Microbiología: básica, ambiental y agrícola

466 Pages·2015·5.47 MB·Spanish

Microbiología
Básica, ambiental y agrícola
a
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a
Lillian Frionies profesora de Microbiología de la Facultad de
y
Agronomía de la Universidad de la República, de Montevideo,

Uruguay, responsable de la Unidad Asociada Ecología Microbiana al
de la Facultad de Ciencias, de la misma Universidad, e t
n
investigadora del PEDECIBA (Programa de Desarrollo de e
Ciencias Básicas). i
b
Trabajó por más de diez años en la Facultad de Agronomía y
m
Veterinaria de la Universidad Nacional de Río Cuarto y en la de
a
Rosario (Santa Fe) y colaboró también con la Facultad de

Ciencias Agronómicas de la Universidad Nacional de Córdoba, en ,
a
Argentina.
c
Integró en numerosas oportunidades la Comisión Directiva de la i
s
Sociedad Uruguaya de Microbiología (SUM). á
Realizó estudios en la Universidad de la República (Uruguay), en B
la Universidad d´Orsay y en el Instituto Pasteur (Paris), en el
Centro de Pedología Biológica de Nancy (Francia), y en el
a
Laboratorio de Sistemas Simbióticos Fijadores de Nitrógeno
Tropicales de Nogent sur Marne, Francia. í
Microbiología, Básica, ambiental y agrícola es su tercer texto. El g
primero Ecología microbiana del suelo, fue editado en 1990 por la
o
Universidad de la República, de Uruguay, luego de obtener un
premio de la Colección Reencuentro. El segundo, Procesos l
o
microbianos, fue editado en 1999 por la Fundación de la
Universidad Nacional de Río Cuarto (Argentina). i
b
o
ISBN: 9974-0-0290-7
r
c
i
M
Lillian Frioni / Facultad de Agronomía
Universidad de la República, Uruguay 2005
20 Lillian Frioni Microbiología: básica, ambiental y agrícola 1
membrana
membrana ribosomas pared
retículo
pared
región nuclear mitocondrias
núcleo
Figura 1- Esquemas de células procariotas y eucariotas
Estructuras permanentes En la figura 2 se observan estas diferencias en la pared
(de afuera hacia adentro de la célula) de ambos tipos de células y en la figura 3 se aprecia la
estructura de esta singular molécula.
Pared celular
Constituye la parte más importante de la célula procariota La pared de una célula Gram positiva está formada por
ya que salvo algunos micoplasmas y arqueobacterias, pa- una gruesa capa de unos 20 a 80 nm de espesor, en ge-
rásitas intracelulares, todas las otras bacterias presentan neral formado por una única molécula de peptidoglicano
esta barrera de protección contra el ambiente, sin la cual o mureína, (figura 2), ubicada por fuera de la membrana
las células sufrirían lisis osmótica en ambientes en general celular. Esta molécula que no aparece en las células eu-
hipo o hipertónicos (suelos, agua, organismos). En 1884, cariotas, está formada por una malla de polímeros de dos
Christian Gram desarrolló la tinción que lleva su nombre y aminoazúcares: N-acetil-glucosamina (NAG) y de ácido
desde entonces, las bacterias se clasifican en dos grupos N-acetil murámico (NAM) unidas por enlaces β glucosídi-
importantes: Gram negativas y Gram positivas. cos hidrolizados por una enzima conocida como lisozima,
contenida en las lágrimas, saliva (mecanismos de defen-
La diferencia estructural entre ambos grupos se puso de sa primaria contra infecciones microbianas (cuadro 3).
