Diversidad Microbiana: Estructura, Reproducción y Clasificación de Microorganismos

Virus

Los virus son agentes infecciosos y parásitos intracelulares obligados, formados por ácidos nucleicos y proteínas. Se replican solamente dentro de las células vivas que infectan, ya que necesitan de la maquinaria celular del huésped para su reproducción. Han existido desde que aparecieron las primeras células y pueden infectar a todas las formas de vida conocidas.

Estructura de los Virus

La estructura básica de un virus está formada por:

  • Ácido nucleico: Constituye su genoma. Puede ser ADN o ARN y presentarse en forma de cadena simple o doble. El tamaño es muy variable, desde 1700 hasta 800 000 nucleótidos.
  • La cápside: Una cubierta de proteínas codificadas por el virus que envuelve su genoma.
  • Membrana lipídica (envoltura): Algunos virus presentan una membrana lipídica que rodea la cápside, derivada de la membrana de la célula huésped. Ejemplo: VIH (Virus de la Inmunodeficiencia Humana), causante del SIDA.
  • Otras estructuras: Los virus más complejos (como los bacteriófagos) pueden tener otras estructuras adicionales, como una cola por la que inyectan el ácido nucleico en el interior de las bacterias, o fibras proteicas que intervienen en el reconocimiento de la célula huésped.

Ciclo de Reproducción Viral

  1. Reconocimiento y Penetración: El virus reconoce la célula huésped y penetra en ella. La mayoría de los virus tienen en su cápside proteínas que se unen específicamente a proteínas receptoras de la membrana de la célula a infectar. En algunos casos, el virus entra por completo en la célula; en otras ocasiones, solamente su ácido nucleico.
  2. Replicación Viral: Se producen múltiples copias del genoma del virus, las proteínas de la cápside y otros componentes virales. Este proceso depende de los genes del virus y de la maquinaria de la célula huésped. En ocasiones, el virus puede permanecer durante largos períodos de tiempo en la célula sin llegar a replicarse; esto se conoce como ciclo lisogénico.
  3. Ensamblaje y Liberación: Los componentes virales se ensamblan para formar nuevas partículas de virus (viriones) capaces de infectar nuevas células. La liberación de estas nuevas partículas puede implicar o no la lisis (rotura y muerte) de la célula huésped.

Viroidos

Los viroidos son agentes patógenos que infectan principalmente plantas. Son más sencillos que los virus, ya que no poseen cápside ni envoltura lipídica. Su estructura consta únicamente de un ARN de cadena sencilla, generalmente circular y con forma de bastón. Su tamaño abarca desde aproximadamente 200 hasta 2000 nucleótidos. No codifican ninguna proteína y emplean la maquinaria celular del huésped para su replicación y regulación.

Priones

Los priones son agentes infecciosos formados exclusivamente por una proteína que presenta alteraciones en su estructura tridimensional. La infección tiene lugar cuando un prion contacta con la proteína priónica celular (PrPc) nativa. El prion modifica el plegamiento de la proteína nativa y la transforma en una forma anómala (PrPSc), que a su vez actúa como molde. Esta reacción en cadena produce agregados proteicos insolubles y no funcionales, que se acumulan y causan enfermedades neurodegenerativas, como la encefalopatía espongiforme bovina (enfermedad de las vacas locas) o la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob en humanos.

Reino Monera: Bacterias y Arqueas

El Reino Monera, que incluye a las bacterias y arqueas, agrupa a los organismos procariotas. Se consideran las primeras células que poblaron el planeta, con microfósiles hallados que datan de hace aproximadamente 3500 millones de años.

Funciones Vitales de las Moneras

Nutrición

  • Autótrofa

    Toman materia inorgánica del medio y la transforman en materia orgánica. Pueden ser fotosintéticos (utilizan la luz solar) o quimiosintéticos (utilizan reacciones químicas).

  • Heterótrofa

    Se nutren de materia orgánica procedente de otros seres vivos o de restos orgánicos. Según la fuente de sus nutrientes, se clasifican en:

    • Saprófitos: Se nutren de materia orgánica presente en el medio, actuando como descomponedores de restos orgánicos.
    • Parásitos: Se nutren de otro ser vivo, invadiendo su organismo y causándole daño.
    • Simbióticos: Viven y se nutren de otro ser vivo, pero le aportan un beneficio mutuo.

    Además, según su requerimiento de oxígeno, pueden ser aerobias (utilizan oxígeno) o anaerobias (no utilizan oxígeno).

