1. Microorganismes Organismes invisibles a l´ull humà Poden ser:

Eucariotes: Protozous, alguns fongs i algunes algues

Procariotes: Eubacteris i Arqueobacteris Acel.lulars: Virus ( microscopi electrònic)

Els microbis representen al voltant d'un terç de la biomassa terrestre

Molt important Diferència eucariotes i procariotes Diferència archeobacteris i eubacteris Dimensions microorganismes 1mm= 103μm =106 nm = 107 Α

UNITATS MÈTRIQUES EN CITOLOGIA

Unitats en el sistema internacional : mil.li ( m ) = 10-3 m micro ( µ ) = 10-6 m nano ( n ) = 10-9 m

Altres equivalències : micròmetre (µm ) = 10-6 m = 10-3 mm nanòmetre ( nm ) = 10-9 m = 10-6 mm = 10-3 µm

Angstrom ( Å ) = 10-10 m

Augments i poder de resolució Els augments d’un microscopi venen

determinats pel producte dels augments corresponents a l’ocular i l’objectiu que s’usi en cada moment.

El poder de resolució és la distància mínima a la qual poden estar dos punts perquè se’ls vegi separats .

Ull humà : 0,1 mm. Microscopi òptic : 0,2 µm.

EL MICROSCOPI ELECTRÒNIC

L’any 1931 es va construir el primer microscopi electrònic.

El poder de resolució aconseguit va ser de 2nm (100 vegades més que un d’òptic )

Càpsula bacteriana Paret Membrana plasmàtica Ribosomes Inclusions Orgànuls especials Cromosoma bacterià Flagels Pèls

2. Estructures bacterianes Càpsula bacteriana: Capa mucosa de

polisacàrids. Molts bacteris virulents en tenen. Adsorció a superfícies

Imagen a microscopía óptica de la cápsula del neumococo (Streptococcus pneumoniae)

•Formada pel peptidoglicà Mureïna•Tinció gram:

•Gram +: Color blau•Gram-: Vermell

•Funció:•Mantenir la forma•Mantenir la P osmòtica

•Important: •Els arqueobacteris no tenen peptidoglicà•La lisozima (enzim de les llàgrimes) destrueix la paret bacteriana

Ribosomes: 50S (gran), 30S (unitat petita). Recorda: fan la síntesi proteica

Membrana: Hi trobem els enzims encarregats de: Assimilar el nitrogen Respiració Fotosíntesi Replicació ADN

Flagels: Per moure´s. Fets de flagel.lina (eucariotes de tubul.lina)

Inclusions: Substàncies de reserva(Ex: granuls de volutina: reserva de fosfats

Vacúols de gas: Aire per a flotar Carboxisomes: Responsable de la

fixació de CO2 en fotosintètics i quimiosintètics

Pèls sexuals o de conjugació (Pili). Els que tenen plasmidi que poden transferir a altres bacteris

Pèls d’unió o fímbries: Per adherir-se a les superfícies. Patogens

Una soca és un subtipus o variant genètica d'un virus o bacteri. Per exemple, una "soca de la grip" és una forma biològica concreta del virus de la grip.

Hi ha tècniques de sembra en plaques de petri que en permeten separar "soques" mitjançant la dilució d'organismes i l'aïllament de tota la descendència generada.

ESPÈCIE BACTERIANA Quan parlem de bacteris no podem definir espècie

tal com ho fem pels orgamismes amb reproducció sexual

Per estudiar filogènica bacteriana s’utilitza el RNA 16S (ribosòmic) i la similitud entre ADN´s

La similitud ADN:ADN és el paràmetre reconegut per a delimitar especies. S’ha adoptat un nivell del 70% de similitud per a determinar si dos cepes pertanyen a la mateixa espècie. Aquest concepte si s’utilitzés en primats tots formaríem part de la mateixa espècie

Els bacteris es cultiven en plaques de petri amb un medi gelificant (agar-agar) o en medi líquid en tubs d’assaig. S’utilitza un mànec de sembra

Tots els metabolismes FOTOAUTÒTROFS: Bacteris verds i

propres del sofre i Cianobacteris FOTOHETERÒTROFS: Bacteris verds i

porpres no sulfuris. QUIMIOAUTÒTROFS: Bacteris nitrificants QUIMIOHETERÒTROFS: Bacteris que

s’alimenten de matèria orgànica morta o viva (patògens)

TIPUS DE METABOLISME Segons la font de Carboni i Energia.

Organisme Font de C Font d’E Exemples Fotolitòtrofs (fotoautòtrofs)

CO2 Llum Plantes superiors, algues, cianobacteris…

Fotoorganòtrofs (fotoheteròtrofs)

Orgànic Llum Bacteris porpra del sofre (Fot anaero)

Quimiolitòtrofs (quimioautòtrofs)

CO2 Reaccions químiques (compostos inorgàNics)

Bacteris nitrificants, bacteris incolors del S.

