MICROBIOLOGIA

Característiques dels bacteris

• organisme unicel·lular

• formen poblacions → colònies

• procariotes (no tenen embolcall nuclear ni cap orgànul de doble membrana, però tenen ribosomes)

• Tenen ribosomes (tenen ARN ribosòmic per fer la traducció)

• Tenen ADN circular, nucleoide (1 sol cromosoma)

• Tenen plasmidis (ADN perifèric fora del cromosoma central)

• Paret cel·lular formada per un glúcid (peptidoglicà)

• Poden estar encapsulats

• Més petits que les cél. Eucariotes

• Tenen flagels i fimbries

Formes de bacteris

Diferència entre bacteris grampositius i gramnegatius

Grampositiu: paret cel·lular formada per peptidoglicans (tinció de gram: violeta/blau fosc, no reté el cristall violeta)

Gramnegatiu: paret cel·lular formada per una membrana externa amb lipopolisacàrids i peptidoglicans (tinció de gram: rosa) (doble membrana)

Per què és rellevant saber quin tipus de paret cel·lular té un bacteri?

Per què el tipus de paret cel·lular pot determinar que sigui un bacteri grampositiu o gramnegatiu que determina el tipus de tractament que cal aplicar.

Característiques de la genètica bacteriana

• Tenen ADN central circular (que no envelleix pq els nucleòtids no es tallen)

• Pocs milers de gens amb informació imprescindible

• Tenen plasmidis (ADN perifèric fora del cromosoma central) amb 1 o 2 gens que no són vitals (donen característiques extras)

• Material genètic situat al citoplasma (no té nucli)

• L’ARNm no madura (no presenta introns)

• Dur a terme la transcripció i la traducció (5’ - 3’) alhora

Diferències principals entre bacteris i arqueobacteris

Característica	Bacteris	Arqueobacteris
Paret cel·lular	Peptidoglicans	Proteica sense peptidoglicans
Membrana plasmàtica	Àcids grassos units a un glicerol	Terpens units a un glicerol
ADN	circular	circular amb histones associades
Patogen?	Poden ser patògens	No es coneix cap patogen

Quins tipus de metabolisme hi ha segons la font de carboni i d’energia?

→ FONT DE CARBONI

— AUTÒTROFS: matèria inorgànica → ex: CO₂ (Carboni inorgànic) i la transforma en matèria orgànica.

— HETERÒTROFS: matèria orgànica → Compostos orgànics prèviament elaborats per altres organismes.

→ FONT D’ENERGIA

— FOTÒTROF: energia lluminosa.

— QUIMIÒTROF: energia química d’oxidació de substrat (energia que es desprèn en reaccions químiques d’oxidació).

Possibles combinacions dels tipus de metabolisme segons la font d’energia i de carboni

FONT D’ENERGIA / FONT DE CARBONI	Llum — energia lluminosa (fotòtrof)	Substrat oxidable — energia química (heteròtrof)
Matèria inorgànica (autòtrof)	FOTOAUTÒTROF : Oxiden matèria inorgànica (CO₂) i transformen l’energia lluminosa en energia química.	QUIMIOAUTÒTROF: Oxiden matèria inorgànica (CO₂) i utilitzen l’energia que es desprèn de l’oxidació de matèria inorgànica u orgànica d’entorns hostils.
Matèria orgànica (heteròtrof)	FOTOHETERÒTROF: Oxiden matèria orgànica que agafen del medi. La llum solar estimula les reaccions químiques per obtenir energia.	QUIMIOHETERÒTROF: Oxiden matèria orgànica que agafen del medi i utilitzen l’energia que es desprèn en l’oxidació de matèria inorgànica u orgànica.

Explica els tipus de bacteris: aerobi, anaerobi i anaerobi facultatiu

Bacteris aerobis: Poden sobreviure amb O2

Bacteris anaeròbics: Poden sobreviure sense O2

Bacteris anaeròbics facultatius: Poden aprofitar O2 però també viure sense O2

Què és un antibiòtic?

Una substància produïda per algun microorganisme que pot inhibir el creixement d’altres microorganismes o matar-los.

Esmenta els tipus d’antibiòtic

• Bacteriostàtics: Aturen/inhibeixen el creixement bacterià (faciliten que el sistema immunitari pugui matar els bacteris).

• Bactericides: Maten als bacteris.

Quins tipus de resistència bacteriana als antibiòtics hi ha?

• Resistència natural: No tenen la molècula “diana” sobre la qual actua l’antibiòtic.

• Resistència adquirida: Soques bacterianes que abans eren vulnerables a un antibiòtic, però es fan resistents a causa d’una mutació o transferència genètica horitzontal a partir de les quals:

  — canvi de la molècula diana

  — Adquireix un enzim que degrada l’antibiòtic

  —Adquireix un transportador de membrana que expulsa l’antibiòtic

Com és la reproducció bacteriana? Esmenta el procés.