manifiesto con el microscopio electrónico de transmisión,
a mediados del siglo pasado. El cuadro 2 resume las La malla se fortalece aun más con enlaces peptídicos, en
diferencias. general en cadenas de 4 aminoácidos, tres de los cuales
Cuadro 2- Superficies celulares en células Gram positivas y Gram negativas
(cid:1) Gram positivas: la pared celular posee gruesa capa de peptidoglicano que retiene el colorante específico (violeta)
(cid:1) Gram negativas: la pared celular presenta capa fina de peptidoglicano y una membrana externa y no retiene el colorante. Se
colorean con el segundo colorante, de rosado
(cid:1) Archeae: no presentan peptidoglicano típico, su tinción es Gram positiva o negativa
Periplasma: espacio entre membrana externa de la pared celular y la membrana citoplasmática, contiene numerosas proteínas
hidrolíticas
18 Lillian Frioni Microbiología: básica, ambiental y agrícola 3
Cuadro 3- Breve historia de la Microbiología
1660 Robert Hooke describe estructuras de hon- la enfermedad al inocularse en una planta o
gos animal sano
1632-1723 Anton van Leeuwwenhoek, Alemania, • Debe poder reaislarse en cultivo puro a partir
publica dibujos de microorganismos vistos por del huésped enfermo y reconocerse idéntico al
un microscopio simple, con un solo lente (300 primer aislamiento
aumentos) 1886 Haeckel en Alemania: se propone el Reino
Siglo 19: Desarrollo de microscopios más poten- de los Protistas. John Tyndall en Inglaterra, en-
tes, poder separador 0,2 mm dosporas resistentes al calor: técnica de este-
Segunda mitad siglo 19: desarrollo acelerado de rilización por calor fraccionado (tindalización) Microbiología:
la Microbiología Ferdinand Cohn en Alemania: Métodos de es-
Discusiones sobre dos temas fundamentales: terilización más eficaces
Existe la generación espontánea? 1928 Griffith: Descubrimiento de la transformación básica, ambiental y agrícola
Cúal es la naturaleza de las enfermedades conta- 1933 Primer Microscopio electrónico de transmisión
giosas? 1953 Estructura doble hélice del ADN - Watson y
1822-1895 Luis Pasteur en Francia, determinó la Crick
naturaleza microbiana de contaminaciones de 1977 Reconocimiento de Archeobacterias como
infusiones, el metabolismo anaerobio, la inmu- grupo
nización 1984 Desarrollo de la reacción en cadena de la Lillian Frioni
1876 Robert Koch en Alemania: los microorganis- polimerasa
mos como causantes de enfermedad del ga- 1986 Primera vacuna producida por Ingeniería
nado provocado por Bacillus anthracis (antrax) Genética
Postulados de Koch 1996 Se obtiene la secuencia del genoma de Hae-
• El microorganismos causal debe estar presen- mophilus influenzae
te en cada caso de enfermedad pero ausente Hasta la fecha han ocurrido innumerables
en organismos sanos avances en Biología Molecular, Biotecnología,
• El agente infeccioso debe poder aislarse en incluida la secuenciación del genoma huma-
cultivo puro no, a la que han contribuido los microorganis-
• Debe ser capaz de reproducir los síntomas de mos.
4 Lillian Frioni Microbiología: básica, ambiental y agrícola 17
Figura 6- Observaciones de microorganismos al microcopio óptico. Izquierda: algas al
estado fresco y derecha: bacilos luego de tinción
Otros métodos de estudio de los microorganismos Preguntas de repaso
Numerosos métodos son empleados para el estudio de
estructuras subcelulares de los microorganismos y para 1) Objeto de estudio de la Microbiología
distinguir cepas bacterianas. Muchos de ellos son adap- 2) Disciplinas muy relacionadas a la microbiología
taciones de técnicas corrientes en biología celular: colo-
3) Algunas de las especialidades en que se ha subdividi-
raciones diferenciales y observaciones microscópicas (ci-
do esta ciencia
toquímica), estudios enzimáticos, evidencia de vías me-
4) Concepto del término microorganismo y ejemplos de
tabólicas y finalmente los mayores avances se realiza-
ellos
ron por aplicación de métodos de biología molecular.
