1. BLOC V
• Microorganismes
• Malalties infeccioses
• Anomalies del sistema
immunitari

2. MICROORGANISMES
1. Conceptes bàsics
2. Microorganismes procariotes
a) Eubacteris
b) Arqueobacteris
3. Microorganismes eucariotes
a) Protozous
b) Algues
c) Fongs
4. Microorganismes sense organització cel·lular
a) Virus
b) Viorids
c) Prions
5. Microorganismes i biotecnologia

3. 1. Conceptes bàsics
• Microorganisme: organisme de menys de 0,1mm observable només amb
ajuda d’un microscopi. Microbiologia.
Classificació dels microorganismes
Arqueobacteries
Procariotes
Microorganismes amb Eubacteries
organització cel·lular Protozous
• Membrana cel·lular Eucariotes
• Àcids nucleics (ADN i ARN) Algues microscòpiques
Fongs
Microorganismes amb organització cel·lular Virus
• Sense membrana cel·lular
Viroids
• No presenten els dos tipus d’àcids nucleics
• Paràsits estrictes, no tenen metabolisme Prions

4. 2. Microorganismes procariotes
Característiques dels procariotes
Nombre Membrana Material Paret Divisió
Orgànuls Reproducció Moviment
cel·lular nuclear genètic cel·lular cel·lular
Unicel·lulars Absent. Regió DNA circular Invaginacions Presència de Fissió binaria, Sistemes Reptació o
nuclear no associat a de la mureïna gemmació. parasexuals flagels
histones. No membrana (peptidglicà) divisió del amb simples
meiosi, no plasmàtica material transferència
mitosi. amb funcions genètic unidireccional
Presència de fotosintètique directa sense de dador a
plàsmids si formació de receptor, no
(DNA respiratòries l’aparell meiosi
extracromosòi mitòtic
mic circular)

5. a) Eubacteris
Bacteris típics. Unicel·lulars procariotes d’entre 1 i 10 μm sense citoesquelet
(pel petit tamany). Amb totes les formes metabòliques possibles, viuen a
qualsevol ambient. Indispensables per a l’equilibri dels ecosistemes (gràcies a
la diversitat metabòlica) participant en els cicles biogeoquímics.
 Morfologia

7. Relació entre la morfologia i l’hàbitat
Cocs Bacils Espirils i vibrions
Forma arrodonida, mínima relació Forma allargada, major relació
Forma d’espiral
superfície/volum superfície/volum
Obtenen nutrients de manera més
Poca relació amb l’exterior De petit diàmetre
eficaç
Viuen en medis rics en nutrients Viuen en medis pobres en nutrients Viuen en medis viscosos
Transmissió aèria Travessen fàcilment la mucosa
Patògens per contacte directe o
Majoritàriament patògens Solen ser sapròfites
mitjançant vectors
Menys resistents
Molt resistents

8.  Estructura
Càpsula bacteriana
Capa amb el cantó ben definit format per una sèrie de polímers orgànics que
tenen algunes bactèries i que es dipositen a l'exterior de la seva paret
cel·lular. Generalment conté glicoproteïnes i un gran nombre de polisacàrids
diferents
La presència de càpsula va associada a factors de virulència.
Presenta una capa rígida organitzada en una matriu impermeable. I una capa
de material extracel·lular que es deforma amb facilitat, és incapaç d'excloure
partícules i no té un límit definit, anomenada capa mucosa o glicocàlix.
Ambdues es poden detectar amb mètodes amb la tinció negativa o la tinció
de Burri.
La càpsula els serveixen als bacteris com a coberta protectora resistent a la
fagocitosi. També s'utilitza com a dipòsit d'aliments i com a lloc d'alimentació
de substàncies de rebuig. Protegeix de la dessecació, ja que conté una gran
quantitat d'aigua disponible en condicions adverses. A més a més, evita l'atac
dels bacteriòfags i permet l'adhesió de la bactèria a les cèl·lules de l'hoste.
La seva formació varia segons les condicions ambientals en les que es trobin,
per això no és una característica taxonòmica.

