Clostridium Botulinum

·         Nombre: Clostridium Botulinum

·         Classificación:

-          Filum: Fimicutes

-          Clase: Clostridia

-          Orden: Clostridiales

-          Familia: Clostridiaceae

-          Género: Clostridium

·         Características morfológicas:

Estos microorganismos tienen forma de bastón. Son móviles gracias a los flagelos periticos y no tienen cápsula, por lo tanto, son Gram positivos

·         Características metabólicas:

Es un microorganismo anaeróbico estricto (no puede desarrollarse en presencia de oxígeno). Es parásito y saprófito.  Es incapaz de reducir sulfitos, y su fuente de carbono son los azúcares. Son productores de una toxina llama toxina botulínica. Estas toxinas tienen efecto necrosante, hemolítico y letales.

·         Características ecológicas:

Crece a temperatura de 37ºC y a un pH entre 7 y 7,5. Gracias a esto pueden ser fácilmente inactivadas a un pH ácido o básico como el ácido estomacal o incluso el pH de compuestos orgánicos como el zumo de limón. Estos microorganismos se encuentran alimentos vegetales y animales, sobre todo en latas envasadas que están hinchadas y sueltan gas al abrirse. Estos microorganismos se observan  siempre en parejas o como máximo en cadenas cortas. Producen esporas de forma esférica o ovalada. Sus esporas son resistentes a casi cualquier ambiente, incluso resisten la temperatura de ebullición del agua a nivel del mar, por eso, para destruirlas, deben ser hervidos a una alta presión.

·         Otras características:

Este microorganismo solo produce la neurotoxina botulínica en ambientes altamente deficientes de oxígeno, por eso es más frecuente encontrarlo en comidas enlatadas. 

Existen siete subtipos de Clostridium botulinum y cada uno produce una toxina distinta y se clasifican de la A a la G, pero la C y la D no son patógenos para los humanos.La toxina E predomina en los pescados. Esta toxina genera la enfermedad del botulismo.

El botulismo es una enfermedad producida por vía alimentaria pero también se puede adquirir a partir de una infección de una herida. La toxina actúa bloqueando la producción de acetilcolina, impidiendo la transmisión de del impulso nervioso. Esto produce una parálisis muscular y un fallo parasimpático.

En adultos los síntomas son: pupilas dilatadas, insuficiencia respiratoria, cólicos abdominales, visión doble, sequedad en la boca, nauseas, vómitos, estreñimiento y disminución de lucidez mental.

En los niños los síntomas son: estreñimiento, debilidad muscular, llanto débil, rechazo a comer, dificultad respiratoria y lucidez mental.

El tratamiento es la suministración de la antitoxina botulínica.

Se usa para la fabricación del botox (paraliza temporalmente los músculos evitando las arrugas) y para el tratamiento de dolores faciales severos causados por enfermedades como la neuralgia del trigémino.

Por otra parte, se teme la utilización de esta neurotoxina para la creación de armas biológicas debido que con 75 nanogramos se puede matar a una persona.

Autores: Raquel Sánchez, Sheila Parga, Amaia Ruiz

Brocadia spp.

·            Nom: Brocadia spp.

·         Classificació:

-          Filum: Planctomycetes

-          Classe: Planctomycetia

-          Ordre:  Planctomycetales

-          Família: Planctomycetacea

-          Gènere: Candidatus Brocadia

·         Característiques morfològiques:

És un bacteri esfèric de l’ordre Planctonmycetals i, per tant, no té peptidoglicans a la paret cel·lular. El seu citoplasma es troba dividit en compartiments, una característica bastant estranya en bacteris. Es reprodueix per gemmació.

·         Característiques metabòliques:

Es tracta d’un bacteri anaerobi quimiolitoautotròfic. Obté la seva energia mitjançant la combinació d’amoníac i nitrit per produir gas de dinitrogen.

·         Característiques ecològiques:

En el cas de Brocadia anammoxidans juga un paper molt important perpetuant el cicle del nitrogen a l’oceà: consumeix entre el 20 i el 40% del nitrogen inorgànic que cau en zones subòxiques (zones amb concentració molt baixa d’oxigen) de l’oceà. A zones òxiques son incapaces de dur a terme aquesta reacció degut a que són molt sensibles a l’oxigen (fins i tot a concentracions tan baixes com 2M).

·         Altres característiques

Brocadia anammoxidans ha revolucionat el tractament d’aigües residuals. Abans del descobriment d’aquest bacteri s’utilitzaven bacteris aeròbics, i era un procés molt costós. A més, era necessari un subministrament bastant elevat de metanol.

L’ús de la reacció anammox no té cap d’aquests inconvenients. La eliminació anaeròbica d’amoníac de les aigües residuals condueix a un tractament més ràpid i una reducció del 90% dels costos, ja que no es necessari passar pel procés de desnitrificació del cicle del nitrogen (procés necessari amb altres bacteris) i no necessita metanol com a combustible.

Autores: Raquel Sánchez, Sheila Parga, Amaia Ruiz

Microcystis aeruginosa

·        Nombre:

 Cianobacterias, cianofíceas o algas verdeazules. También se les llama oxifotobacterias por ser las únicas bacterias que realizan la fotosíntesis oxigénica.