Muchos de ellos son descriptos en el capítulo 8: Ecolo- 5) Por qué se dice que los microorganismos son muy
gía microbiana y en el Apéndice práctico. buenas herramientas en estudios fisiológicos, genéti-
cos, enzimáticos?
Como resumen, en el cuadro 3 se señalan algunos de 6) Por qué las bacterias están tan distribuidas en la natu-
los descubrimientos más importantes que contribuyeron raleza? Señale ambientes donde se las encuentra.
a la evolución de la Microbiología.
7) Cual fue el gran descubrimiento que permitió separar
© 2006 UNIVERSIDAD DE LA REPÚBLICA - FACULTAD DE AGRONOMÍA
a los microorganismos en dos grandes grupos? Con
Reservados todos los derechos de la presente edición para todos los países. Este libro no se podrá reproducir total o
qué instrumento se logró este hallazgo?
parcialmente por ningún medio gráfico, electrónico, digital, mecánico o cualquier otro, incluyendo los sistemas de Bibliografía
8) Diferencias entre bacteria, arquebacteria y eucariotas
fotocopia o fotoduplicación, registro magnetofónico o de alimentación de datos, sin expreso consentimiento de la
9) Por qué resulta importante la tinción de los frotis bac-
Facultad de Agronomía. Madigan, Martinko y Parker. Brock, Biología de los mi-
terianos antes de su observación microscópica?
croorganismos, 9ª. Edición, 2000 Prentice Hall Inter-
Contacto: [email protected], Fax: [phone] national 10) Por qué aun no se tiene certeza definitiva sobre la
Prescott, Harley, Klein, Microbiología, 1999 McGraw-Hill evolución del mundo microbiano? Qué herramientas
DEPOSITO LEGAL: 330.113/06 Interamericana resultan muy importantes de aplicar?
ISBN: 9974-0-0290-7
FOTOS DE TAPA: P. Izaguirre, Peltophorum dubium (Ibirapitá) y Bauhinia foficata (Pata de vaca)
DISEÑO DE TAPA: Javier Santiago
DISEÑO, ARMADO E IMPRESIÓN: Departamento de Publicaciones de la Facultad de Agronomía, Universidad de la
República Oriental del Uruguay. Avda. Garzón 780, 12900 Montevideo -URUGUAY
16 Lillian Frioni Microbiología: básica, ambiental y agrícola 5
En general los microorganismos son fijados (frotis) y teñi-
dos con colorantes ácidos o básicos a los efectos de au-
mentar su visibilidad y/o conservarlos para otros estudios.
Tabla de contenidos
Fijación: se realiza en general secando suavemente el
inóculo sobre el portaobjeto a la llama y luego cortando
varias veces la llama con el preparado. El objetivo es con-
servar las estructuras lo más intactas posibles antes de
su tinción. La fijación puede realizarse con sustancias
Prólogo..................................................................................................................7
químicas, como el etanol, ácido acético, formaldehído, que
inactivan e insolubilizan moléculas como los lípidos y pro- Los microorganismos: estructuras y funciones
teínas microbianas.
1 Introducción a la Microbiología..............................................................................9
Coloraciones: numerosos colorantes se emplean para
Figura 5- Microscópica electrónica. 2 Estructuras y funciones de las células eucariotas y procariotas. Los virus.........17
facilitar la visualización de los microorganismos más pe-
Izquierda: Rhizobium observado con microscopio electrónico
queños, como las bacterias (figura 6). Presentan grupos 3 Nutrición y metabolismo bioenergético en microorganismos..............................39
de transmisión, se aprecia la membrana y la pared celular , la
cromóforos, con dobles enlaces que le dan el color carac-
región nuclear y gotas lipídicas (materiales de reserva).
