Vanessa Rivera Barreiro LACC1
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ÍNDICE Introducción………………………………. 3 Bacterias………………………………….. 6 Características Nutrición Reproducción Clasificación Interés Protozoos……………………………….. 15 Características Nutrición Reproducción Clasificación Interés Hongos………………………………….. 21 Características Nutrición Reproducción Clasificación Interés Algas…………………………………….. 27 Características Nutrición Reproducción Clasificación Interés Virus…………………………………….. 34 Características Reproducción Clasificación Interés Bibliografía………………………………..40
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Un microorganismo, también llamado microbio, es un ser vivo que solo puede visualizarse con el microscopio. La ciencia que estudia los microorganismos es la microbiología. Son organismos dotados de individualidad que presentan, a diferencia de las plantas y los animales, una organización biológica elemental. En su mayoría son unicelulares, aunque en algunos casos se trate de organismos cenóticos compuestos por células multinucleadas, o incluso multicelulares. El concepto de microorganismo engloba organismos no relacionados entre sí, las bacterias son procariotas y carecen de estructuras internas asociadas a membranas. Las algas, hongos y protozoos, son eucariotas, al igual que las plantas y animales, presentan un núcleo rodeado por una membrana y otras estructuras internas definidas por membranas, orgánulos. Los virus son acelulares; están compuestos de un pequeño paquete de material genético, envuelto en una cubierta proteica Los microbios tienen múltiples formas y tamaños. Su capacidad y eficiencia metabólica permitieron que ellos colonizaran la superficie terrestre, el aire, los lagos salados y prácticamente todas las regiones geográficas del planeta. Los encontramos desde los polos en ambientes debajo del punto de congelación, hasta ambientes secos como los desiertos, o los muy húmedos como las selvas lluviosas. Otro de sus éxitos evolutivos es que pueden vivir solos o en asociación con otros seres vivos.
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CLASIFICACIÓN En 1969, R. H. Whittaker propuso un sistema de clasificación en cinco reinos: • Monera, incluye a todos los microorganismos procariotas. • Protista, incluye a todos los microorganismos eucariotas unicelulares u ocasionalmente multicelulares. • Fungi, reino que incluye a los hongos en sus diversas formas. • Plantae, corresponde al reino vegetal • Animalia, corresponde al reino animal. En 1978, Carl R. Woese propuso elevar los tres tipos de células a un nivel por encima del reino, llamado dominio y de ahí surgió el sistema de clasificación de tres dominios que se conoce en la actualidad y que comprende: • Bacteria (procariotas unicelulares cuya pared celular contiene peptidoglucano) • Arquea (procariotas unicelulares cuya pared celular no contiene peptidoglucano) • Eukarya (todos los eucariotas) Estos tres grupos habrían evolucionado por separado a partir de un único antepasado común, denominado Urcariota, poco diferenciado genética y bioquímicamente. Los dos primeros de estos dominios, Archaea y Bacteria, presentan un nivel de organización procariota, mientras que el tercero presenta células eucariotas. Los virus no son asignados a ningún reino ya que ellos son microorganismos acelulares que comparten sólo unas pocas características de seres vivientes.
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Muchos microorganismos son patógenos y causan enfermedades a personas, animales y plantas, algunas de las cuales han sido un azote para la humanidad desde tiempos inmemoriales. No obstante, la inmensa mayoría de los microbios no son en absoluto perjudiciales y bastantes juegan un papel clave en la biosfera al descomponer la materia orgánica, mineralizarla y hacerla de nuevo asequible a los productores, cerrando el ciclo de la materia. Servicios ecosistémicos que proveen los microorganismos Descomposición y mineralización de desechos orgánicos (materia orgánica). Regulación de los ciclos biogeoquímicos (nitrógeno, fósforo, azufre, etc.). Retención y liberación de nutrientes para las plantas. Generación, mantenimiento y renovación del suelo y su fertilidad. Regulación atmosférica de gases traza (producción y consumo: CO2 N2O, N2, etc.). Regulación de las poblaciones de animales y plantas. Control de plagas agrícolas y urbanas. Síntesis de productos farmacéuticos, alimenticios, industriales y de control biológico. Mantenimiento de la productividad primaria de agroecosistemas y ecosistemas. Recuperación de suelo y vegetación de ecosistemas
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BACTERIAS Microorganismos procariotas unicelulares de organización muy sencilla, que pertenencen al reino Protista. La celula bacteriana consta de:
Cápsula bacteriana: es una capa externa que puede estar ausente en algunas bacterias, aunque aparece en casi todas las patógenas. No presenta una estructura definida y es rica en glúcidos y glucoproteínas. Pared bacteriana: es una envoltura fuerte y rígida que da forma a las células bacterianas. Está formada por una capa de mureína, que es un peptidoglucano formado por una red cuya base es N-acetilglucosamina (NAG) y Nacetilmurámico (NAM). Presenta importantes funciones, como mantener la forma de la bacteria frente a las variaciones de presión osmótica y actuar como membrana semipermeable, regulando el paso de iones Membrana plasmática: su estructura es idéntica a la de las células eucariotas, exceptuando algunos componentes, como el colesterol. Su función es delimitar la célula y regular el paso de sustancias. Una particularidad es la presencia de repliegues internos, mesosomas que presentan importantes funciones, como aumentar la superficie de membrana, sujetar el cromosoma bacteriano y alojar enzimas. Citoplasma: en el citoplasma se encuentran de forma libre los ribosomas e inclusiones dispersas y sin membrana, y que son gránulos de reserva alimenticia de distintas sustancias. ADN bacteriano: el ADN está constituido por una sola molécula circular de tipo bicatenario, muy plegada, y que suele estar unida a los mesosomas. También puede haber una o más moléculas pequeñas de ADN extracromosómico, denominadas plásmidos. La región del ADN bacteriano que se encuentra condensada, asociada a proteínas, se denomina nucleoide. La función del ADN es mantener y perpetuar la información genética y, mediante su expresión, dirigir el funcionamiento del metabolismo. Flagelos: prolongaciones finas cuya longitud es varias veces la de la bacteria. Tiene dos partes: zona basal y tallo. Permiten la locomoción de las bacterias. Pelos y fimbrias: son estructuras huecas y tubulares constituidas por proteínas que aparecen en la superficie externa de algunas bacterias Gram negativas. Las fimbrias son cortas y muy numerosas, mientras que los pelos son largos y están presentes en número de uno o dos por bacteria. Parece que las fimbrias permiten a las bacterias fijarse al sustrato. Los pelos participan en el intercambio de material genético entre bacterias.
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NUTRICIÓN El éxito evolutivo de las bacterias se debe en parte a su versatilidad metabólica. Todos los mecanismos posibles de obtención de materia y energía podemos encontrarlos en las bacterias. Según la fuente de carbono que utilizan, los seres vivos se dividen en autótrofos, cuya principal fuente de carbono es el CO2, y heterótrofos cuando su fuente de carbono es materia orgánica. Por otra parte según la fuente de energía, los organismos o seres vivos pueden ser fotótrofos, cuya principal fuente de energía es la luz, y quimiótrofos, cuya fuente de energía es un compuesto químico que se oxida.
Las bacterias quimioheterótrofas, utilizan un compuesto químico como fuente de carbono, y a su vez, este mismo compuesto es la fuente de energía. La mayor parte de las bacterias cultivadas en laboratorios y las bacterias patógenas son de este grupo. Las bacterias quimioautótrofas, utilizan compuestos inorgánicos reducidos como fuente de energía y el CO2 como fuente de carbono. Las bacterias fotoautótrofas, utilizan la luz como fuente de energía y el CO2 como fuente de carbono. Las bacterias fotoheterótrofas, utilizan la luz como fuente de energía y biomoléculas como fuente de carbono.
