Microbiología Genética

Microbial Genetics

• Genetic Material: Microorganisms have DNA or RNA as their genetic material.
• Genetic Exchange: Microorganisms can exchange genetic material through:
  • Transformation: uptake of free DNA
  • Conjugation: direct transfer of DNA between cells
  • Transduction: transfer of DNA through bacteriophages
• Mutations: Changes in DNA sequence can occur spontaneously or through external factors, leading to genetic variation.
• Gene Regulation: Microorganisms control gene expression through:
  • Operons: clusters of genes regulated by a single promoter
  • Regulatory proteins: bind to DNA or RNA to control gene expression

Microbial Ecology

• Microbial Communities: Microorganisms interact with each other and their environment in complex ecosystems.
• Symbiotic Relationships: Microorganisms can form:
  • Mutualistic relationships: both organisms benefit
  • Commensal relationships: one organism benefits, the other is unaffected
  • Parasitic relationships: one organism benefits, the other is harmed
• Microbial Niches: Microorganisms occupy specific ecological niches based on their metabolic capabilities and environmental requirements.
• Microbial Succession: Microorganisms change and adapt to their environment over time, leading to changes in community composition.

Bacterial Metabolism

• Energy Sources: Bacteria can obtain energy from:
  • Light (phototrophy)
  • Chemical reactions (chemotrophy)
  • Organic compounds (organotrophy)
• Carbon Sources: Bacteria can use:
  • Organic compounds (heterotrophy)
  • CO2 (autotrophy)
• Metabolic Pathways: Bacteria use various metabolic pathways to convert energy and carbon sources into ATP and biomass, including:
  • Glycolysis
  • Pentose phosphate pathway
  • Citric acid cycle
  • Electron transport chain
• Fermentation: Anaerobic metabolic process in which energy is generated through substrate-level phosphorylation.

Genética Microbiana

• El material genético de los microorganismos es el ADN o el ARN.
• Los microorganismos pueden intercambiar material genético a través de:
  • Transformación: uptake de ADN libre
  • Conjugación: transferencia directa de ADN entre células
  • Transducción: transferencia de ADN a través de bacteriófagos
• Las mutaciones son cambios en la secuencia de ADN que pueden ocurrir espontáneamente o debido a factores externos, lo que conduce a variación genética.
• La regulación génica en microorganismos se logra a través de:
  • Operones: clusters de genes regulados por un único promotor
  • Proteínas reguladoras: se unen al ADN o ARN para controlar la expresión génica

Ecología Microbiana

• Las comunidades microbianas son ecosistemas complejos donde los microorganismos interactúan entre sí y con su entorno.
• Los microorganismos pueden formar relaciones simbióticas, como:
  • Mutuismo: ambos organismos se benefician
  • Comensalismo: uno de los organismos se beneficia, el otro no se ve afectado
  • Parasitismo: uno de los organismos se beneficia, el otro es dañado
• Los microorganismos ocupan nichos ecológicos específicos según sus capacidades metabólicas y requisitos ambientales.
• La sucesión microbiana se refiere al cambio y adaptación de los microorganismos a su entorno con el tiempo, lo que conduce a cambios en la composición de la comunidad.

Metabolismo Bacteriano

• Las bacterias pueden obtener energía de:
  • La luz (fototrofia)
  • Reacciones químicas (quimiotrofia)
  • Compuestos orgánicos (organotrofia)
• Las bacterias pueden utilizar:
  • Compuestos orgánicos (heterotrofia)
  • CO2 (autotrofia)
• Las bacterias utilizanVarious vías metabólicas para convertir fuentes de energía y carbono en ATP y biomasa, incluyendo:
  • Glicólisis
  • Vía del pentosa fosfato
  • Ciclo del ácido cítrico
  • Cadena de transporte de electrones
• La fermentación es un proceso metabólico anaerobio en el que se genera energía través de la fosforilación a nivel de sustrato.

Anatomía Bacteriana

Morfología Bacteriana

• Las bacterias pueden ser de formas variadas: cocos (esféricos), bacilos (baciloide), espirilos (helicoide) y vibrios (curvo)
• El tamaño de las bacterias es variable, pero generalmente miden entre 0.5-5.0 μm de longitud y 0.5-1.0 μm de diámetro

Estructuras Bacterianas

• La pared celular está compuesta por peptidoglicano (también conocido como mureína) y proporciona rigidez y sostiene la forma celular
• La membrana citoplasmática es una delgada capa lipídica que rodea el citoplasma y regula el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior celular
• El citoplasma es una sustancia gelatinosa, transparente y viscosa que contiene enzimas, ribosomas y ADN bacteriano
• Los flagelos son estructuras filamentosas que permiten la movilidad bacteriana y pueden ser polares (en los polos celulares) o perítricas (distribuidas por toda la superficie celular)
• La cápsula es una capa viscosa que rodea la bacteria, compuesta por polisacáridos, proteínas o ambos, y ayuda a la adhesión, protección y evasión del sistema inmunitario

Otros Componentes Celulares

• Los ribosomas son organelas responsables de la síntesis de proteínas y se encuentran en el citoplasma
• Los plásmidos son elementos genéticos extracromosómicos que pueden ser transferidos entre bacterias
• Las inclusiones citoplasmáticas son gránulos de almacenamiento de nutrientes o productos metabólicos que pueden ser de carbohidratos, proteínas, lípidos o polisacáridos

Aprende sobre el material genético, intercambio génico, mutaciones y regulación génica en microorganismos