9. 1 Càpsula; 2 Glicocàlix o capa mucosa; 3 Biopel·lícula

10. Paret bacteriana
Coberta rígida present en la majoria de bacteris excepte Micoplasmes,
Thermoplasmes i formes L que només presenten membrana cel·lular
L’esquelet de la paret està format per el peptidglicà mureïna, aquest i els
enzims que el sintetitzen són propis dels Eubacteris.
La mureïna està formada per una seqüència alterna de NAG i NAM units amb
enllaços ß-1,4 formant una cadena recta no ramificada.
La paret bacteriana és característica
taxonòmica. Permet diferenciar els
bacteris gram+ i els gram-
Tinció gram. Protocol
•Recollir mostra •Esperar 4 segons
•Fixar mostra •Esbandir amb aigua
•Tinció cristall violeta •Tenyir amb safranina
•Esperar 1 minut •Esperar 1 minut
•Esbandir amb aigua •Esbandir amb aigua
•Agregar lugol
•Esperar 1 minut
•Esbandir amb etanol
•Agregar alcohol

12. Bacteris gram +: La mureïna és el component majoritari de la paret, entre el
50 i el 80%. La ret de mureïna està molt desenvolupada arribant a les 40
capes. Els polisacàrids s’uneixen per enllaços covalents, baix contingut
proteic, i hi trobem àcids taicoics que són cadenes de molècules de glicerina o
ribitol estratificades per ponts fosfat, amb una forta càrrega negativa que
permet la captació de cations necessaris per a l’activitat d’alguns enzims. Els
àcids taicoics, són altament antigènics. Però la matriu en la que es troba
immersa la paret presenta altres components a més dels àcids taicoics.
La paret bacteriana dona rigidesa contrarestant les forces osmòtiques, dona
flexibilitat i condiciona la forma de la cél·lula
En la tinció gram romanen de color blau, doncs el reactiu de lugol i la seva
paret formen una estructura impermeable a l’acció decolorant de l’alcohol.
Composició de la paret dels bacteris gram +
Peptidglicà
Matriu
Àcids taicoics
Àcids lipotaicoics
Àcids teicurònics
Proteïnes associades a membrana

14. Bacteris gram -: La mureïna només representa entre l’1 i el 10% de la paret
bacteriana. La ret de mureïna presenta una sola capa.
La membrana externa és una bicapa lipídica NO típica, exclusiva dels gram-,
asimètrica i formada per proteïnes (60%) i lipopolisacàrids (40%). Els
lipopolisacàrids són els responsables, entre d'altres funcions, de produir
endotoxines.
Les lipoproteïnes estabilitzen el complex membrana externa – peptidglicà.
L’espai periplasmàtic té una funció osmoreguladors molt important, i en ell es
situen nombrosos enzims i proteïnes de transport i d’unió.
En la tinció gram es tenyeixen de vermell.
Composició de la paret dels bacteris gram -
Membrana externa
Lipoproteïnes
Espai periplasmàtic
Peptidglicà

21. Membrana plasmàtica
Similar a la dels eucariotes, sense presència d’esterols (amb excepcions com
micoplasmes) i amb invaginacions internes anomenades mesosomes
Flagels
Formats per unes 20 proteïnes. Compost per un tub helicoïdal anomenat
filament que presenta una forta curvatura just al sortir de la membrana
externa, aquesta curvatura anomenada colze permet convertir el moviment
giratori de l’eix en helicoïdal. Entre el colze i el cos basal hi trobem l’eix que
travessa diversos anells proteics que poden està associats als lipopolisacàrids
de la membrana externa, a la paret bacteriana, a la capa de mureïna i a la
membrana plasmàtica (en els gram-); en els gram + només hi trobem dos
anells.
El flagel és impulsat per un motor rotatiu situat a la membrana
citoplasmàtica, impulsat per una bomba de protons, gràcies al gradient de
concentració produït durant el metabolisme cel·lular.
Segons la seva disposició:

24. Pèls i fímbries
• Fímbries _ són pèls adhesius repartits per tots la superfície cel·lular poden
unir-se a superfícies vives o inerts, en el primer cas, determinaran la
virulència i invasivitat en els bacteris patògens. Formades principalment
per pilina, la capacitat adhesiva es troba en una proteïna especial que se
situa a la punta del pèl, les lectines, que s’uneixen fàcilment a cadenes
laterals de polisacàrids, pròpies de les membranes citoplasmàtiques de les
cèl·lules hoste a les que s'adhereixen
• Pèls sexuals_ Més llargs i gruixuts,
però en menor nombre, entre 1 i 10
per cèl·lula, permeten els contactes
inicials en la conjugació, seria l’organ
de reconeixement entre el bacteri
donador, el que té el pèl sexual, i el
bacteri receptor, que no en presenta

25.  Nutrició
Fotoautòtrofs Fotoheteròtrofs Quimioautòtrofs Quimiheteròtrofs
Bacteris verds i
Bacteris verds i Bacteris
porpres no Bacteris patògens
porpres sulfuris nitrificants
sulfuris
Cianobacteris
 Relació
Formació d’espores: Algunes espècies de bactèries Gram + (principalment dels
gèneres Bacillus, Clostridium, Sporosarcina i Thermoactinomyces), disposen d’una
notable estratègia adaptativa quan es veuen sotmeses a privació de nutrients en
el medi. Si els nivells de C, N, o P cauen per sota d’un llindar, això és el senyal de
que s’apropa un període de privació. La cèl·lula s’implica en una sèrie de
complexos canvis genètics, metabòlics, estructurals, etc és el procés d'esporulació
o esporogènesis, que porta a la diferenciació en el interior de la cèl·lula
vegetativa, d’una cèl·lula dormint, l'endòspora. La cèl·lula-mare finalment
s’autolisa alliberant l’espora que romandrà en estat criptobiótic, fins i tot segles.
Les espores son fàcilment disseminades per l’aire; quan cauen en medis rics en
nutrients es desencadena la seva germinació, es reinicia l’activitat metabòlica
generant una nova cèl·lula vegetativa. És doncs una forma de supervivència.

27.  Reproducció
Fissió binària
Processos parasexuals
a. Transformació

28. b. Transducció
c. Conjugació

31. b) Arqueobacteries
Són fòssils vivents, doncs els trobem en hàbitats amb condicions molt similars a
les de la Terra primigènia. Solen ser organismes anaerobis d’ambients extrems. Es
diferencien de les eubacteries en la seqüència molecular de l’RNA ribosòmic.
La seva membrana plasmàtica presenta lípids sense àcids grassos però amb
hidrocarburs isoprenoides que s’uneixen a la glicerina per enllaços èter enlloc
d’èster. Poden presentar lípids polars i apolars, i la membrana citoplasmàtica pot
ser monocapa o bicapa.
També presenten diferències en la seva paret cel·lular, sense peptidglicans ni D-
aa, presenten pseudopeptidglicans i polisacàrids o proteïnes.
Genoma format per una sola molècula de DNA circular associat a histones.
La majoria presenten metabolisme autòtrof.
Presenten característiques bioquímiques especials que els permeten viure en
hàbitats extrems.
Ecològicament distingim:
– Metanogèniques: productores de metà en anaerobiosi
– Halòfiles extremes: viuen en zones amb concentracions salines molt elevades,
requereixen de concentracions superiors al 10% de NaCl per créixer
– Termòfiles extremes: viuen en zones amb temperatures superiors als 100º