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REPRODUCCIÓN Reproducción asexual La reproducción asexual es el sistema más primitivo de reproducción, el primero en aparecer en el curso evolutivo y por lo tanto el más extendido. A partir de una sola célula original se originan dos individuos genéticamente idénticos entre si. La ventaja de la reproducción asexual es su rapidez: si una bacteria está viviendo en un ambiente adecuado puede dividirse en unos veinte minutos y generar grandes poblaciones. El método más habitual es la bipartición o fisión binaria en la que, a partir de una célula original, resultan dos células hijas aproximadamente iguales en tamaño y con la misma dotación genética: una copia de la molécula de ADN circular propia de la célula “madre” en cada una de ellas. Podemos considerar los siguientes pasos:
El proceso se inicia cuando la célula ha aumentado su tamaño y duplica su ADN. Las dos moléculas resultantes permanecen unidas a la membrana por sitios cercanos. La célula sintetiza los componentes fundamentales de la membrana: lípidos y proteínas que se incorporan a la zona situada entre los dos puntos de unión de las moléculas de ADN. Por lo tanto la célula se alarga, especialmente en esa zona central que separa los puntos de inserción del ADN. Aparece entonces en la mitad de la célula una invaginación de las envueltas externas que por estrangulación progresa y divide al citoplasma en dos partes. Al mismo tiempo, nuevo material de la pared se deposita en la cara externa de la membrana. En poco tiempo la célula habrá formado dos células hijas que serán clones. Afortunadamente para las bacterias la elevada frecuencia de mutaciones permite que se genere una cierta diversidad, lo que resulta fundamental para conseguir su extraordinaria adaptabilidad a los cambios ambientales.
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Reproducción sexual Las bacterias, en sentido estricto, no poseen mecanismos de reproducción sexual. No se forman gametos, ni estos se fusionan en un zigoto. Sin embargo si que tienen mecanismos de intercambio de genes que conllevan la aparición de bacterias “hijas” con características diferentes a las originales, lo que es una de las principales consecuencias de los procesos sexuales. Existen en los procariotas tres mecanismos principales de intercambio de genes: 1. Conjugación: se realiza a través de pequeños fragmentos de ADN circular denominados plásmidos. Estos plásmidos “de fertilidad” se denominan “plásmidos F”. Una bacteria con este plásmido (F+) actuará como bacteria donadora. Las bacterias que no tienen este plásmido (F") actúan como receptoras. El proceso más habitual de conjugación es la transferencia del ADN del plásmido de una célula F+ a una F . Esto ocurre a través de un “pilus sexual” de la célula donadora que sirve para engancharse a la receptora y tirar de ella para aproximarla. Luego se forma un puente citoplasmático entre las dos células. El ADN del plásmido F se replica y una copia se transfiere por el puente a la célula receptora. Después las células, ahora las dos son donadoras, se separan. En algunas bacterias donadoras el plásmido F puede integrarse en el genoma bacteriano. En este estado el plásmido F continúa provocando la conjugación y, al hacerlo, puede arrastrar consigo una buena parte del cromosoma bacteriano y transferir genes de la bacteria donadora a la receptora.
2. Transducción: el material genético de una bacteria es llevado hasta otra por medio de un virus que ataca bacterias (bacteriófago). Puesto que los virus se integran habitualmente en el cromosoma bacteriano, cuando este se replica y pasa a otras bacterias puede llevar fragmentos del ADN de la primera, actuando como un vector de reproducción parasexual.
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3. Transformación. Este proceso se ha observado “in vitro”: algunas especies bacterianas son capaces de introducir ADN presente en su medio extracelular e incorporarlo a su genoma. Se duda de la importancia de este fenómeno “in vivo”, pues el ADN aislado, fuera de un organismo es extraordinariamente raro en la naturaleza. Tiene importancia en los procesos de ingeniería genética.
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CLASIFICACIÓN Las bacterias se pueden clasificar teniendo en cuenta varios criterios. Uno de ellos es clasificarlas por su forma y por el aspecto que adoptan cuando se reúnen:
Por forma
Coco (esférico)
Por ordenamiento
Representación
Coco único o micrococo Cuando los cocos se dividen en un solo plano vertical, se separan y conservan su individualidad. Diplococo cuando las células hijas se presentan en parejas
Estreptococo en cadena Cuando las células hijas forman cadenas
Estafilococo las células permanecen unidas pero después de una división celular en dos o más planos y los cocos forman grupos irregulares en ocasiones de gran volumen similares a racimos de uvas. Sarcina grupo de ocho cocos La división celular se produce formando paquetes de ocho células Tetracoco La división celular se produce en dos o tres planos perpendiculares formando grupos de cuatro células.
Espirilos
En forma de espiral
Bacilos
En forma de bastón
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Por composición de la pared celular que reacciona a la tinción de Gram
Gram negativas no retienen el cristal violeta conservan el colorante rojo por ejemplo safranina son susceptibles a las cefalosporinas Diplococo en parejas
Gram positivas absorben y conservan el colorante cristal violeta son susceptibles a la penicilina y estreptomicina
Las bacterias se reúnen en once órdenes, esta identificación se realiza sobre la base de modelos, agrupados en familias y especies en la clasificación bacteriológica:
Las eubacteriales, esféricas o bacilares, que comprenden casi todas las bacterias patógenas y las formas fotótrofas. Las pseudomonadales, orden dividido en diez familias entre las que cabe citar las Pseudomonae y las Spirillacae. Las espiroquetales (treponemas, leptospiras). Las actinomicetales (micobacterias, actinomicetes). Las rickettsiales. Las micoplasmales. Las clamidobacteriales. Las hifomicrobiales. Las beggiatoales. Las cariofanales. Las mixobacteriales.
Según el medio en el que podemos encontrarlas:
Saprófitas: bacterias que degradan materia orgánica en descomposición. Cumplen un papel esencial en el ciclo del carbono. Simbióticas: bacterias asociadas a otro ser vivo. Esta relación genera un beneficio mutuo. Un ejemplo de estas bacterias son las bacterias de la flora intestinal que producen vitamina K. El hospedador, es decir, el individuo al que parasita, le otorga a cambio, energía en forma de materia orgánica y un medio apropiado para vivir. Comensales: bacterias asociadas a otro ser vivo, sin desprenderse de esta relación, ni un beneficio, ni un perjuicio para el hospedador. Ejemplo de este tipo de bacterias podemos encontrarlo en las bacterias que viven sobrenuestra piel, alimentándose de células descamadas. Muchas bacterias de este tipo son bacterias oportunistas, ya que pueden causar enfermedad en el hospedador cuando sufre una depresión en el funcionamiento de su sistema inmune Parásitas: bacterias que sobreviven a expensas de otro ser al que causan un perjuicio. Ejemplo de este tipo de bacterias sería cualquiera de ellas que nos produzca una enfermedad
Otro criterio de clasificación de bacterias hace referencia al consumo de oxígeno:
Bacterias aerobias: son aquellas que necesitan oxígeno para su metabolismo. Realizan la oxidación de la materia orgánica en presencia de oxígeno molecular, es decir, realizan la respiración celular. Bacterias anaerobias: son aquellas que no utilizan oxígeno molecular en su actividad biológica. La obtención de energía la realizan mediante catabolismo fermentativo. Se pueden distinguir dos grupos dentro de ellas: o Bacterias anaerobias facultativas: pueden vivir en ambientes con oxígeno o sin él. o Bacterias anaerobias estrictas: sólo pueden sobrevivir en ambientes carentes de oxígeno. Como ejemplo, Clostridium, causante del tétanos. Microaerófilas: sólo se pueden desarrollar en presencia de bajas tensiones de O2 (menor del 12% en lugar del 20% que es la atmosférica) y altas tensiones de CO2.
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Desde el punto de vista de los fines de aprovisionamiento de energía, las bacterias se pueden dividir en:
litotrofas: son aquellas que sólo requieren sustancias inorgánicas sencillas (SH2 , S0, NH3, NO2-, Fe, etc.). organotrofas: requieren compuestos orgánicos: hidratos de carbono, hidrocarburos, lípidos, proteínas.......