4 Crecimiento microbiano y su control. Efecto de factores ambientales................65
Derecha: micrografía de Lactobacillus spp. con microscopía terístico y además se unen a estructuras celulares por
electrónica de barrido. enlaces iónicos, covalentes o hidrofóbicos. Los coloran- 5 Genética de mcroorganismos procariotas...........................................................85
tes básicos, como el azul de metileno, la fucsina básica,
6 Taxonomía bacteriana y filogenia........................................................................93
el cristal violeta, la safranina, verde de malaquita, tienen
El primero permite visualizar estructuras dentro de la cé-
grupos cargados positivamente que se unen a moléculas 7 Los protistas superiores ................................................................................... 105
lula, así como características de la membrana y pared
cargadas negativamente, como los ácidos nucleicos y
celular, por la diferencia de densidades al ser atravesa-
muchas proteínas (superficies bacterianas). Los coloran-
das por un flujo acelerado de electrones. El de barrido
tes ácidos, como la eosina, rosa de Bengala y fucscina Los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos
muestra el relieve de superficies celulares ya que los elec-
ácida son aniónicos y se unen a grupos celulares carga-
trones se reflejan luego de chocar con una superficie me-
dos positivamente. 8 Ecología microbiana y métodos de estudio.......................................................117
tálica que recubre los preparados.
9 Ciclo biológico del carbono ...............................................................................137
Los microorganismos se pueden observar al microscopio
Tinciones
luego de una tinción simple, es decir un solo colorante, 10 Ciclo biológico del nitrógeno .............................................................................165
Los microorganismos vivos se pueden examinar directamen-
por ejemplo con azul de metileno: se cubre el frotis con el
te con un microscopio óptico, práctica corriente en estudios 11 Fijación biológica del nitrógeno (FBN) ..............................................................187
colorante, por un tiempo prudencial, 1 minuto, se lava con
de morfología de hongos, algas y protozoos (figura 6).
agua, se seca y se observa. Permiten distinguir tamaño, 12 Ciclos biológicos del azufre, fósforo, hierro.......................................................207
forma y organización de bacterias.
En el caso de las bacterias, dado su pequeño tamaño y la
falta de contraste con el medio, esta técnica de observa- Los métodos de tinción diferencial permiten diferenciar Los microorganismos y sus interacciones
ción es menos usada. grupos bacterianos según sus propiedades de tinción.
Ejemplo de estas es la tinción de Gram, que separa a 13 La rizosfera........................................................................................................225
Sin embargo, es muy empleada para evidenciar la movili- bacterias Gram positivas (toman el primer colorante y lo
14 Interacciones entre microorganismos .............................................................. 237
dad bacteriana, con cultivos jóvenes en medio líquido, en retienen y se ven violetas) y Gram negativas, que no re-
el microscopio óptico, ya que los flagelos son difíciles de tienen el colorante violeta luego de lavado con etanol o 15 Fijación biológica de N en la rizosfera y en asociaciones nodulares...............249
2
observar aun con tinciones especiales. Se coloca una acetona y se colorean con el colorante de contraste, rosa-
16 Las micorrizas ...................................................................................................285
gota de cultivo entre porta y cubre objeto o en portaobje- do, como la safranina.
tos especiales excavados, que se observan con baja lu- 17 Microorganismos promotores del crecimiento vegetal......................................303
minosidad ya que existe poco contraste entre las células Existen otro grupo de tinciones que permiten visualizar es-
18 Procesos microbianos en el rumen...................................................................317
y el agua, lo que dificulta la observación. tructuras como esporas, flagelos, materiales de reserva, etc.