32. Methanococcus jannischii Halobacterium salinarium
Sulfolobus acidocaldarius

33. 3. Microorganismes eucariotes
Característiques dels eucariotes
Nombre Membrana Material Divisió
Orgànuls Paret cel·lular Moviment
cel·lular nuclear genètic cel·lular
Unicel·lulars o Present DNA bicatenari Presència De cel·lulosa en Fissió binaria, Reptació ,
pluricel·lulars en doble hèlix d’orgànuls algues i quitina gemmació flagels
associat a membranosos en fongs, absent associada a complexos i
histones. Amb en protozous processos cilis
meiosi i mitosi. mitòtics. Meiosi
Cromosomes
lineals en
nombre variable

34. a) Algues microscòpiques
De medi aquàtic i fotosintètiques constitueixen el fitoplàncton.
Phylum Euglenophyta Phylum Chrysophyta Phylum Pyrrophyta
Euglenes Diatomees Dinoflagel·lats
Paret cel·lular amb exosquelet
de sílice ornamentada que Unicel·lulars, poden formar
Unicel·lulars
precipita formant la roca colònies
diatomita
Solen presentar dos flagels
Un flagel No flagels
perpendiculars
S'uneixen formant cadenes Paret cel·lular o teca de
Estigma (pigment fotosensible)
cel·lulars cel·lulosa
Midó com a substància de
Capa membranosa externa Planctòniques o bentòniques
reserva
Marines i d’aigua dolça, llacs i Clorofil·la fotosintètica i altres
Paramil (reserva)
estanys formant el fitoplàncton pigments vermellosos
Aigües dolces o sòls humits Grup molt extens i complicat Poden produir neurotoxines
Responsables de les marees
Algunes heteròtrofes dins Plasts amb pigments grocs,
roges
invertebrats aquàtics ficoxantines

38. b) Protozous
Unicel·lulars heteròtrofs sense paret cel·lular, poden formar un embolcall dur
de sílice o calç o quitina. De vida lliure la majoria depenent de la humitat.
Desplaçament per pseudopodis, cilis i flagels (estructura 9+2).
S’alimenten d’altres protozous, bacteris, algues unicel·lulars, invertebrats
microscòpics, matèria orgànica...
Reproducció asexual per esporulació o divisió binària amb formació de
complex mitòtic. També poden presentar conjugació amb fusió de dos
individus i intercanvi de material genètic

39. Mastigophora Rhizopoda Sporozoa Ciliophora
Flagel·lats Amebes Esporozous Ciliats
Locomoció per
pseudopodis,
prolongacions
citoplasmàtiques en sentit
del desplaçament. S’usen
també per capturar
l’aliment mitjançant
Locomoció mitjançant cilis
Locomoció per flagels, un o fagocitosi. Segons gruix Locomoció per contracció
d’estructura complexa
més dels pseudopodis dos del cos
(citoesquelet i centríols)
tipus:
• Lobopodis: gruixuts com
Amoebozoa
• Filopodis: diversos,
acompanyats d’exosquelet
de microtúbuls, com
Radiolaris i Foraminifers
Reproducció per fissió Reproducció per fissió
Reproducció per fissió Reproducció per fissió
longitudinals, amb simple o múltiple, amb
múltiple, esporulació transversal, per conjugació
gàmetes gàmetes
D’aigües dolces i paràsits Amb teca calcària com Amb dos nuclis i una boca
Endoparàsits amb una fase
Foraminífers o de sílice cel·lular (citostoma o
d’esporulació
com Radiolaris citofaringe)

41. Protozoa Flagellata
Trypanosoma vivax __ Trypanosoma evansi __
tripanosomosis bovina tripanosomosis equina
Radiolaris
Amebes Foraminífers
Rhizopoda

42. Sporozoa
Ciliophora
Parameci

43. c) Fongs microscòpics
Organismes eucariotes uni o pluricel·lulars sense pigments
fotosintètics, heteròtrofs amb digestió externa. Terrestres, majoritàriament
sapròfits, es desenvolupen sobre matèria orgànica en descomposició, alguns
paràsits. Paret cel·lular sense cel·lulosa.
Fongs unicel·lulars Fongs pluricel·lulars
Llevats Floridures
Reproducció sexual i asexual (gemmació,
Reproducció asexual per gemmació
esporulació i fragmentació). Alternança
Tal·lus, hifes i micelis
Fermentació
Saccharomyces
Saccharomyces