Por su temperatura óptima de crecimiento, las bacterias se clasifican en:
Termófilas: se desarrollan entre 25 y 80°C, óptima 50 y60°C Mesófilas: se desarrollan entre 10 y 45°C, óptima 20 y 40°C Psicrófilas: se desarrollan entre -5y 30°C, óptima 10 y 20°C.
Según el pH en que se desarrollan
Acidófilas: Se desarrollan a pH entre 1.0 y 5.0 Neutrófilas: Se desarrollan a pH entre 5.5 y 8.5 Basófilas: Se desarrollan pH entre 9.0 y 10.0
Un método de identificación de las bacterias es la Tinción diferencial de Gram que permite identificar la morfología de la célula bacteriana en cocos y bacilos según la estructura de su pared celular. Se puede discriminar entre dos grandes grupos de bacterias: Gram positivas (se tiñen de color violeta) y Gram negativas (se tiñen de color rosado) debido a las diferencias en la composición de su pared celular.
la pared de las bacterias Gram positivas es gruesa y está formada por varias capas de peptidoglucano aproximadamente 80%-90% y algo de ácido teicoico, mientras que la pared de las bacterias Gram negativas está formada por una sola capa delgada de peptidoglucano aproximadamente hasta un 20% la cual está rodeada por una membrana exterior compuesta de fosfolípidos, lipopolisacáridos, y lipoproteínas. Hay otro grupo de bacterias denominadas bacilos ácido alcohol resistentes que son diferenciados utilizando la coloración de Ziehl Nielsen, éstas bacterias son resistentes a la decoloración ácida permaneciendo teñidos de fucsia.
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INTERÉS/APLICACIONES Tienen una gran importancia en la naturaleza pues pueden transformar sustancias orgánicas en inorgánicas y viceversa. Las bacterias son ecológicas activas, ya que forman parte de los ciclos del carbono, nitrógeno, azufre, hierro, mercurio..., están en los tratamientos de aguas residuales, en la lixiviación microbiana, utilización de bacterias para conseguir metales puros desde metales compuestos; limpian los ríos del exceso de materia orgánica que echan las fábricas e, incluso, hay bacterias que descomponen el petróleo y compuestos similares, en sustancias que luego pueden utilizar otros microrganismos. Esta propiedad no se utiliza de forma sistemática para “limpiar” las mareas negras, pero se está investigando con muy buenas esperanzas de éxito. En el cuerpo humano se encuentran bacterias muy beneficiosas dentro del intestino (Streptococus, Bacteroides, Lactobacillus) que sintetizan vitamina K, vitamina B12, tiamina; que son elementos esenciales para la vida humana. También hay bacterias que defienden al ser humano de las agresiones de las bacterias patógenas, pues “invaden” el organismo y no dejan sitio para que las dañinas entren e infecten. En este caso, se dice que actúan como un escudo protector. Casi doscientas especies de bacterias son patógenas para el ser humano; es decir, causantes de enfermedades. El efecto patógeno varía mucho en función de las especies y depende tanto de la virulencia de la especie en particular como de las condiciones del organismo huésped. Entre las bacterias más dañinas están las causantes del cólera, del tétanos, de la gangrena gaseosa, de la lepra, de la peste, de la disentería bacilar, de la tuberculosis, de la sífilis, de la fiebre tifoidea, de la difteria, de la fiebre ondulante o brucelosis, y de muchas formas de neumonía. En Medicina, utilizamos las bacterias para producir antibióticos (bacitracina, polimixina) o transformamos genéticamente ciertas especies como Escherichia coli y Bacillus antracis, para que fabriquen elementos imprescindibles para remediar ciertas enfermedades como la diabetes (insulina). Actualmente, los métodos de la ingeniería genética son usados para mejorar los tipos de bacterias con fines comerciales y muestran una gran promesa futura. En cosméticos, muchos de los activos, tales como proteínas y péptidos de bajo peso molecular, ingredientes antiarrugas y antioxidantes, están siendo creados con el uso de tipos específicos mejorados de bacterias. Relaciones entre la bacteria y su huésped Las bacterias se usan en la producción de ácido acético y vinagre, varios aminoácidos y enzimas, y especialmente en la fermentación de lactosa a ácido láctico, la cual coagula las proteínas de la leche, y se usan en la fabricación de casi todos los quesos, yogurt y productos similares. Otras bacterias se pueden emplear para la eliminación de elementos tóxicos, como los insecticidas o los organoclordos, gracias a su alto poder de bioconversión, transformación de un compuesto en otro que sea útil para el hombre.
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Los protozoos son microrganismos unicelulares eucariotas y heterótrofos, cuyo tamaño va de 10-50 μm hasta más de 1 milímetro. Están incluidos dentro del reino Protistas. Suelen ser de vida libre, aunque existen grupos que son parásitos. Se conocen 30 000 protozoos diferentes, y el numero de individuos es superior al de todos los demás animales. Cada especie vive en un ambiente húmedo particular: en el agua de mar o en el fondo del océano, en tierra, en las aguas dulces, salobres o corrompidas; en el suelo o en la sustancia orgánica en descomposición. Muchos viven y nadan libremente moverse utilizando diversos mecanismos: flagelos, estructuras propulsoras con forma de látigo; cilios de aspecto piloso, o por medio de un movimiento ameboide, un tipo de locomoción que implica la formación de pseudópodos (extensiones a modo de pie), mientras que otros son sedentarios, y en ambas categorías los hay coloniales. Otros viven encima o en el interior de algunas especies de plantas y de toda clase de animales desde otros protozoos al hombre. La forma celular generalmente es constante, ovalada, alargada, esférica. Presentan un núcleo diferenciado, único o múltiple; otras partes estructurales como orgánulos; sin órganos o tejidos diferenciados. La superficie externa está recubierta por una membrana elástica diferenciada, o membrana protoplasmática, que aísla el protoplasma, medio intracelular, Por encima de esta, puede encontrarse la membrana de secreción, una membrana semipermeable que también selecciona las partículas que entran y salen de la célula. El cuerpo del protozoo puede estar sostenido por un exoesqueleto que recibe el nombre de testa, o por un citoesqueleto interno.Este, está compuesto de forma única o por una combinación de filamentos proteicos, microtúbulos y vesículas El citoesqueleto y la membrana protoplasmática forman la pedícula. . En el endoplasma se encuentra un núcleo diferenciado, que puede ser único o múltiple, dependiendo de la especie, las vacuolas digestivas, de varios tamaños, que contienen materiales en digestión, y otros orgánulos muy poco diferenciados. Carecen de estructuras como tejidos y órganos. Algunas especies presentan cápsulas protectoras o testas; y muchas forman quistes o esporas resistentes para sobrevivir a las condiciones adversas o para la dispersión.
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NUTRICIÓN La alimentación de los protozoos suele realizarse mediante la captura del alimento que penetra en el citoplasma a través de una abertura de la membrana. En el citoplasma se forman vacuolas nutritivas y los residuos son expulsados por las vacuolas fecales. Presentan una boca diferenciada, que recibe el nombre de citostoma, una faringe, citofaringue y un orificio terminal o citoprocto. Son organismos heterótrofos, que presentan una nutrición variada:
Holozoicos, que se alimentan de otros organismos (bacterias, levaduras, algas, otros protozoos, etc.). El alimento es englobado por las vacualas digestivas y digerido por la acción de enzimas secretadas por el endoplasma. Este proceso continua hasta que los materiales digeridos son absorbidos por el protoplasma, y son almacenados o empleados para la actividad vital y el crecimiento. Las vacuolas van disminuyendo progresivamente de tamaño y los residuos indigeribles son expulsados por el ano celular.
Saprófititos, que se alimentan de sustancias disueltas en su medio.