Quimiorganòtrofs (quimioheteròtofs)

Orgànic Reaccions químiques (compostos orgànics)

Animals, fongs, protozous, bacteris.

Moviment: Flagels, contracció i dilatació Formació d’espores (formes de

resistència): Endospores, molt resistents a condicions extremes (desinfectants, temperatura i radiacions)

Quan les condicions són favorables donen lloc a bacteris

Endospores

Asexual: Bipartició

CONJUGACIÓ. Transferència de DNA d’un bacteri a un

altre mitjançant un pèl sexual. Els plasmidis dels donadors (Plasmidis

F) contenen gens que informen sobre la producció de pèls sexuals. S’anomenen F+ i els que no en tenen F-

Un bacteri pot tenir varia plasmidis i només en passa una cadena

El plasmidi es pot intercalar dins el DNA bacterià (episoma). Aquests bacteris que els hi passa això s’anomenen Hfr (High frecuency of recombination) i també poden donar DNA als F-

Intercanvi de material genètic a través d’un virus Vídeo transducció

Un bacteri introdueix material genètic del medi

Vídeo transformation

Determinats bacteris patogens poden adquirir resistència als antibiòtics gràcies a la convivència amb d’altres que resisteixen bé a aquests productes

Vídeo resistència antibiòtics Vídeo descobriment penicilina Vídeo Mecanisme acció penicilina

Bacteris porpres i verds: Fotosintètics anoxigènics Bacterioclorofil.la Sulfurosos: Si utilitzen SH2 (poder

reductor). Fotoautòtrofs No sulfurosos: Poder reductor: Molècules

orgànisques (Fotoheteròtrofs)

Cianobacteris Ficocianina (Pigment blau) Fitoplàncton: Aigua dolça i salada Fotosíntesi oxigènica: Clorofil.la Poden formar colònies: Agrupacions de

cèl.lules que fan cadascuna les mateixes funcions

Alguns poden fixar el N2 (Heterocists)

Fotosintètics Semblen cloroplasts Simbionts de l’interior de les ascidies

Quimioautòtrofs Nitrosoma: Transforma amoni en nitrit Nitrobacter: Oxida nitrits a nitrats

Aerobis Viuen als sòls: Azotobacter i Rizobium

(Arrels lleguminoses: mongetes, llenties.....

Treponema pallidum (Sífilis)

Lactobacillus (Iogurt) i Streptococus Fermentatius

No tenen paret Tenen esterols a la membrana Molt petits (<0,2um) La majoria són patògens (Penumonia atípica)

Flora intestinal E. Coli Anaeròbics facultatius

Seqüenciació ARN ribosòmic ha permés separar aquest grup de procariotes dels eubacteris

Diferències: Membrana plasmàtica: No tenen àcids

grassos Hidrocarburs: Enllaços eter Bicapes o monocapes

Paret: No peptidoglicà ni D-aminoàcids

Halòfils: Ambients hipersalins

Termòfils: Ambients termals o hàbitats volcànics rics en sofre

Metanògens: Anaeròbics, produeixen metà a partir de CO2

Es troben en: pantans amb molt matèria orgànica, plantes de tractament aigües residuals, aparells digestius dels animals herbívors remugants

Cicle del carboni Fotisintètics: Fixen el CO2 Bacteris desintegradors: Descomposen la

matèria orgànica Bacteris que utilitzen hidrocarburs:

Bioremediació: La bioremediació és l'aplicació d'agents biològics en un medi contaminat per a degradar els contaminants d'origen orgànic o extreure'n els d'origen inorgànic

Cicle del Sofre Oxidants del S: Produeixen sulfats (Són

quimioautòtrofs) Reductors de sulfats: Utilitzen els

sulfats com a acceptors d’electrons (Respiració anaaròbica)

Cicle del ferro Anaeròbics: Redueixen el ferro de

fèrric a ferrós, en medi àcid Comuna a les mines de carbó

Bacteris desintegradors Transformen les proteïnes en amoníac

Bacteris nitrificants (Nitrosomas i nitrobacter): Oxiden aeròbicament l’amoniac (quimioautòtrofs)

Desnitrificants: Transformen els nitrats en N2 gasós

Fixadors de nitrogen

Algues microscòpiques: Diatomees: Esquelet de silici. Formen part

del fitoplàncton

Dinoflagelats: Fotosintètiques, flagels. Marees roges: Molt nocives pels animals

filtradors (bivalves i crustacis) i els humans di els ingerim

Unicel.lulars, eucariotes, heteròtrofs, no tenen paret

Moviment: Cilis, flagels, amebes. Poden ser paràsits: Plasmodium

(malària), malaltia de la son (Tripanosoma)

Reproducció: Bipartició i esporulació

Llevats: Unicel.lulars, reproducció asexual (gemmació) sexual. Biotecnologia: Fermetnació anaeròbica