6 Lillian Frioni Microbiología: básica, ambiental y agrícola 15
Los microorganismos en los alimentos y la industria
Bacteria Archaea Eukarya
19 Fermentación láctica y alcohólica. Aplicaciones biotecnológicas......................333
20 Aplicaciones industriales de los microorganismos............................................349
Los microorganismos y la protección ambiental Animales
Entamebas Hongos
Bacterias verdes
mucosos
no sulfurosas Euriarqueotas
21 Biotransformación de residuos orgánicos .........................................................363 Hongos
Mitocondria
22 Degradación de xenobióticos............................................................................383 Bacterias Crenarqueotas Methano- Methanosarcina Halófilos Plantas
bacterium
Bacterias rojas gram- Thermoproteus extremos
23 Biorremediación ................................................................................................397 positivas Methano- Ciliados
Cloroplastos Pyrodictium coccus Thermoplasma
Anexo práctico...................................................................................................407 Cianobacterias Thermococcus
Flavobacterias
Flagelados
Korarqueotas Methanopyrus
Tricomónadas
Thermotoga
Aquifex Microsporidios
Diplomónadas
(Giardia)
Figura 4- Bacteria, Archae y Eukarya
Es posible que nuevos datos ayuden a dilucidar este pro- Como las bacterias presentan aproximadamente un diá-
ceso evolutivo. metro de 1 µm, con los microscopios ópticos sólo se pue-
den apreciar la forma general y las características morfo-
lógicas principales, pero no se aprecian estructuras sub-
Técnicas de estudio de los microorganismos
celulares.
La mayor limitación en el estudio de los microorganismos
Se emplean también microscopios de contraste de fa-
lo constituye su pequeño tamaño, la falta de fósiles y la
ses y los fluorescentes, que permiten distinguir estruc-
dificultad de muchos de los microorganismos para ser
turas en base al empleo de colorantes fluorescentes,
cultivados en el laboratorio. Sin embargo, los avances en
como el naranja de acridina, diacetato de fluoresceína
los últimos 100 años fueron enormes y el cuadro 3 resu-
etc. Muchos de ellos se consideran colorantes vitales,
me algunos de los eventos más importantes.
ya que fluorescen en luz ultravioleta luego de ser em-
pleados por enzimas celulares.
Microscopía
El microscopio marcó un hito en los estudios, ya que
La estructura interna detallada de los microorganismos
hay que considerar que el ojo desnudo aprecia como
fue visible con el microscopio electrónico, desarrollado a
independientes a dos puntos separados por 0,1mm (po-
partir de la década del 30 del siglo XX y que presenta un
der separador) y el mejor microscopio óptico presenta
poder separador aproximadamente 1000 veces superior
un límite de resolución de 0,2 µm y un aumento máximo
al del microscopio óptico y puede distinguir puntos sepa-
de 1.500-2000X, que resulta de multiplicar el aumento
rados por 0,5nm (aumento eficaz 100.000X). Se emplean
del ocular (10-20X) por el del objetivo (5, 10, 20 aumen-
los microscopios electrónicos de transmisión y de barrido
tos, los comunes y x 100, el objetivo de inmersión en
(figura 5).
aceite).
Microbiología, básica, ambiental y agrícola
Lillian Frioni- Editorial de la Facultad de Agronomía, Montevideo,
Uruguay-2006

Fe de erratas

Tabla de contenidos: Algunos capítulos presentan una numeración de
página que no corresponde.

Capítulo Página Capítulo Página
1 11 15 255
2 19 16 291
8 121 17 309
9 143 18 323
10 169 19 341
11 191 20 357
12 211 21 373
13 231 22 393
14 243 23 407
Anexo Práctico 417

Página donde dice debe decir
9 Los protistas superiores Los microorganismos
eucariotas
13 Protistas inferiores Procariotas

27 Texto: La figura 12 presenta la La figura 12 presenta la
ultraestructura de una morfología de bacilos
endospora al microscopio capsulados y esporulados
electrónico
28 Figura 12- Ultraestructura de Morfología de bacilos
una endospora bacteriana y esporulados y capsulados
bacilos esporulados y
capsulados
42 Cuadro 4 heterótrofos heterótrofos
compuestos inorgánicos compuestos orgánicos
52 Fermentación alcohólica: se Eliminar subrayado. Es:
realiza en el músculo y…. Los microorganismos activos
son sobre todo los hongos……
57 Debajo del Cuadro 21: El CO El H actúa como donador y el
2 2
(carbonatos) actúa como CO como aceptor de
2
donador y el H como aceptor electrones
2
de electrones….