Saprozoicos, que se alimenta de sustancia animal muerta.
Holofíticos, también conocidos como autótrofos, produce alimento por fotosíntesis .
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REPRODUCCIÓN La vida de muchos protozoos va ligada a las fluctuaciones ambientales que se producen en el medio donde vive. La mayoría de los protozoos presentan una vía de escape para asegurar la permanencia de la especie en ese hábitat, el enquistamiento. Secretan una capa protectora gruesa que rodea su cuerpo y cesan toda actividad, quedan en estado latente a la espera de la llegada de condiciones ambientales favoravbles que les permita reanudar su actividad. Los protozoos también la utilizan como mecanismo de dispersión. Los quistes pueden ser desplazados por: agua, lodo e incluso aire, y les permite colonizar nuevos ambientes. Reproducción asexual: Bipartición: el micronúcleo se divide por mitosis en dos micronúcleos que se dirigen hacia polos opuestos de la célula, y el macronúcleo se divide transversalmente por amitosis. Las dos células hijas resultantes son de igual tamaño, conteniendo cada cual una dotación de orgánulos celulares. Crecen hasta su tamaño definitivo antes de que se realice otra división. La bipartición requiere unas dos horas para completarse y puede ocurrir de 1 a 4 veces al día, produciendo de 4 a 16 individuos
Gemación: Poco importante. Es bastante similar o parecida a la bipartición, aunque no se forman 2 individuos iguales, lo que se produce es una yema donde se introduce uno de los 2 núcleos hijos. Luego la se aísla dando más tarde 2 individuos hijos. Esquizogonia: Sobre todo en esporozoos. El protozoito empieza a reproducir únicamente el núcleo. Luego se forman tabiques dando multitud de individuos hijos que se transforman luego en esporas.
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Reproducción sexual: Conjugacion: es un proceso que posibilita la transmisión hereditaria. Se produce a ciertos intervalos una unión temporal de individuos por parejas, los cuales quedan alterados genéticamente mediante el intercambio de materiales (cromosomas) de sus micronúcleos. Durante este proceso las parejas continúan nadando. El macronúcleo comienza a desintegrarse y, finalmente desaparece en el citoplasma. El micronúcleo aumenta de tamaño, su cromatina forma largos filamentos, aparece un huso acromático y el micronúcleo se divide por meiosis; sigue una segunda división meiótica de cada uno de los dos núcleos hijos, formándose cuatro micronúcleos. Tres de los cuatro micronúcleos degeneran y el restante se divide por mitosis para formar dos "pro núcleos" en cada animal. Entonces uno de ellos migra por el puente protoplasmático hacia el otro individuo, para unirse allí con el pronúcleo que ha permanecido en su lugar. Después se produce la separación de los individuos.
Singamia: Fusión de gametos, Hay dos tipos:
Isogamia: no hay dimorfismo sexual; los dos gametos son idénticos. Alguna diferencia tienen, pero anatómicamente nos es imposible observarla.
Anisogamia: los gametos son diferentes por varios motivos. Puede ser por la diferencia de tamaño (gameto masculino de menor tamaño), o puede ser por la diferencia en la movilidad (gameto masculino móvil, gameto femenino sedentario o fijo).
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CLASIFICACIÓN Clasificación de los protozoos según su modo de desplazarse: Flagelados: Son protozoos que para moverse utilizan flagelos. Son los protozoos más primitivos. La mayoría de los flagelados tienen vida libre, pero hay algunos que son parásitos.
Fitoflagelados: protozoos flagelados de afinidad vegetal Zooflagelados: potozoos flagelados de afinidad animal
Ciliados: Son protozoos que utilizan cilios para moverse. Los cilios son pequeñas estructuras que la célula mueve a modo de remos. Son seres que viven libres en el agua dulce.
Rizópodos: Son protozoos que se mueven emitiendo prolongaciones de su cuerpo y deslizándose sobre la superficie sobre la que viven. Estas prolongaciones se llaman pseudópodos, y funcionan como falsos pies. Pueden vivir en aguas dulces o ser parásitos.
Esporozoos: Son protozoos inmóviles. Todos los individuos de este grupo son parásitos. Uno famoso es el Plasmodium falciparum. Produce la enfermedad llamada malaria, o paludismo… Los protozoos también sufren adaptaciones que se traducen en diferentes morfologías. El grupo de los protozoos se puede considerar como un conjunto de filos, por lo menos 14, aunque se puede hablar de 4 grandes grupos morfológicos:
Sarcomastigóforos: Agrupa a: Mastigóforos: se caracterizan por la presencia de uno o más flagelos Estos flagelos si se adhieren a la misma membrana plasmática, se habla de membrana ondulante. Habrá flagelados de vida libre o parásitos Sarcodinos: Producen pseudópodos: desplazamiento y captura de alimento (fagocitosis), tipos de pseudópodos: filopodios (finos), rizopodios, etc.
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Esporozoos: Protozoos exclusivamente parásitos, que viven en un hospedado. En este grupo están los protozoos más pequeños: hablamos de decenas de micras. También a los esporozoos se les puede considerar inmóviles. Tienen un ciclo de vida haplodionte, que es su principal característica. El género más conocido es el G. Plasmodium, que es el provocante del paludismo o malaria.
Cnidosporidios: Son totalmente parásitos. Se diferencian por el tipo de esporas que producen, son muy complejas. Presentan unas estructuras con un filamento enrollado en una cápsula. La espora se suelta a través del filamento. Parasitan a anfibios, peces y reptiles, pero no a humanos.
Ciliados: (o cilióforos). El grupo más conocido, la mayoría de ellos son de vida libre. Son acuáticos, presentan el cuerpo recubierto por cilios. La forma del "cuerpo" es estable, es decir, que no cambia como las amebas.
INTERES/APLICACIONES Muchos protozoos sirven de alimento a otros animales pequeños. Juegan un papel importante en la depuración de aguas residuales y son capaces de reciclar la materia ya que la degradan Y hay especies productoras de enfermedades que afectan a los seres humanos como la disentería amebiana, la malaria o la enfermedad del sueño.
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A este grupo pertenecen microrganismos formados por células eucariotas, formadores de esporas, entre los que se encuentran los mohos, las levaduras y las setas. Se clasifican en un reino distinto al de las plantas, animales y bacterias. Poseen una distribución cosmopolita y poseen un amplio rango de hábitats, que incluyen ambientes extremos como los desiertos, áreas de extremada salinidad expuestas a radiación ionizante, o en los sedimentos de los fondos marinos. Suelen vivir en suelos y juntos a materiales en descomposición y como simbiontes de plantas, animales u otros hongos. Los hongos poseen células delimitadas por una pared celular, formada por quitina, y una membrana plasmática rica en esteroles, la cual contienen el núcleo con el material genético en forma de cromosomas. Este material genético contiene genes y otros elementos codificantes y no codificantes, los intrones. Poseen orgánulos celulares, como las mitocondrias, con crestas aplanadas, ribosomas de tipo 80S, vacuolas, aparato de Golgi muy simple… pero carecen de cloroplastos. Como compuestos de reserva y glúcidos solubles poseen polialcoholes, disacáridos y polisacáridos. Otra característica importante es que carecen de fases móviles, tales como formas flageladas, con la excepción de los gametos masculinos y las esporas de algunas formas filogenéticamente “primitivas” La asociación simbiótica de hongos con algas da lugar a los líquenes. Los hongos se presentan bajo dos formas principales: Hongos filamentosos: El cuerpo está formado por dos porciones, una reproductiva y otra vegetativa. La parte vegetativa, que es haploide y generalmente no presenta coloración, está compuesta por filamentos llamados hifas, estructuras cilíndricas y filiformes de 2 a 10 micrómetros de diámetro y hasta varios centímetros de longitud. Un conjunto de hifas conforma el micelio y a menudo están divididas por tabiques llamados septos. Las hifas crecen en sus ápices; las nuevas se forman por la aparición de nuevos ápices a lo largo de hifas preexistentes por un proceso llamado de ramificación. Los mohos pertenencen a este grupo.