·        Clasificación científica:

Reino	Bacteria
Subreino	Eubacteria
Filum	Cyanobacteria
Clase	Cyanophyceae
Orden	Chroococcales
Familia	Microcystaceae
Género	Microcystis
Especie	M. aeruginosa

·       

         Características morfológicas:

Son pequeñas células procariotas (de pocos micrómetros) sin cubierta y gram negativas. Se organizan en largas colonias observables a simple vista que se agrupan de forma esférica pero van perdiendo su coherencia y adquieren forma irregular o perforada. Debido al color azul-verde claro de los protoplastos y al efecto óptico de las vesículas de gas se ven de color marrón oscuro.

·        Características metabólicas:

Su principal fuente de obtención de energía es la fotosíntesis osigénica por lo que utilizan como fuente de carbono el CO₂, como fuente de electrónes el agua (por lo que se libera oxígeno) y como aceptor el NADP⁺ formándose NADPH.

Almacenan la energía en forma de ATP.

Son bacterias fijadoras de N₂ atmosférico.

Estas bacterias producen toxinas perjudiciales para muchos animales.

·        Características ecológicas:

Se encuentra en lagos de aguas frías.

Aunque dependen de las condiciones oxigénicas y de la luz pueden vivir durante periodos de tiempo en lagos eutróficos en condiciones de oscuridad.

·        Otras características:

Cuando hay elevados niveles de nutrientes en el ambiente acuático o los niveles de nutrientes son selectivos para Microcystis aeruginosa se producen las floraciones.
Estas bacterias producen toxinas perjudiciales para la salud de las poblaciones que viven a su alrededor, en concreto producen neurotoxinas que afectan al sistema nervioso y hepatotoxinas que dan lugar a alteraciones gastrointestinales, reacciones alérgicas o irritación en humanos.

Autores: Raquel Sánchez, Sheila Parga, Amaia Ruiz

Vibrio spp.

·         Nom: Vibrio spp.

·         Classificació:

-          Filum: Proteobacteri

-          Clase: Gammaproteobacteri

-          Ordre: Vibrionals

-          Familia: Vibrionaceae

-          Gènere: Vibrio

·         Característiques morfològiques:

Tenen forma de bastó (bacil) un poc corbat, i es poden trobar unides pels extrems formant agregats espirals o en forma de S. Són gram-negatius. La seva llargària va de 2 a 3 µm de llarg. Consten d’un únic flagel polar que els permet una elevada motilitat.

·         Característiques metabòliques:

Es tracta d’un organisme anaerobi facultatiu (poden utilitzar oxigen si n’hi ha al medi). Són heteròtrofs (la seva font de carboni és orgànica) fermentadors de glucosa.

·         Característiques ecològiques:

És normal trobar-los en aigua salada i en aigua estancada, ja que aguanten be els medis alcalins així com les concentracions salines. El sodi estimula el seu creixement.

·         Altres característiques:

El gènere comprèn al menys dotze espècies patògenes per als éssers humans, vuit de les quals poden causar o estar associades amb malalties transmeses per aliments són causades per Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus o Vibrio vulnificus. Algunes s’associen principalment amb malalties gastrointestinals, mentre que altres poden causar malalties no intestinals. 

Autors: Raquel Sánchez, Sheila Parga, Amaia Ruiz

Bacillus thuringiensis

·      Nom:

Bacillus thuringiensis

·      Classificació:

Filum:     Firmicutes

Classe:    Bacilli

Ordre:     Bacillales

Família:   Bacillaceae

Gènere:   Bacillus

·      Característiques morfològiques:

Bacil Gram positiu de bora arrodonida i que formen cadenes curtes.
Sol mesurar 1,2 micròmetres de diàmetre, i entre 3 i 5 micròmetres de longitud.
Formen colònies de 3 a 8mm de diàmetre betahemolítiques, amb pigmentació de color gris a verd.
Aquests bacteris són mòbils i presenten flagel·lació peritrica.

·      Característiques metabòliques:

És un microorganisme anaerobi facultatiu, quimioorganòtrof, oxidasa i catalasa positiu. Per tant, la font de carboni que utilitzen és la matèria orgànica. L'energia prové de l'oxidació d'aquesta matèria. En presència d'oxigen fan la respiració, on la font de poder reductor es el NADH i l'acceptor d' d’electrons és l'oxigen. I en absència d'oxigen fan fermentació, on la font de poder reductor es el NADH que es recicla, i no hi ha acceptor d’electrons. Té capacitat de fermentar glucosa, fructosa, trealosa, maltosa i ribosa, i d’hidrolitzar gelatina, midó, glucogen, esculina i N-acetil-glucosamina.

·      Característiques ecològiques:

Té un creixement òptim de 26ºC a 30ºC, tot i que pot viure a temperatures d'entre 15ºC i 45ºC. S'ha de tenir en compte que a temperatures superiors a  32ºC pot perdre el plasmidi. El seu pH òptim de creixement està comprès entre 6,5 i 7,5, encara que també pot créixer entre 5,5 i 8,5.