52. 4. Microorganismes sense
organització cel·lular
a) Virus
Nivell d’organització subcel·lular, no es nodreixen, “no es relacionen”, no
tenen metabolisme propi, són paràsits intracel·lulars obligats. Fora de la
cèl·lula reben el nom de virions. Invisibles en microscòpia òptica, entre 10 i
300 nm. Es diferencien per l’estructura de la càpsida, el tipus d’àcid nucleic, la
cèl·lula hospedadora, la forma de penetració i la replicació.
 Estructura
Nucleocàpsida
Àcid nucleic
O ARN o ADN, mai les dues alhora. Oberta o circular, bicatenaria o
monocatenaria.
Càpsida
Coberta proteica que envolta el material genètic, el protegeix i
reconeix els receptors de membrana de les cèl·lules hospedadores
en els virus sense coberta membranosa. Formada per proteïnes
globulars, capsòmers, disposades de manera regular i simètrica.

53. Diferents tipus de càpsides, diferents formes víriques:
– Icosaèdrica: la càpsida adopta estructura icosaèdrica (20 cares, 12
vèrtexs i 30 arestes), formada per la unió d’hexàmers, 6 protòmers, i
pentàmers, 5 protòmers, o ambdós. D’aspecte esfèric (adenovirus,
virus de la polio i picornavirus)
Virus del refredat comú
Virus de la polio

55. – Helicoïdal: formada per capsòmers idèntics disposats
helicoïdalment, en estructura tubular buida amb forma allargada
(virus del mosaic del tabac, virus de la ràbia).
Virus de la ràbia
Virus del mosaic del tabac

56. – Complexa: pròpia de virus bacteriòfags. Formada de dues parts:
cap, amb estructura icosaèdrica que conté el material genètic, i la
cua, adaptada per a la injecció del genoma en la cèl·lula parasitada, a
la base una placa basal amb espines basals unida a les fibres caudals,
totes tres formades per proteïnes i amb funció d’ancoratge a la
cèl·lula hoste, i una beina helicoïdal proteica d’unió entre el cap i la
cua.

57. Coberta membranosa
Coberta no sempre present, pròpia de virus animals, envolta la
nucleocàpsida. Doble capa lipídica procedent de les cèl·lules parasitades i de
glicoproteïnes sintetitzades sota control del genoma víric, que sobresurten de
la coberta membranosa i tenen funció de reconeixement i inducció a la
penetració per fagocitosi o endocitosi. Molt important des del punt de vista
immunològic.

59. Cicle víric
Cicle lític Cicle lisogènic
Fase de fixació Fase de fixació
Fase de penetració Fase de penetració
Fase d’eclipsi Fase d’eclipsi
Fase d’acoblament Fase d’acoblament
Fase de lisi o alliberament
Bacteriòfag T4 (lític i lisogènic, complex)
Lític
 Fase de fixació
Especificitat en el contacte cel·lular, reconeixement de receptors de membrana als
que s’uneixen els virions, punts d’adherència.
 Fase de penetració
Perforació de la paret del bacteri mitjançant lisozims de la placa basal, contracció
de la beina i introducció del material genètic al citoplasma bacterià

60.  Fase d’eclipsi
El DNA víric dirigeix l’activitat metabòlica de la cèl·lula, gràcies a nucleòtids i a la RNA
polimerasa, causant la síntesi de RNAm víric que serà base per a la síntesi de proteïnes
víriques, capsòmers, enzims endonucleases per destruir el DNA bacterià i impedir-ne la
duplicació, i enzims endolisines. El DNA víric es replica.
 Fase d’acoblament
Els capsòmers sintetitzats s'uneixen formant la càpsida, i el nou DNA víric es plega i
penetra en la càpsida.
 Fase de lisi
L’enzim endolisina causa la lisi del bacteri i els virions surten a l’exterior
Lisogènic
El genoma víric s’incorpora al DNA bacterià, parlem de virus atenuats o pròfags. El DNA
víric roman en estat latent fins que un estímul activa el cicle lític, i el DNA víric es separa
del bacterià. En cicle lisogènic la cèl·lula hoste és immune a noves infeccions del mateix
virus.