Hongos levaduriformes: Las levaduras, que son organismos unicelulares con un solo núcleo. Se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza, frecuentemente, en forma de polvillo blanco que recubre las frutas y las hojas. Presentan una morfología ovalada y su tamaño oscila entre 3-5 micras. No poseen flagelos. Son microrganismos anaerobios facultativos y se reproducen de forma asexual.
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NUTRICIÓN En cuanto a los requerimientos nutricionales de los hongos, son organismos quimioheterótrofos, emplean compuestos orgánicos como fuente de energía y de carbono. Se pueden encontrar variaciones para todos los gustos. Hay algunos que pueden crecer sólo con glucosa y algún compuesto nitrogenado; en cambio, otros son muy exigentes respecto a factores vitamínicos, y sólo crecen en determinados sustratos o en ciertos hospedantes. No pueden realizar la fotosíntesis, por tanto, presentan nutrición heterótrofa, es decir que forman materia orgánica a partir de otra materia orgánica. Realizan una digestión externa de sus alimentos, secretando enzimas, y luego absorben las moléculas disueltas resultantes de la digestión. A esta forma de alimentación se le llama osmotrofia. Los hongos los podemos clasificar en:
Saprofitos: viven en el suelo y agua, donde descomponen materia orgánica y contribuyen al reciclaje de nutrientes. Liberan exoenzimas hidrolíticas que descomponen los nutrientes en moléculas más sencillas que posteriormente son absorbidas. Parásitos: se alimentan de otros seres vivos. Para ello, las estrategias son varias. Los hongos pertótrofos o necrótrofos se alimentan por medio de enzimas y toxinas que matan las células, y luego crecen en sus restos mortales; los biótrofos son parásitos obligados que se alimentan sólo de células vivas y los hemibiótrofos, son primero biótrofos, pero acaban matando a las células y convirtiéndose en necrótrofos.
Los hongos parásitos causan graves enfermedades en plantas y animales. Y algunos en ser humano.
Enfermedades vegetales: Los hongos causan enfermedades como el tizón del maíz, los mildiús... Las enfermedades micóticas causan la pérdida del 15 por ciento de las cosechas en las regiones templadas del mundo. En las regiones tropicales, donde la alta humedad favorece el crecimiento de los hongos, la perdida puede llegar al 50 por ciento.
Enfermedades humanas: Los hongos parásitos también infectan al ser humano. Un deuteromiceto puede infectar el área de entre los dedos de los pies y causar la infección conocida como pie de atleta.
Enfermedades animales: El género Cordyceps. infecta a los saltamontes de las selvas de Costa Rica. Las esporas microscópicas germinan en el saltamontes y producen enzimas que poco a poco penetran el fuerte exoesqueleto del insecto. Las esporas se multiplican y digieren las células y los tejidos del insecto, hasta matarlo.
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REPRODUCCIÓN Su ciclo de reproducción es primordialmente sexual y asexual. Sexual: Todos los hongos con excepción de los hongos imperfectos (Deuteromictos) poseen una reproducción sexual. Recibe el nombre de reproducción perfecta, teleomorfo. Se forman las células sexuales (gametos) que sólo portan un juego de cromosomas; son haploides. Este proceso recibe el nombre de meiosis. En un momento dado, el gameto masculino y el femenino se entran en contacto (plasmogamia). Poco después, los núcleos se fusionan (cariogamia) y como resultado se obtiene una célula diploide, zigoto. El zigoto diploide suele durar poco tiempo. En vez de crecer para convertirse en un hongo hecho y derecho, sufre una meiosis, fabrica esporas haploides y de éstas surgirán los nuevos hongos. No es raro que el zigoto esté encerrado en una espora de resistencia Después de la fusión celular, los núcleos de distinto origen pueden coexistir en el citoplasma, sin fusionarse. Así, un micelio puede contener dos tipos de núcleos (dicariótico) o un número indeterminado de ellos, fenómeno conocido como heterocariosis. La heterocariosis hace que unas criaturas haploides, como la mayoría de los hongos superiores, puedan tener varios alelos del mismo genLos hongos pueden ser monoicos (el mismo individuo produce estructuras masculinas y femeninas), dioicos (los sexos están separados en distintos individuos) o sexualmente indiferenciados. Respecto a la compatibilidad, pueden ser homotálicos (un individuo puede autofecundarse) o heterotálicos (se necesitan dos individuos distintos). La atracción sexual entre hongos se realiza mediante estímulos químicos (feromonas).
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En muchos casos, la recombinación genética se logra de forma parasexual, Las células encargadas de fabricar los gametos o, en su defecto, los núcleos gaméticos, se denominan gametangios o gametocistes. Cuando son idénticos en los dos sexos se denominan isogametangios ; en caso contrario, heterogametangios. En casos extremos , el gametangio masculino es muy pequeño (anteridio), y el femenino es considerablemente mayor (oogonio). La plasmogamia se logra de las siguientes maneras:
Copulación de planogametos: dos células móviles contactan y fusionan sus citoplasmas. Contacto gametangial o gametangia: anteridio y oogonio contactan, y el primero cede al segundo los núcleos gaméticos mediante un tubo de fecundación. Copulación gametangial: los gametangios se fusionan para dar lugar al zigoto, encerrado luego en una espora de resistencia. Espermatización: un espermacio (equivalente a un espermatozoide, pero sin flagelos) llega al oogonio y lo fecunda. Somatogamia: hay una fusión de hifas somáticas; este método es el empleado por los hongos más complejos.
Asexual: esta reproducción ocurre solo en hongos inferiores acuáticos (ficomicetos) La fase asexual o imperfecta de un hongo recibe el nombre de anamorfo. La reproducción asexual, aunque no proporciona la variabilidad genética de la sexual, es mucho más rápida; los fitopatógenos suelen emplearla para propagarse a gran velocidad en un cultivo. Las principales formas de reproducción asexual son:
Fisión binaria: proceso mediante el cual una célula progenitora se divide en dos células hijas mediante la formación transversal de una nueva pared celular. Gemación como en las levaduras; las células vegetativas somáticas forman yemas en sus polos para producir nuevos organismos. Formación de esporas: son haploides y de generan por mitosis, mediante la división del núcleo de una célula y su posterior división celular. Existen varios tipos de esporas asexuales: Artrosporas: En los hogos con hifas septadas, una hifa puede fragmentarse por los septos para formar células que se comportan como esporas. Clamidosporas: Rodeadas por una gruesa pared celular. Esporangiosporas: Se desarrollan en un saco denominado esporangio que se encuentra en la punta de la hifa fértil. Conidiosporas: Se forman en cadenas. Blastosporas: Las esporas son generadas por gemación a partir de una célula progenitora vegetativa.