Es reprodueixen per divisió binària (com la mitosi). Tenen una reproducció asexual (no hi ha intercanvi genètic). Tota la descendència són clons.

Procés:

1. Bacteri duplica el seu material genètic

2. Es divideix el citoplasma donant lloc a dues cèl·lules filles

Com es diu el conjunt de bacteris que prové d’un sol bacteri?

Soca

Quin factor pot canviar la reproducció bacteriana?

Les mutacions.

• Els agents mutàgens en l’ambient afavoreixen l’aparició de mutacions (raigs X, substàncies químiques).

• Pot haver-hi mutacions gèniques de deleció (s’elimina un nucleòtid), substitució i inserció.

Què és la transferència genètica horitzontal?

El pas de gens d’un bacteri a un altre que no és el seu descendent.

Mecanisme de transferència genètica horitzontal: conjugació

Es transfereix la còpia d’un plasmidi d’un bacteri a un altre, utilitzen un pili per anclar

Mecanisme de transferència genètica horitzontal: transducció

Virus infecta un bacteri i s’emporta el genoma bacterià → quan infecta a un altre bacteri, transfereix el genoma del 1r bacteri al 2n

Mecanisme de transferència genètica horitzontal: transformació

Entorn amb gens de bacteris morts →altres bacteris incorporen aquests gens del medi → es produeix una recombinació entre l’ADN incorporat i l’ADN dels bacteris receptors →bacteris transformats genèticament

Què causa l’evolució bacteriana?

Mutacions + transferència genètica horitzontal →diversitat bacteriana →evolució

Per què els bacteris grampositius i gramnegatius tenen un cert color l’hora de fer la tinció de gram?

• Grampositius: color violeta

El cristall violeta queda fixat en els grampositius, en la seva capa de peptidoglicans

• Gramnegatiu: rosa/vermell

La capa externa de lipopolisacàrids impedeix la fixació del cristall violeta i no queden tenyits de color violeta, per tant, es tenyeixen amb la safranina.

Col·laboracions entre bacteris i humans

• Microbioma: bacteris intestinals → ajuden a digerir millor els aliments i defensen d’infeccions. (Tenen un lloc per viure) (Antibiòtics poden eliminar parts del microbioma).

• Producció d’aliments fermentats: formatge, iogur, kombutxa, vi…

• Neteja de residus: residus de petroli, substàncies contaminants. (bioremediació)

• Processos biotecnològics: producció d’insulina (bacteris transgènics), clonació de gens

• Cèl·lules eucariotes: endosimbiosi de bacteris

Diferències i semblances entre bacteris i virus

Similituds	Diferències
microorganismes	Virus no són éssers vius
hi ha patògens	B: cel·lulars V: Acel·lulars
tenen material genètic	Mida bacteri > Mida virus

Característiques dels virus

• Agent infecciós, submicroscòpic i un paràsit obligat (per multiplicar-se ha d’infectar cèl·lules vives)

• No es pot definir com a ésser viu

• No presenta metabolisme ni estructura cel·lular (acel·lular)

• Evolucionen

• Tenen material genètic simple i curt (pot ser ADN o ARN)

Estructura d’un virus

L’embolcall prové de la membrana de la cèl·lula hoste.

Procés (general) de la reproducció d’un virus (ADN)

1. Reconeixement (fisicoquímic) del virus de la cèl·lula a infectar

2. Entrada de l’ADN víric dins de la cèl·lula hoste

3. Replicació de l’ADN víric utilitzant la maquinària molecular de la cèl·lula hoste

4. Transcripció i traducció de l’ADN víric amb el qual obtenim les proteïnes la càpisda

5. Acoplament de les proteïnes de la càpsida al voltant de l’ADN víric formant un nou virus

6. Sortida dels nous virus de la cèl·lula (pot haver-hi destrucció de la cèl·lula hoste, o no)

7. Els virus infecten a altres cèl·lules

Què són els bacteriòfags?

Microorganismes que sempre infecten a bacteris o arqueobacteris inserint el seu genoma dins el bacteri. Es poden produir 2 cicles de reproducció.

Cicle lític

1. Bacteriòfag insereix el seu genoma dins el bacteri

2. És dur a terme la transcripció (fent ús de la maquinària de la cèl.) amb l’ADN del bacteriòfag produint un ARN víric

3. Es fa la traducció on s’obté un enzim que destrueix el cromosoma/ADN bacterià

4. Replicació de l’ADN víric

5. Síntesi de les proteïnes de la càpsida

6. Acoplament de les proteïnes de la càpsida al voltant de l’ADN víric formant nous virus

7. Es produeix la lisi del bacteri infectat (destrucció/trencament)

Cicle lisogènic

1. Bacteriòfag insereix el seu genoma dins el bacteri

2. L’ADN víric (pròfag) s’integra en l’ADN del bacteri

3. Cada cop que el bacteri es divideix (divisió binària), el pròfag es replica juntament amb l’ADN bacterià

Quan es produeix el cicle lisogènic?