64. Virus del SIDA (icosaèdric)
Amb càpsida icosaèdrica, amb material genètic format per dos filaments de RNA
units a transcriptasa inversa, amb enzims com integrasa, proteasa i ribonucleasa.
Envoltat per una coberta externa proteica i una bicapa lipídica provinent de les
cèl·lules eucariotes hostes, i amb proteïnes incrustades. És un retrovirus que ataca
als limfòcits T4.
 Contacte amb la cèl·lula hoste, fusió de membranes
 Introducció de la càpsida amb el material genètic
 Alliberament del RNA i de la retrotranscriptasa
 La retrotranscriptasa copia l’RNA víric en DNA, dant lloc a un filament híbrid
RNA-DNA
 El filament híbrid genera, per la retrotranscriptasa, una doble hèlix de DNA
prèvia degeneració del RNA
 La doble hèlix de DNA penetra en el nucli de la cèl·lula hoste i s’insereix en el
cromosoma cel·lular, on pot romandre latent
 Quan s’activa, es transcriu i tradueix dant RNA víric, proteïnes de la càpsida i
l’embolcall i enzims retrotranscriptases
 Els components s’unneixen
 Lisi cel·lular i alliberament dels virions adquirint el recobriment membranós

69. b) Viroids
Agents infecciosos amb cicle extracel·lular sense activitat metabòlica, i cicle
intracel·lular, com els virus. No presenten proteïnes ni lípids, i estan formats
únicament per una cadena cíclica curta de RNA circular o allargada, que no
codifica proteïnes. Es detectaren per primer cop l’any 1978. No es coneix la
seva forma de replicació. S’han caracteritzat 30 espècies patògenes de
plantes superiors, causant afectacions en el creixement vegetal. (Cadang-
Cadang del cocoter)

70. c) Prions
Agents infecciosos formats per glicoproteïnes amb la seva estructura
secundaria alterada, amb un plegament incorrecte, només està format per aa.
Es descobriren per primer cop l’any 1982.
Solen ser proteïnes de membrana de les neurones, i causen malalties
neurovegetatives.
Quan un prió entra en un organisme sa, actua sobre la forma normal de la
mateixa proteïna, modificant-la i convertint-la en prió, indueix a la
modificació de la seva estructura, els nous prions afectaran altres proteïnes
normals. Es desconeix com actuen, el contagi esdevé per ingesta
contaminada, el patogen es transporta per l’epiteli intestinal, on passa als
macròfags i a les cèl·lules migratòries, el sistema immunitari el reconeix i
fabrica anticossos que no són efectius. Els prions són transportats a la melsa i
als ganglis limfàtics, altament innervats, causant així el contagi del sistema
nerviós i adquirint el cervell forma esponjosa i produint-se la mort neuronal.
Trobem 3 formes de malalties prioniques: esporàdiques, infeccioses i
hereditàries.
En l’home algunes són: Creutzfeldt-Jakob; Insomni familiar fatal; Malaltia de
Gerstmann-Straüssler-Scheinker; Kuru

73. 5. Microorganismes i biotecnologia
• Processos industrials
– Fermentacions (FET)
• Alcohòlica
• Làctica
• Àcid acètic
– Producció d’antibiòtics – Penicillum (fong)
– Producció de vitamines, aminoàcids i enzims
• Control de plagues – microorganismes entomopatògens
• Control de qualitat alimentaria
– Pasteurització
• Enginyeria genètica (FET)
• Depuració d'aigües – tractament secundari, de la matèria orgànica (DBO)