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CLASIFICACIÓN Los hongos forman un grupo monofilético, lo que significa que todas las variedades de hongos provienen de un ancestro común; aunque presentan una sorprendente variabilidad morfológica, dada no sólo por el aspecto sino por las dimensiones y características. Se agrupan en 3 reinos diferentes según la X edición del Dictionary of the Fungi:
Reino Protozoa: Protozoos. Es un reino que incluye a seres tan conocidos como los paramecios o las amebas. Casi todos los integrantes de la antigua div. Myxomycota se agrupan aquí. Son organismos que no presentan pared celular y se alimentan por fagocitosis. Reino Chromista: protistas con mitocondrias de crestas tubulares y con células cuyos flagelos presentan una especie de pelillos adosados, mastigonemas. Aquí se pueden encontrar las algas pardas, las diatomeas, y algunos hongos, que descienden de algas que han perdido la clorofila, como los mildius, y también algunos hongos que antes se incluían en Myxomycota, como los labirintulales. En general, las paredes celulares de estos seres no presentan quitina ni glucanos. Reino Fungi: Son los hongos verdaderos, con paredes celulares de quitina y glucanos. Están más emparentados con los animales que con las plantas. Incluye: o o
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Quitridiomicetes (división Chytridiomycota): Son los hongos más primitivos, y son mayoritariamente saprófitos y acuáticos. Zigomicetos (división Zygomycota): Se caracterizan por formar zigosporas con gruesas paredes, de origen sexual y esporangiosporas no nadadoras, de origen asexual. Los mohos pertenecen a esta división. Glomeromicetes (división Glomeromycota): se caracterizan por carecer de cualquier tipo de reproducción sexual y ser simbiontes obligados de plantas terrestres. Basidiomicetos (división Basidiomycota): Este filo es el más evolucionado y el más conocido pues comprende las clásicas setas y hongos con sombrero. Ascomicetes (división Ascomycota). Son hongos con micelio tabicado que producen ascosporas endógenas. Pueden ser unicelulares y talófitos. La reproducción puede ser de dos tipos: asexual, por esporas exógenas (conidios o conidioesporas), y sexual, esporas endógenas (ascospora). Existen en ambientes terrestres y acuáticos, en sustratos como la madera, materiales de queratina (uñas, plumas, cuernos y pelos), estiércol, suelo y alimento, entre otros. Pueden ser parásitos de animales y el hombre, además de atacar a las plantas. Entre los más sencillos destacan las levaduras responsables de la fermentación.
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INTERÉS/ APLICACIONES La principal función de los hongos es la de descomponedores. Reciclan la materia orgánica (y no sólo la madera) con notable eficacia, regulan la liberación de nutrientes y son esenciales para la supervivencia de plantas y animales. Por desgracia, también descomponen madera de construcciones, postes, embarcaciones, etc., sobre todo si hay mucha humedad. Algunos descomponedores fabrican micotoxinas, que envenenan los alimentos. Por ejemplo, las aflatoxinas son cancerígenas, e incluso se han empleado como armas de guerra biológica Otro uso importante de los hongos ha sido en el campo de la medicina. Desde el descubrimiento por Fleming de la penicilina como un metabolito del mecanismo antagónico que tienen los hongos contra otros microorganismos, se ha desarrollado una gran industria para el descubrimiento, separación y comercialización de nuevos antibióticos. Entre los hongos medicinales más importantes destacan varias especies del género Penicillium. Como es bien sabido existen una gran variedad de hongos alimentarios, que presentan una elevada calidad nutritiva ya que contienen una buena proporción de proteínas y vitaminas y escasos de carbohidratos y lípidos. Dentro de los más consumidos tenemos: Boletus edulis, Lactarius deliciosus, Russula brevipes y Amanita caesarea. Las levaduras, además de para fermentar, pueden fabricar enormes cantidades de proteínas.Otros hongos producen ergosterol, cortisona, enzimas varias, ácidos, giberelinas, etc. Otros hongos por el contrario resultan tóxicos por ingestión pudiendo causar severos daños multisistémicos e incluso la muerte. La Micología tiene estudios detallados sobre estas variedades de hongos. Especies como la Amanita phalloides, Cortinarius orellanus, Amanita muscaria, Chlorophyllum molybdites, Galerina marginata o la Lepiota helveola debido a sus enzimas tóxicas para el ser humano causan síntomas como: taquicardias, vómitos y cólicos dolorosos, sudor frío, exceso de sed y caídas bruscas de la presión arterial, excreciones sanguinolentas. La víctima contrae graves lesiones necróticas en todos los órganos especialmente en el hígado y el riñón. Estos daños son muchas veces irreparables y se requiere trasplante de órganos por lo general.
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Las algas son organismos eucariotas y fotoautótrofos, que constituyen un grupo heterogéneo en cuanto a tamaño, habitad y reproducción. Se caracterizan por: -
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Son normalmente aerobias Presentar cloroplastos. Presentar clorofila a y otros pigmentos como carotenos, fucoxantina o ficobilinas. Tener paredes celulares formadas por celulosa. Formar materia orgánica a partir de materia inorgánica, utilizando la luz como fuente de energía. Este proceso se llama fotosíntesis. El 80% de la fotosíntesis de la tierra es llevada a cabo por algas unicelulares que flotan en mares y océanos donde forman plancton. Consiste en organismos acuáticos, en su mayoría microscópicos, que flotan libremente. o Fitoplancton: compuesto por algas y pequeñas plantas. Las algas que forman parte del fitoplancton pertenecen a dos divisiones: Dinoflagelados y Diatomeas o Zooplancton: compuesto por animales y protistas no fotosintéticos. Existen tanto formas unicelulares como pluricelulares. Unicamente se consideran protistas las formas unicelulares o coloniales microscópicas, excluyéndose, por tanto, las formas pluricelulares que pueden alcanzar un gran tamaño (hasta 30 m) y son siempre marinas. Las formas unicelulares pueden vivir de forma aislada o formar colonias en las que se aprecia un reparto de funciones. Las algas eucariotas unicelulares suelen presentar flagelos para desplazarse, aunque también aparecen flagelos en los individuos que forman colonias. Algunas algas pueden vivir como endosimbiontes en diversos protozoos, moluscos, gusanos, corales y plantas. Otras se unen a hongos para formar líquenes.
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NUTRICION La capacidad de realizar la fotosíntesis confiere a las algas unos requerimientos nutricionales muy simples, en presencia de luz pueden crecer en un medio totalmente inorgánico. Muchas tienen requerimientos específicos de vitaminas, siendo común la necesidad de vitamina B12. En la naturaleza la fuente de estas vitaminas son probablemente las bacterias que se encuentran en el medio. La capacidad de realizar la fotosíntesis no excluye necesariamente la utilización de compuestos orgánicos como principal fuente de energía y carbono, y muchas algas tienen un metabolismo mixotrófico. Aun cuando crecen en presencia de luz, ciertas algas no pueden utilizar CO2 como principal fuente de carbono y por lo tanto dependen de la presencia de acetato o de algún otro compuesto orgánico adecuado para suplir sus requerimientos de carbono. Esto esta causado por una maquinaria fotosintética defectiva, aunque estas algas pueden obtener energía de su actividad fotosintética, no pueden obtener poder reductor para convertir el CO2 en materiales orgánicos. Muchas realizan la fotosíntesis normal en presencia de luz usando CO2 como principal fuente de carbono, pueden crecer bien en la oscuridad a expensas de diversos compuestos orgánicos, pueden por tanto cambiar de un metabolismo sintético al respiratorio, estando este desplazamiento motivado por la presencia o no de luz. Las algas completamente encerradas por paredes celulares son osmotróficas y dependen de los sustratos orgánicos disueltos como fuente de energía para el crecimiento en la oscuridad. Un numero considerable de algas que carecen de pared celular o que no están totalmente encerradas en ellas, pueden fagocitar bacterias u otros microrganismos pequeños, nutrición fagocíitica
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REPRODUCCIÓN Reproducción asexual: existen tres tipos: -
Fragmentación: El cuerpo vegetativo de las algas, talo, se quiebra y cada fragmento crece hasta formar un nuevo talo. Esporulación: mediante la formación de esporas que pueden ser móviles(zoosporas) o inmóviles (aplanosporas). Fisión binaria: división nuclear segida de división del citoplasma.
Reproducción sexual: Implica la formación de gametos: oosferas y espermacios. Estos se producen en zonas especializadas llamadas gametangios. La fusión de los gametos dará lugar a la formación de un cigoto que originará u nuevo talo. El talo que produce gametos se llama gametofito y puede ser masculino o femenino.
Es común la alternancia de generaciones, que son las causantes de la aparición de ciclos biológicos. Esta alternancia de generaciones va asociada a una alternancia de las fases nucleadas de la célula, ya que la carga de cromosomas se divide a la mitad tras las meiosis, y se duplica tras la fecundación.