Floridures: Fongs microscòpics pluricel.lulars. Formen hifes

Microscòpics (electrònic) Paràsits sempre Acel.lulars Fora de la cèlul.a: Virions Genoma: DNA i RNA. Monocatenari o

bicatenari <2500 A Poden infectar bacteris (bacteriòfags)

vegetals i animals

Els virusConeguts també com a virions (si estan fora de la cèl·lula) o bacteriòfags o fags (si parasiten a bactèries). El nom prové del llatí i vol dir “verí”Són estructures molt senzilles formades per àcid nuclèic i una càpsula proteica que l’envolta

Es troben entre els essers vius i la matèria inert per:

No es nodreixen, no es relacionen ni tenen metabolisme propi No poden reproduir-se per ells mateixos.

Per aquests motius els virus són paràsits endocel·lulars obligats, tant de cèl·lules procariotes com eucariotes.

Característiques morfològiques dels virus

Estan formats per un àcid nuclèic (ADN o ARN) envoltats per una coberta proteica (càpsida) Només són visibles en M.E. Les mides: oscil·len entre els 17nm i els 300 nm (una molècula d’hemoglobina fa un 6,4 nm de diàmetre) Amb tot això, els virus es poden classificar segons el seu àcid nuclèic, la forma de la càpsida i les mides.

Els elements més importants dels virus són l’àcid nuclèic i la càpsida.

Helicodials: càpsida de forma allargada, de dimensions 300 nm x 17 nm φ ex.: MTV (virus del mosaic del tabac), virus de la ràbia,filovirus (ebola),...

Virus de la ràbia

Complexes: distingim 3 parts: 1. Cap: capsòmers icosaèdrics2. Cua: beina helicoïdal que envolta un eix

rígid3. Sistema d’encolatge: format per les

espines i fibres caudals ex.: bacteriòfags

MTV

Càpsida

Tots els virus presenten sense excepció una càpsula proteica que envolta i protegeix l’àcid nuclèic. Aquesta càpsida està formada per subunitats més petites anomenades capsòmers

Segons la càpsida, distingim entre virus: Esfèrics (Icosaèdrics): càpsida formada per un icosàedre (20 cares triangulars). ex.: Adenovirus (virus de refredats, de la grip), virus de la polio,...

Adenovirus

Àcid nuclèic

Part essencial dels virus. L’àcid nuclèic pot ser:c

ADN: ADN monocatenari ex.: fag Φ – X- 174ADN bicatenari ex.: Adenovirus, fags

ARN:ARN monocatenari ex.: Retrovirus: SIDAARN bicatenari ex.: Reovirus

Els retrovirus tenen un enzim (transcriptasa inversa) que transcriu la informació de l’ARN fins a ADN i a partir d’aquí fer les copies del virus

Virus Sida

Virus ARN de la polio 49000x

Mecanisme de replicacióUna característica dels virus és que necessiten parasitar una cèl·lula per a

poder reproduir-se. El mecanisme de replicació (o cicle vital) d’un virus té 4 fases:

Per un bacteriòfag

1. Absorció

Virus i cèl·lula es posen en contacte. 1. Les fibres caudals contacten amb el bacteri i un cop fixat,2. es contrauen i es claven les espines caudals. 3. després, s’allibera un enzim que degrada la paret bacteriana

2. Penetració

Consisteix en la injecció de l’ADN viral a la cèl·lula hospedadora.

1. La beina helicoïdal es contrau ,2. l’eix rígid es arrossegat i trenca la membrana cel·lular i3. l’àcid nuclèic surt cap al citoplasma bacterià

3. Eclipse

L’àcid nuclèic del virus està a l’interior del bacteri.Un cop aquí, hi ha dos camins:1. Via lítica: l’ADN es multiplica i dona lloc a altres ADN i proteïnes

víriques. 2. Via lisogènica: l’ADN víric s’integra a l’ADN bacterià (profag) sense

afectar a la cèl·lula. Aquesta forma pot mantenir-se un temps indefinit i després de l’acció de certs estímuls, s’allibera el profag i s’activa la via lítica4. Maduració

Unió entre la càpsula proteica i l’àcid nuclèic.Aquesta unió ha de ser precisa ja que cada forma de virus és constant i típica de cada espècie. Pot fer-se a l’atzar (virus senzills) o dirigit per gens vírics (virus complexes)

5. Lisis cel·lular

Un cop formats els nous virus, aquests surten per infectar altres cèl·lules. Normalment la sortida dels virus provoca la lisi cel·lular

Vídeo cicle lític&lisogènicVídeo lliçó sobre virus

Vídeo retrovirusRetrovirus i evolucióEvolució molecular: gens i proteïnes

Virus Influenza

Prions: Proteïnes amb un plegament anormal

Malalties neuronals (Vaques boges; Síndrome de Creutzeld-Jakob)

No hi ha tractament