Quan hi ha pocs bacteris a l’entorn. Quan hi ha un canvi d’ambient (per ex: hi ha molts bacteris) s’activa el pròfag i entra en cicle lític

Epidèmia

Una malaltia infecciosa afecta a molta població d’un lloc determinat

Pandèmia

Una malaltia infecciosa afecta a molts països (a nivell global)

Zoonosis

Malaltia infecciosa que es transmet entre animals de diferents espècies

Què és la grip? Com es diu el virus? Quina via d’entrada utilitza? Quins símptomes produeix? Quin tractament hi ha?

• Malaltia vírica de l’aparell respiratori

• Virus: virus de la grip

• Via aèria (respiració, esternut…)

• Símptomes: tos, febre, mal de coll…

• No hi ha tractament, s’aconsella descansar. Però es pot prevenir si la població es vacuna (s’ha de renovar cada any perquè el virus va evolucionant)

Què és la SIDA? Com es diu el virus i de quin tipus és aquest? Com es transmet? Quins símptomes produeix? Quin tractament hi ha?

• Síndrome d’immunodeficiència adquirida (sistema immunitari deficient)

• Virus: VIH (virus d’immunodeficiència humana)

• És un retrovirus (té el genoma en forma d’ARN i quan infecta acaba sent ADN + codifica l’enzim transcriptasa inversa)

• Símptomes: infeccions oportunistes (resultat de la baixada de defenses - ataca als limfòcits/glòbulsl blancs)

• Transmissió: relacions sexuals, per la sang (transfusions de sang, etc.)

• Tractament: No hi ha vacuna, però si tractament → medicaments antiretrovirals que mantenen el virus inactiu

Explica el procés d’infecció del VIH

1. VIH entra dins de la cèl·lula hoste

2. L’ARN del VIH dur a terme la traducció utilitzant la maquinària de la cèl·lula hoste

3. La traducció dona lloc a l’enzim transcriptasa inversa

4. L’enzim transcriptasa inversa actua sobre l’ARN (llegeix l’ARN) del VIH i fa la transcripció inversa

5. Se sintetitza ADN del VIH

6. L’ADN del VIH s’integra a l’ADN de la cèl·lula

(no fer servir la paraula transforma)

Què és la covid? Com es diu el virus i de quin tipus és aquest? Com es transmet? Quins símptomes produeix? Quin tractament hi ha?

• Virus: coronavirus →SARS-Cov2

• El seu genoma està en forma d’ARN, però NO és un retrovirus perquè a l’hora d’infectar no passa a ADN en cap moment.

• Zoonosi (s’ha transmès entre animals de diferents espècies)

• Símptomes: com una grip (febre, esgotament) i en casos extrems insuficiència respiratòria i problemes a nivell digestiu.

• Tractament: preventiu (vacuna o PCR)

Explica el procés de la PCR per detectar un coronavirus

1. S’agafa una mostra amb el virus (normalment saliva)

2. S’extreu ARN víric i utilitzant l’enzim transcriptasa inversa obtenim d’ADN víric

3. PCR - Es fa servir un encebador/primer amb la seqüència d’un gen específic del coronavirus (es fan moltes còpies de fragments d’ADN)

4. Quan s’obtenen les còpies del genoma del coronavirus, es fa l’electroforesi

Què són els Viroides? Quina funció tenen?

Cadena d’ARN sense embolcall ni proteïnes

Funció: entren en cèl·lules i es multipliquen

Què són els Prions? Quina funció tenen? Quina malaltia causa?

Proteïnes infeccioses

Funció: transformar altres proteïnes en prions

Malaltia: Malaltia de les vaques boges - es transmet entre vaques menjant carn d’altres vaques. (i entre humans, menjant carn de vaca infectada amb prions)

Tots els virus amb el genoma en forma d’ARN són retrovirus?

No, un virus és un retrovirus si el seu genoma està en forma d’ARN i a més, quan infecta, passa de ser ARN a ADN en algun moment (gràcies al fet que codifiquen l’enzim transcriptasa inversa)

Diferències entre microscopi òptic, electrònic de transmissió i de rastreig

M. Òptic: 2D, NO es pot apreciar estructura interna, resolució baixa,

M. Electrònic de transmissió: 2D, SÍ es pot veure l’estructura interna sense volum (orgànuls, etc.), resolució alta

M. Electrònic de rastreig: 3D, amb volum i resolució alta

Regnes dels éssers vius

• Animals

• Plantes

• Fongs

• Protoctists

• Bacteris

Dominis dels éssers vius

• Eukarya

• Bacteria

• Archea

Equivalències d’unitats

1 mm = 1000 μm

1 μm = 1000nm

1 nm = 10 Å

Fórmula dels augments

Augments = Mida aparent / Mida real