CICLO MONOGENÉTICO HAPLOIDE Corresponde a organismos, con frecuencia unicelulares, cuyas células vegetativas o somáticas son haploides, estas células suelen multiplicarse por bipartición celular y, cuando las condiciones ambientales son desfavorables para ellas suelen actuar como gametos. Tras la fecundación de las células, se genera una célula diploide o zigoto. El zigoto suele ser una célula de resistencia que germina siempre por meiosis, produciendo nuevos individuos haploides.
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MONOGENÉTICO DIPLOIDE Este ciclo corresponde a organismos, unicelulares o pluricelulares, cuyas células vegetativas o somáticas son diploides. Cuando las condiciones ambientales son desfavorables o cuando llegan a la madurez para reproducirse sexualmente es necesario una reducción cromosómica o meiósis para obtener células gámeticas. El zigoto se divide generando, en los organismos unicelulares nuevos individuos, y en los pluricelulares, tras numerosas divisiones celulares, individuos vegetativos.
HAPLODIPLONTE Alternan dos fases vegetativas, una diploide productora, tras la meiosis, de células haploides que no intervienen en la fecundación, denominadas esporas; la fase vegetativa productora de esporas se conoce como esporofito. Estas esporas o meiosporas, generan individuos haploides capaces de producir células sexuales o gametos, estas, tras la fecundación generan un zigoto cuya multiplicación da lugar a individuos diploides o esporofitos cerrándose así el ciclo biológico.
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CLASIFICACIÓN El grupo de las algas lo vamos a dividir en subgrupos: Algas unicelulares Son seres formados por una sola célula. Podemos divideirlas en 5 grupos:
Clorofitas (algas vedes): Reciben este nombre porque poseen un intenso color verde debido a la clorofila de sus cloroplastos. Estas algas son las principales precursoras de las plantas terrestres. En su mayoría viven en agua dulce y su estructura puede ser tanto unicelular como pluricelular. Pueden formar organismos simbióticos, como líquenes cuando se asocian con hongos. Los individuos de este grupo pueden presentar vida libre o formas coloniales. En las formas coloniales puede existir una repartición del trabajo. En ellas también aparecen sincitios, que son estructuras polinucleadas, formadas por fusión de varios individuos que comparten el citoplasma celular sin que exista membrana de separación entre ellos.
Euglenofitas: Seres unicelulares de agua dulce. Presentan cloroplastos de triple membrana, no doble, con clorofila a y b. Estas algas presentan movilidad debido a que tienen flagelos.
Dinoflagelados: Son algas con pigmentos rojos aunque algunos individuos de este grupo carecen de pigmentos y son heterótrofos, parecen protozoos. Los Dinoflagelados junto con algunos Rizópodos (protozoos) son los responsables de las mareas rojas tóxicas.
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Crisófitos: Diatomeas y algas doradas. Son algas pardo-amarillentas debido a la presencia de pigmentos carotenoides, especialmente fucoxantina. Estos seres tienen paredes celulares muy rígidas que están formadas por celulosa y compuestos silíceos. Las Diatomeas presentan una cubierta externa o caparazón de sílice; poseen clorofila a y b; y almacenan la energía que producen en la fotosíntesis en forma de aceite. Además, carecen de flagelos. Algas Pluricelulares Son seres formados por muchas células, que no se agrupan formando tejidos, como en seres vivos más complejos., por lo que las células no se reparten el trabajo, sino que todas deben realizar todas las funciones. Si observamos su color, podemos clasificarlas en tres tipos:
Algas pardas: También llamadas feofitas. El pigmento que utilizan para realizar la fotosíntesis es de color marrón amarillento. Esta molécula es más sensible a la luz que la clorofila. Por eso, las algas pardas pueden vivir a mayor profundidad.
Algas rojas o Rodofitas: El pigmento que utilizan para hacer la fotosíntesis es de color rojo. Es el pigmento más sensible a la luz, por lo que estas algas pueden vivir a profundidades donde la luz que llega es muy tenue.
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INTERÉS/APLICACIONES Las algas son uno de los elementos naturales más empleados últimamente con diversos fines
Para producir biocombustibles. Hace años ya que se vienen cultivando con tales motivos, sobre todo para conseguir bioetanol, biobutanol y biodiesel; donde funcionan de maravilla, generando una baja en el impacto ecológico y en ahorro de fuentes petrolíferas.
Para tratamientos cosméticos. Son muy saludables para la piel, el cabello y otras partes del cuerpo.
Para la alimentación. Este es el uso más clásico de las algas. Se emplen como espesantes de mermeladas y salsas y ciertas especies como alimento sano y natural, cada vez mas apreciado. Las algas arame, las kombu y las wakame son algunas de ellas.
En el campo de la medicina. Son conocidos los efectos beneficiosos de los extractos de algas verdes, rojas y pardas para bajar el colesterol. También se han obtenido resultados positivos para estabilizar la presión sanguínea y se ha verificado su actividad antibiótica y antiviral. Existen algunos indicios acerca de la acción antitumoral que poseen las algas pardas marinas. Son bastante difundidas en la actualidad las aplicaciones de las algas en dermatología, como cicatrizantes y antiseborreicas, para el tratamiento de lepra y como componentes de dietas para adelgazar. Un aspecto interesante es su capacidad de prevenir el envenenamiento radioactivo. Unas ochenta especies de algas marinas estarían en uso en Oriente por sus propiedades vermífugas, anticoagulantes y antilipémicas. En Chile, los indígenas de los Andes utilizan algas para combatir el bocio
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Los virus no constituyen un reino dentro de los seres vivos. Cuando se encuentran en la fase extracelular son inertes, ya que en su partícula viral o virión no poseen las enzimas necesarias para expresar las proteínas que codifican sus genes y no presentan un metabolismo propio y por tanto, dependen de una célula para dividirse, por lo que son parásitos intracelulares obligatorios. Están formados por: Genoma vírico: compuesto por un único tipo de ácido nucleico. En los virus existe mayor variedad en el genoma que en el resto de los organismos. Así, puede haber virus con genoma ADN monocatenario o bicatenario, circular o lineal. Los virus con genoma ARN también pueden variar e incluso ser, en algún caso, de doble cadena. También puede estar fragmentado. Cápside: Es la cubierta proteica que envuelve al ácido nucleico. La función es dar protección al genoma y en los virus desnudos, servir de reconocimiento de las proteínas de la célula que actúan como receptores virales. El conjunto de cápside y genoma vírico se denomina nucleocápside. La cápside está compuesta por proteínas denominadas capsómeros, de origen viral, que se disponen de una manera regular y según un tipo de simetría que permite distinguir varios tipos de cápsides:
Cápside icosaédrica: estructura poliédrica con veinte caras triangulares, doce vértices y treinta aristas. Según la unión de los capsómeros, pueden formar hexones o pentones. Cápside helicoidal: los capsómeros se disponen helicoidalmente, rodeando al ácido nucleico. Cápside compleja: típica de muchos bacteriófagos. Tiene dos partes: la cabeza que aloja al genoma y la cola, que está adaptada para inyectar el ácido nucleico en la célula parasitada.
Envoltura membranosa: Es una bicapa lipídica que procede de la célula que ha infectado el virus durante el proceso de salida de la célula. En esta membrana están insertadas glicoproteínas codificadas por el genoma viral, que sobresalen de la envoltura. Tiene una función de reconocimiento de la célula huésped y facilita la entrada del virus en dicha célula.