105 Los protistas superiores Se estila más referirlos como :
Microorganismos eucariotas
115 Zygomycetes: micelio eliminar: septado bien
cenocítico o septado bien desarrollado
desarrollado.
141 Cuadro 11: • Bacterias
• Bacterias aerobias/nitrificantes
aerobias/desnitrificantes

150 Cuadro 10 Hongos celulolíticos Hongos celulolíticos son:
: Ascomycetes Zygomycetes, Ascomycetes,
Basidiomycetes y
Deuteromycetes
300 El endofito….y Endogonales Endogonales (flia.
(flias. Gigasporaceae y Endogonaceae). Eliminar
Endogonaceae) Gigasporaceae
315 antibióticos o toxinas Sacar lo subrayado
específicas como bacteriocinas
422 Técnica coloración de Gram: se Decolorar con alcohol-cetona
omitió el 5º paso: decoloración (2/1 vol/vol) suavemente con
(luego del tratamiento con ayuda de agua hasta que el
Lugol) frotis se vea limpio.
14 Lillian Frioni Microbiología: básica, ambiental y agrícola 7
tes en los procariotas, originado a partir de una bacteria Los estudios sobre las secuencias del ARN ribosomal en
aerobia. Esta hipótesis se contradice con la creencia ge- células procariotas sugiere una separación temprana de
neral de que este organismo primitivo fuera una ciano- estos organismos. La figura 4 (Madigan et al., 2000)pre-
bacteria. Estas bacterias y la fotosíntesis productora de senta el arreglo según estos criterios basados en la orga- Prólogo
oxígeno se desarrollaron probablemente hace unos 2.500 nización genética. El árbol filogenético se divide en tres
a 3.000 millones de años. La diversidad microbiana au- ramas principales: Bacteria, Archaea y Eucarya. Las ar-
mentó en forma notable luego de la aparición del O . queobacterias y las bacterias fueron las primeras en di- Microbiología: básica, ambiental y agrícola surge luego de revisión y ampliación de Procesos microbianos, editado en
2
verger y luego se desarrollaron los organismos eucario- 1999 por la Fundación de la Universidad Nacional de Río Cuarto, Argentina, texto que continuó a Ecología microbiana
La figura 3 muestra un esquema de la evolución del mun- tas. Estos tres grupos primarios se denominan dominios
del Suelo, editado en 1990 por el Departamento de Publicaciones de la Universidad de la República (Uruguay).
do vivo basado en la estructura del ARN de los riboso- o imperios y se ubican por encima del nivel de los reinos En todos ellos se analizan actividades de los microorganismos que benefician al hombre y mejoran la calidad de los
mas. Desde el punto de vista evolutivo los organismos se clásicos. ecosistemas naturales, cuyo conocimiento permite manejarlas y dirigirlas en beneficio de la población. En efecto,
pueden dividir en tres grupos principales: arqueobacte-
muchas actividades microbianas permiten incrementar la producción de alimentos, la salud de los suelos y de los
rias, eubacterias y eucariotas. Los organismos eucariotas presentan lípidos con acil diés- cauces de agua, evitando o disminuyendo las aplicaciones masivas de fertilizantes y sustancias altamente tóxicas como
teres del glicerol y ARN ribosomal eucariota y pertenecen herbicidas, fungicidas, etc.
Plantas a Eucarya. El dominio Bacteria (Eubacteria) presenta or- Debemos, sin embargo señalar las diferencias entre los tres textos: en Ecología microbiana del suelo, se analizaron las
Animales
ganismos con células procariotas con lípidos de membra- transformaciones de la materia orgánica y mineral de los suelos, las interacciones de los microorganismos entre si y con
na con diacil diéster de glicerol, mientras que los proca- los vegetales, con énfasis en dos importantes asociaciones simbióticas, las fijadoras de nitrógeno y las asociaciones con
Arqueobacterias Eucariotas Eubacterias riotas cuyas membranas están compuestas por lípidos hongos micorrícicos.
