01_03_02.htm
• http://es.wikipedia.org/wiki/Arquea_metanógena#Metanog.C3.A9nesis
• http://www.biologia.ucr.ac.cr/profesores/Lizano%20Ana%20Victoria/Botanica%20I%20B237/4-Archea,%20Texto%2011.pdf
• http://www2.gobiernodecanarias.org/educacion/17/WebC/iesgalletas/tato/departamentos/biolog%C3%ADa/Apuntes/Tema%2011%20%20MICROBIOLOGÍA%20Y%20BACTERIOLOGÍA.PDF
• http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Methanothermobacter_thermautotrophicus
• http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Methanosphaera
• http://energiacasera.wordpress.com/2009/09/09/biogas-y-biodigestion
• www.spdbiogas.com


Flagelos y Quimiotaxis



Por Miguel Cano Yepes, María Fuentes Baile, Sergio Martínez Rodríguez, Javier Picón Alonso. 1º Curso Grado en Biotecnología.

Palabras claves: Quimiotaxis, flagelo, taxias, estímulo, motor, procariotas.

En el mundo de los microorganismos, algunas especies bacterianas pueden moverse gracias a que poseen unos apéndices locomotores conocidos como flagelos. Estas estructuras son delgadas y semirrígidas, alcanzando casi 20 nm de ancho y entre 15-20 micras de longitud. Las bacterias que poseen estas estructuras pueden reconocer el ambiente que les rodea, respondiendo a diferentes estímulos químicos, acercándose o alejándose de ellos dependiendo de si son estímulos atrayentes (generalmente nutrientes) o repelentes (toxinas o antibióticos). Este movimiento voluntario respondiendo a un gradiente químico es lo que conocemos como quimiotaxis, que es la más importante de las taxias.

Los flagelos están embebidos en la membrana celular, extendiéndose y proyectándose hacia el exterior de la célula. No pueden observarse directamente al microscopio óptico, así que deben ser teñidos para aumentar su espesor. Sin embargo, los flagelos son observables fácilmente usando la microscopía electrónica. Dependiendo del número de flagelos, las bacterias se pueden clasificar en monotricas (con un único flagelo, situado en un extremo y llamado flagelo polar), anfitricas (con uno en cada extremo), lofotricas (con un grupo de flagelos en uno o ambos extremos) y en peritricas (con flagelos por toda la superficie celular).

En cuanto a la estructura, el flagelo se compone de un conjunto de aproximadamente 25 proteínas, incluyendo la flagelina, que es considerada como la principal proteína estructural. Sin alguna de estas proteínas, el flagelo pierde su funcionalidad, ya que con la ausencia de una sola proteína no funciona correctamente. Por otra parte, la estructura del flagelo puede dividirse en tres partes: el filamento, el gancho y el cuerpo basal, el cual incluye el motor que lo hace funcionar. Por tanto, el flagelo es considerado como el motor celular, ya que el movimiento que proporciona a la célula es la base de la quimiotaxis.

El movimiento flagelar es regulado por quimiorreceptores de membrana, que son los responsables de detectar el gradiente químico que permite la quimiotaxis. Las bacterias flageladas solo responden a este gradiente químico (el estímulo) si se encuentra en grandes concentraciones. En este caso, se mueven realizando una “carrera”. En caso contrario, se moverán aleatoriamente mediante “volteretas” (parando y girando). Además, la quimiotaxis puede ser positiva o negativa, dependiendo de la naturaleza del estímulo (atrayente o repelente).

En conclusión, los flagelos y la quimiotaxis están estrechamente relacionados. Los flagelos han sido una adaptación para mejorar el movimiento de las bacterias hacia los gradientes químicos del ambiente, produciendo y hacienda posible lo que conocemos como quimiotaxis.



Bibliografía destacada:

Microbiología Prescott, Harley y Klein
Aut: Willey, Joanne M.
AutSec: Sherwood, Linda M. / Woolverton, Christopher J.
Edit: Madrid McGraw Hill cop. 2009.

Brock, biología de los microorganismos
Aut: Brock, Thomas D. / Madigan, Michael T. / Martinko, John M. rev. técnica / Parker, Jack rev. técnica
Edit: Madrid [etc.] Pearson cop. 2009

http://www.vet.unicen.edu.ar/html/Departamentos/Samp/Microbiologia/Libro%20prescott.pdf
http://pathmicro.med.sc.edu/spanish/chapter1.htm
http://www.biologia.edu.ar/bacterias/micro5.htm

lunes, 16 de mayo de 2011

Estreptomicina


Por : Aida Escolano, María Isabel Gómez, Rocío González, Alfredo López, Ainhoa Moliner. 1º curso Grado en Biotecnología.

Un antibiótico es un compuesto químico originado por un microorganismo, dicho compuesto es capaz de inhibir el crecimiento y matar a otros microorganismos.

La estreptomicina fue el primer antibiótico descubierto efectivo contra la tuberculosis. Hallado por Albert Schaltz, científico de la Universidad de Rutgers, en octubre de 1943. Dicho antibiótico actúa contra bacterias gram negativas y diversas micobacterias, entre ellas la Mycobacterium tuberculosis, el patógeno de la tuberculosis.

Streptomyces griseus es el microorganismo sintetizador de la estreptomicina, Albert Schaltz, halló dos cepas de esta bacteria las cuales sintetizaban el fármaco. S. griseus forma esporas grises y pigmentos grises y amarillos cuando crece en colonia, se encuentra en el suelo y es distinguible por su característico olor a tierra mojada producido por un metabolito secundario, la geosmina.

La estreptomicina está incluida dentro de los aminoglucósidos, un tipo de antibiótico que actúa a nivel ribosomal inhibiendo la síntesis proteica en la subunidad pequeña del ribosoma (subunidad 30S) de forma que impide que se forme el complejo de iniciación de la síntesis proteica.

Combinado con β-lactámicos (como la penicilina) se produce un efecto sinérgico de esta acción mejorando así el funcionamiento del fármaco. La ausencia de resistencia cruzada entre la penicilina y la estreptomicina permitió la combinación de ambos antibióticos.

La estreptomicina se administra por vía intramuscular o intravenosa variando la dosis entre 0’5 a 1 g diarios. Se administra también en el tratamiento de enfermedades como: tularemia (producida por Francisella tularensis), brucelosis (Fiebre de Malta) por bacterias del género Brucella, endocarditis bacteriana (producida por bacterias gram negativas y positivas), y peste producida por Yersinia pestis.

Existen diferentes mecanismos de resistencia frente a la estreptomicina: Inactivación enzimática en el cual se sintetizan enzimas que catalizan la inactivación; alteración del ingreso, por diversos mecanismos como las bombas de extrusión o el cambio en la conformación de la molécula (por ejemplo, añadir una adenina a la estreptomicina impidiendo así e paso de ésta al interior de la bacteria); alteración del sitio de unión al ribosoma, se produce la mutación de la proteína S12.

La estreptomicina tiene además otros usos habituales, como plaguicida para controlar plagas bacterias en los cultivos agrícolas, como puede ser el caso del fuego bacteriano, enfermedad producida por Erwinia amylovora. En la actualidad existen unos 16 productos plaguicidas con estreptomicina registrados.

La estreptomicina fue uno de los antibióticos más importantes de la época, pues gracias a él se salvaron muchas vidas. A lo largo de los años se han ido conociendo otros usos del fármaco y creando nuevos y mejorados antibióticos para combatir a las bacterias gram negativas y micobacterias que presentaban resistencia a ella.