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El tamaño y forma de los virus son muy variables. Hay dos grupos estructurales básicos: isométricos, con forma de varilla o alargados, y virus complejos, con cabeza y cola (como algunos bacteriófagos). Los virus más pequeños mide entre 18 y 20 nanómetros de ancho. Los de mayor miden varios micrómetros de longitud, pero no suelen medir más de 100 nanómetros de ancho. Así, que están por debajo de los límites de resolución del microscopio óptico, utilizado para estudiar bacterias y otros microorganismos. Los huéspedes que ocupan pueden ser animales, vegetales o bacterias. Entre los microorganismos, los virus parasitan bacterias, son los bacteriófagos o fagos, pero no se conocen virus que infecten algas, hongos o protozoos. Entre los vegetales, sólo se han encontrado infecciones por virus en las plantas con flores, pero no en las plantas inferiores. Entre los animales, se conocen muchos que parasitan vertebrados, pero entre los invertebrados, sólo se han encontrado en artrópodos. Las enfermedades humanas, causadas por virus, más conocidas, son la poliomielitis, gripe, viruela, sarampión, fiebre amarilla, encefalitis, paperas, tracoma, etc. Actualmente se cree que algunos tumores cancerosos son también de origen vírico. Las infecciones víricas en general, no pueden ser tratadas con antibióticos; sin embarco, el interferón, producto biológico sintetizado por los tejidos invadidos por un virus, es activo contra infecciones causadas por otros.
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CICLO DE MULTIPLICIÓN Los virus carecen de funciones de nutrición. No necesitan obtener energía, ya que utilizan la energía de la célula para la síntesis de sus proteínas y de sus ácidos nucleicos. En cambio presentan importantes mecanismos que les permiten reproducirse dentro de la célula huésped. En el ciclo de multiplicación de un virus se pueden diferenciar una serie de fases:
Fijación o absorción: esta fase es determinante para que el virus pueda entrar en una célula. Las proteínas de la cápside o de la envoltura del virus reconocen unas glicoproteínas presentes en la célula, que sirven de receptores específicos para el virus. Los tejidos y células que carecen de receptores específicos de virus determinados no son infectados. La naturaleza de los receptores es variable y ciertos virus pueden tener más de un tipo de receptor.
Penetración o entrada: Los virus complejos producen una rotura en la membrana celular del hospedador en uno de los puntos de anclaje, gracias a la presencia de enzimas hidrolíticas entre las proteínas de la cápside. A través de la rotura, el tubo central inyecta el ADN vírico, quedando la cápside vacía en el exterior de la célula diana y el ácido nucleico libre en el citoplasma. La presencia de cápsides en la superficie celular es un buen indicio de que ha sufrido una infección vírica. Otros virus sin envoltura lipídica se introducen en la célula con cápside y todo, lo cual puede realizarse de dos maneras:
Penetración directa: después de la fijación, el virus abre una brecha en la membrana y se introduce en el citoplasma. Endocitosis: la membrana forma una invaginación en torno al virus, llegando a formar una vesícula que penetra en la célula. Formada la vesícula, el virus abre una brecha en la membrana de la misma con ayuda de algunas enzimas hidrolíticas que él mismo transporta, penetrando así en el citoplasma.
Los virus con envoltura lipídica burlan la barrera de la membrana celular porque su cubierta lipídica se funde con la membrana, ya que son de la misma naturaleza. Esta fusión de membranas puede realizarse en dos lugares distintos:
Fusión en la superficie celular: penetra directamente en el citoplasma. Fusión con un lisosoma: se forma una vesícula por endocitosis, a la que se une un lisosoma para digerir la partícula introducida; entonces, la cubierta lipídica del virus se funde con la membrana del lisosoma y el virión escapa hacia el citoplasma.
Descapsidación: en el caso de los bacteriófagos no es necesario, ya que la cápside ha quedado fuera de la célula. En el resto de los virus, se desprenden de la cápside mediante degradación por enzimas celulares.
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Multiplicación: consta de la replicación de su material genético, de la transcripción de su mensaje en una molécula de ARN y de la traducción del mensaje para producir proteínas víricas, tanto las que formarán parte de la e como las proteínas enzimáticas necesarias para el ensamblaje de las piezas del virión y para algunas de las funciones anteriores. Los ribosomas y la mayor parte de las enzimas que los ácidos nucleicos víricos utilizan en estos procesos son los de la célula infectada.
Los virus con ADN realizan la replicación del material genético de la misma manera que las células; en el caso de los virus con ADN monocatenario, previamente a la replicación se sintetiza una cadena de ADN complementario para formar la doble hélice. Los virus con ARN replican el material genético sin necesidad de pasar por ADN, actuando cada cadena de ARN como molde para la síntesis de su complementaria. Los retrovirus constituyen una excepción a lo dicho anteriormente, ya que su ARN sintetiza un ADN bicatenario, que será el que posteriormente realice la síntesis de nuevos ejemplares de RNA vírico. Los virus con ADN y los retrovirus sintetizan el ARN a partir de la cadena molde de ADN de forma similar a como lo hacen las células. Los virus con ARN, excepto los retrovirus, sintetiza en el ARN copiando la cadena molde de ARN, sin necesidad de pasar por ADN.
Ensamblaje de los nuevos viriones: mediante un complejo proceso, los capsómeros recién sintetizados se reúnen formando la cápsida y el ácido nucleico queda en su interior.
Lisis o liberación: los nuevos viriones salen al exterior, rompiendo la membrana y produciendo la lisis o muerte de la célula. Después de la multiplicación del virus tiene lugar la salida de los nuevos individuos, que saldrán con capacidad de infectar nuevas células. Los nuevos virus no esperan a la muerte de la célula hospedadora para abandonarla, sino que van saliendo de la célula al mismo tiempo que se van produciendo, de manera que la célula puede seguir viva y produciendo nuevas partículas víricas. •Por gemación: Inducen a la membrana celular a formar pequeñas vesículas en las que se introducen, y que acaban separándose de la célula. Este procedimiento lo utilizan los virus envueltos, en los que la envoltura membranosa es parte de la membrana de la célula en la que se reprodujeron. •Aprovechando los mecanismos de exocitosis de la célula o provocando agujeros en la membrana por medio de enzimas líticos Esta liberación de los virus puede causar la muerte de la célula hospedadora, ya sea por haber agotado sus nutrientes, roto su membrana si la liberación ha sido masiva, o destruido su genoma.
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Podemos diferenciar 2 tipos de ciclos: CICLO LITICO El ADN viral circular se replica varias veces, la progenie de bacteriófagos lisan la célula hospedera liberando nuevas partículas virales infectantes.
CICLO LISOGÉNICO Este ciclo también presenta las mismas etapas que el ciclo lítico, pero hay una gran diferencia, el genoma bacteriófago se integra al ADN de la célula hospedera por recombinación sitio-específica y la información del fago es transmitida a la progenie de la bacteria. Estos virus son capaces de permanecer en estado latente en la célula que parasitan, gracias a la integración del ADN vírico en el ADN celular.
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INTERÉS/APLICACIONES Los virus son útiles como sistemas modelo para estudiar los mecanismos que controlan la información genética, ya que en esencia son pequeñas piezas de esta información. Esto permite a los científicos estudiar sistemas de replicación más simples y manejables, pero que funcionan con los mismos principios que los de la célula huésped. Gran parte de la investigación sobre los virus pretende conocer su mecanismo replicativo, para encontrar así el modo de controlar su crecimiento y eliminar las enfermedades virales. Los estudios sobre las enfermedades víricas han contribuido enormemente para comprender la respuesta inmune del organismo frente a los agentes infecciosos. Estudiando esta respuesta, se han descrito a fondo los anticuerpos séricos y las secreciones de las membranas mucosas, que ayudan al organismo a eliminar elementos extraños como los virus. Ahora, el interés científico se centra en la investigación destinada a aislar ciertos genes virales. Éstos podrían clonarse para producir grandes cantidades de determinadas proteínas, que serían utilizadas como vacunas. Actualmente se considera a los virus no sólo como causantes de enfermedades sino también como agentes muy importantes que colaboran en el mantenimiento del equilibrio ecológico.
Virus del VIH
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