isoprenoides del tipo diéter de diglicerol o tetraéter de di- En Procesos microbianos se agregaron temas vinculados a los procesos de biodegradación de restos orgánicos, tanto
glecerol y ARNr arqueobacteriano comprenden el tercer aerobios como anaerobios que contribuyen a la conversión de materiales de deshecho de la industria láctea, de otras
Ancestro universal dominio, Archaea, que incluye a organismos termófilos, agroindustrias y de prácticas agrícolas, en productos que se usan como biofertilizantes y obtener efluentes de la indus-
anaerobios y acidófilos. tria sin carácter contaminante, contribuyendo a la protección ambiental. Otra temática abordada en este segundo texto
es la promoción del crecimiento vegetal, tanto en forma directa, por procesos microbianos de mineralización, oxido-
Origen de la vida
Parece probable que las células eucariotas modernas se
reducción, solubilización, fijación, como por su contribución a la eliminación de microorganismos fitopatógenos por
Figura 3- Evolución del mundo vivo basada en la originaron a partir de las procariotas hace unos 1.400 millo- mecanismos conocidos como Control Biológico.
estructura del ARN de los ribosomas nes de años. Los mecanismos no están aun dilucidados. Finalmente, en el presente texto Microbiología: básica, ambiental y agrícola, además de revisarse y actualizarse estos
temas, se entendió oportuno incorporar capítulos dedicados a aspectos de Microbiología General o Básica, en el enten-
Una de la hipótesis es la endosimbiótica, que piensa que
Aunque las eubacterias y las arqueobacterias son proca- dimiento de que muchas veces resulta dificultoso a los estudiantes de Agronomía, de Ciencias del Suelo o de Ciencias
la célula eucariota ancestral se pudo formar por la fusión
riotas, desde un punto de vista evolutivo no están más Ambientales, acceder a los excelentes textos que sobre el tema están publicados.
de antiguas eubacterias y arqueobacterias. Muchos auto-
estrechamente relacionadas entre si como lo están con Se continuó una interesante experiencia de coordinación realizada entre el 2000 y el 2002 por los docentes de Microbio-
res consideran que Archaea y Eucarya están más relacio-
los eucariotas. logía de las 7 Facultades de Uruguay que imparten conceptos de Microbiología en la que se delimitaron los conceptos
nados de los que parece y proponen que la línea eucariota
básicos que deberían contener un curso común de Microbiología General, a aplicar en cada uno de esos centros, que
surgió de Archaea y luego se formó el núcleo, posiblemen-
Las arqueobacterias (Archaeae) comprenden un grupo está disponible en CD. Sobre esta experiencia se desarrollaron los capítulos del 1 al 7 del presente texto.
te a partir del aparato de Golgi. Las mitocondrias y los clo-
muy primitivo que incluye organismos halófitos y termófi- Otras temáticas abordadas en este texto son el de Biorremediación, o sea el tratamiento microbiológico de situaciones
roplastos parecen haber surgido con posterioridad.
los extremos. Entre ellas se encuentran las bacterias me- de polución graves, como las que lamentablemente nos tiene acostumbrados la prensa: derrames de petróleo, contami-
tanogénicas, anaerobias estrictas. naciones por solventes, herbicidas, etc. y el de la aplicación biotecnológica de muchos microorganismos.
El eucariota ancestral fermentador de vida libre con su
El Anexo práctico contiene como en los textos anteriores, técnicas básicas para realizar experiencias sencillas y poner
núcleo estableció relaciones simbióticas permanentes con
Parecería que los tres grupos bacterianos surgieron tem- en evidencia los procesos microbiológicos tratados en el texto.
bacterias fotosintéticas (cianobacterias) que evoluciona-
prano en la historia de la tierra a partir de un organismo
ron hacia los cloroplastos. Eubacterias con respiración
primitivo común, el «ancestro universal». Por último, se desea dedicar este texto a los estudiantes de distintas disciplinas: Agrícolas, Biológicas, de Ciencias
aerobia (Agrobacterium, Rhizobium, rickettsias) serían los
Ambientales, Ciencias del Suelo, Bioquímica y Química, que sientan interés en adentrarse en el apasionante mundo de
antecesores de las mipocondrias.