Relación

  • Tactismos: Reacciones o movimientos direccionales en respuesta a un estímulo del medio (luz, químicos, etc.).
  • Desarrollo de formas de resistencia: Muchas bacterias se encierran en endosporas para resistir condiciones ambientales extremas y sobrevivir.

Reproducción

Principalmente de forma asexual mediante fisión binaria. Tras duplicar su cromosoma, la célula se divide en dos, produciendo dos células hijas idénticas. También pueden realizar conjugación, un proceso de transferencia de material genético (plásmidos) entre bacterias a través de los pili sexuales, lo que contribuye a la variabilidad genética.

Clasificación del Reino Monera

Arqueas (Archaea)

La mayoría poseen pared celular, flagelos y presentan un metabolismo muy variado. Muchas son organismos extremófilos, capaces de sobrevivir en condiciones extremas de salinidad y temperatura. Esto se debe a características distintivas como:

  • Su membrana plasmática posee una composición lipídica única, diferente a la de otros seres vivos.
  • La pared celular de la mayoría carece de peptidoglicanos y es extremadamente resistente.

Existen varios tipos principales, incluyendo:

  • Metanógenas: Habitan en ambientes anaerobios y producen metano (CH4) a partir del CO2 que metabolizan.
  • Halófilas: Prosperan en ambientes con altas concentraciones de sal, la cual utilizan en su metabolismo.
  • Termoacidófilas: Resisten ambientes muy ácidos y altas temperaturas.

Bacterias (Eubacteria)

Bacterias con Pared Celular

Constituyen el grupo más diverso de bacterias. Se clasifican principalmente según la tinción de Gram en:

  • Gram positivas: Su pared celular se tiñe de azul o púrpura con la tinción de Gram, debido a una gruesa capa de peptidoglicano.
  • Gram negativas: Su pared celular se tiñe de rosa claro con la tinción de Gram, debido a una capa delgada de peptidoglicano y una membrana externa.
Micoplasmas (Bacterias sin Pared Celular)

Son bacterias que carecen de pared celular. La mayoría son microorganismos patógenos. Se caracterizan por su pequeño tamaño y porque no se tiñen con la tinción de Gram.

Reino Protoctista: Algas y Protozoos

Nutrición

  • Autótrofa

    Representada principalmente por las algas. Tanto las formas unicelulares como pluricelulares son organismos fotoautótrofos, ya que poseen clorofila y otros pigmentos capaces de captar la energía solar para realizar la fotosíntesis.

  • Heterótrofa

    Característica de los protozoos y de algunos protoctistas con similitudes fúngicas, como los mixomicetos y los oomicetos. Se subdividen en:

    • Fagótrofos: Absorben materia orgánica presente en el medio mediante fagocitosis.
    • Parásitos: Se nutren de materia orgánica de otro ser vivo al que infectan, causándole una enfermedad.
    • Simbióticos: Se nutren de materia orgánica de otro ser vivo con el que mantienen una relación de mutua ayuda o beneficio.
  • Mixótrofa

    Algunos protoctistas son mixótrofos, lo que significa que pueden llevar a cabo ambos tipos de nutrición (autótrofa y heterótrofa) según las condiciones del medio.

Relación y Movimiento

  • Movimiento Vibrátil: Se observa en protoctistas que poseen cilios o flagelos para desplazarse.
  • Movimiento Ameboide: Realizado por organismos como las amebas, que emiten seudópodos (falsos pies), extensiones del citoplasma impulsadas por microfilamentos del citoesqueleto.
  • Movimiento Contráctil: Ocurre por la contracción de microfibras en el interior de ciertas partes especializadas de la célula, permitiendo cambios de forma o desplazamiento.

Reproducción

Pueden reproducirse de forma sexual o asexual.

Formas de Reproducción Asexual

  • Mitosis: Incluye la bipartición (división de la célula en dos hijas idénticas) y la esporulación (generación de esporas, algunas de las cuales pueden ser flageladas).
  • Gemación: Algunas algas pluricelulares pueden generar yemas o partes de su talo que se separan y desarrollan en un nuevo organismo en condiciones adecuadas.

Formas de Reproducción Sexual

  • Mediante Gametos: Algas pluricelulares desarrollan gametangios que producen células reproductoras (gametos) de diferente sexo para la fecundación.
  • Singamia: Fusión de dos individuos unicelulares que actúan como gametos para formar un cigoto. Se observa en algunos protozoos y mixomicetos.
  • Fusión de Gametangios: Algunos organismos fusionan partes de su talo que pueden considerarse de distinto sexo para producir un cigoto.
  • Conjugación: Intercambio de material genético entre dos protoctistas unicelulares, donde sus núcleos actúan a modo de gameto.

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