Debido a que las células de los animales y de las plantas los microorganismos.
son eucariotas, se ha considerado en forma general que
Esta teoría endosimbiótica ha sido avalada por el hallaz-
han derivado de algún tipo de microorganismo, en tanto
go de una cianobacteria endosimbiótica en un protozoo
que los procariotas representan una rama que nunca su-
diflagelado y que actúa como su cloroplasto.
peró la etapa microbiana.
8 Lillian Frioni Microbiología: básica, ambiental y agrícola 13
nuclear, contiene varias moléculas de ADN y se divide por Ya desde la segunda mitad del siglo XIX se vislumbraban
mitosis o por una completa reproducción sexual, que in- diferencias entre animales y vegetales con los organismos
cluye fusión de células, formación de zigote diploide y se- más simples, como las bacterias, hongos, algas y protozoos.
gregación de células haploides luego de la meiosis.
El zoólogo alemán Haeckel propuso en 1886 incluir a es-
tos últimos organismos en un nuevo reino, el de los Pro-
citoplasma 0.5 µm
tistas: integrado por organismos muy simples, la mayoría
célula unicelulares, microscópicos, y otros macroscópicos fila-
eucariota
célula
núcleo mentosos o cenocíticos (tubos con paredes rígidas con
procariota
citoplasma y núcleos que fluyen libremente), conocidos
vulgarmente como microorganismos.
No se diferencian en tejidos ni órganos, ni presentan espe-
cialización funcional, excepto, tal vez, para la reproducción.
Luego de la evidencia de la existencia de los dos tipos de
organelos células, el reino de los protistas se dividió en:
Protistas inferiores, con célula procariota, que incluye a
las bacterias, con las cianobacterias y actinomicetes y
Protistas superiores, con estructura eucariota, que com-
Figura 2- Relaciones entre las células procariotas
prende a las algas, protozoos y hongos.
y las eucariotas
A los virus les faltan muchos de los atributos de las célu-
La célula procariota, por el contrario, no posee membrana las entre los cuales el más importante es que no son sis-
nuclear, posee una sola molécula de ADN y la división asexual temas abiertos dinámicos. Una partícula viral es una es-
es por bipartición, amitótica. La célula no está atravesada tructura estática, incapaz de cambiar o reponer sus par-
por membranas, no posee organelos, excepto sacos muy tes. Carecen de organización celular, de capacidad meta-
simples que alberguen a los pigmentos fotosintéticos y a ve- bólica y de autoduplicación, no se los considera microor-
ces vesículas de gas para flotar en el agua. ganismos, sino entidades biológicas y serán tratados en
el capítulo de genética de procariotas, por el rol que ejer-
Los estudios a nivel de funciones celulares mostraron que cen en la transferencia de material genético.
estas diferencias estructurales son la expresión de meca-
nismos diferentes de:
Evolución y diversidad microbiana
(cid:1) transmisión de la información genética
Se calcula que nuestro planeta tiene una antigüedad de
(cid:1) tipos de metabolismo bioenergético
4.600 millones de años y se han descubierto restos fósi-
(cid:1) procesos de entrada y salida de sustancias les de células bacterianas de unos 3.500 a 3.800 millones
de años, por lo que se infiere que la vida procariota surgió
Uno de los hechos más sorprendentes en la historia de la poco después del enfriamiento terrestre.
evolución debe ser sin duda la aparición de la primera célu-
la eucariótica. Se está lejos de comprender las causas de Se postula a un hongo hemiascomicete como el primer
este gran salto en la evolución, sobre todo por la escasez organismo eucariota, que fue adquiriendo los 22 caracte-
de fósiles, que permitan reconocer intermediarios. res universalmente presentes en los eucariotas y ausen-