Té capacitat per viure en gran nombre d'ecosistemes terrestres, des de deserts a boscs humits i alta muntanya. És un bacteri amb una elevada ubiqüitat, ja que s’ha trobat arreu del món i habita diferents sistemes, com ara el sòl, sobre fulles, insectes morts, intestins d'erugues de diferents papallones... Tot i això, el sòl és l'hàbitat majoritari.

·      Altres característiques, aplicacions o problemàtiques:

El Bacillus thuringiensis es caracteritza perquè després de la fase de creixement exponencial,  les cèl·lules produeixen una espora subapical: inclusions compostes d'una o més proteïnes cristal·lines (ICPs) que tenen activitat insecticida específica. Són tòxics per a diferents invertebrats, especialment larves d'insectes. Aquestes proteïnes s'anomenen Cry i constitueixen la base de l'insecticida biològic.

És un bacteri útil a l’agricultura com a plaguicida. Aquest bacteri produeix toxines proteiques potents útils per el control d’insectes. S’anomenen toxines Bt. Les toxines es produeixen el moment de l’esporulació i produeixen uns cristalls visibles. Quan s’ingereixen aquests bacteris productors de toxines Bt, les toxines s’uneixen específicament a receptors intestinals dels insectes. Els receptors difereixen entre les espècies d’insectes. Els vertebrats no tenen aquests receptors i per tant, no els afecta la toxina.

Posseeix una toxicitat selectiva alta degut al seu estret rang d'especificitat,  i gràcies a això genera en l'ambient un impacte molt baix. Té clars avantatges sobre els insecticides químics, com l'alta especificitat, innocuïtat sobre el medi ambient i un lent desenvolupament de resistència.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.       Sauka, D., Benintende, G., Bacillus thuringiensis: generalidades. Un acercamiento a su empleo en el biocontrol de insectos lepidópteros que son plagas agrícolas. Abril-Junio 2008. Revista argentina microbiología v.40 nº2 

2.       Ochoa, G., Arrivillaga, J., Bacillus thuringiensis: Avances y perspectivas en el control biológico de Aedes aegypti. Boletín de malariología y salud ambiental. Agosto-Diciembre, 2009. Vol. XLIX, nº 2

3.       Soberón, M., Bravo, A.,  Bacillus thuringiensis y sus toxinas insecticidas. Instituto de Biotecnología/ Universidad Nacional Autónoma de México.

Recuperat el 29 d’abril del 2015 a http://www.biblioweb.tic.unam.mx/libros/microbios/Cap12/

Autors: Clàudia San Martín, Borja Reza, Laura Torres.

Halomonas spp

·         Nom científic: Halomonas spp

·         Classificació:

-          Fílum: Proteobacteria

-          Classe: Gammaproteobacteria

-          Ordre: Oceanospirillales

-          Família: Halomonadaceae

-          Gènere: Halomonas

·         Característiques morfològiques: Són bacils o cocobacils quimiohetròtrofs, gram negatives normalment sense pigmentació o tenyides de groc, són catalasa positius i no formen espores. Cal destacar-ne la capacitat mòbil ja que són polarment o lateralment flagel·lades.  

·         Característiques metabòliques: És un dels taxons bacterians més representatius dins els bacteris halòfils moderats, és a dir, viuen en medis d’alta concentració de sals, per tant necessiten NaCl per viure (òptim creixement en concentracions de 3-15%). Utilitzen l’oxigen com acceptor final d’electrons, però poden créixer en absència d’oxigen i utilitzar el nitrat. Algunes espècies d’Halomonas han estat documentades per ser capaces d’obtenir energia del procés de desnitrificació.  Sense presència de nitrats són capaços de créixer amb ajuda de la glucosa.

·         Característiques ecològiques: Són altament versàtils en termes d’habilitat per viure en ambients extrems de temperatures, pH; per això podem trobar-ne en gran varietat d’ambients, en trobem tan al Mar Mort com en algunes aigües de l’antàrtic. Cal destacar que gràcies a la seva capacitat d’utilitzar el nitrat s’utilitzen en bioreactors per tractar aigües contaminades amb nitrats.

·         Altres característiques:

-          La seva gran versalitat a l’hora d’adaptar-se i créixer amb èxit en condicions de temperatura i pH els ha dut a ser un substitut per a la utilització de matèries primes derivades del midó.

-          Aquests han demostrat ser un grup de microorganismes amb un gran potencial biotecnològic, per la producció de soluts compatibles que els confereix capacitat per estabilitzar i protegir enzims així com aplicacions en la tecnologia enzimàtica, en la indústria cosmètica i dermofarmàcia, medicina i agricultura. Aquestes espècies són capaces de produir també compostos extrapolisacàridos i enzims extracel·lulars. Els primers tenen gran interès industrial degut a les seves propietats de viscositat, estabilitzants, emulgents i formadores de gels.

-          Alguns d’aquests bacteris com H.stenophila tenen propietats antitumorals.

-          Altres aplicacions biotecnològiques són la producció de polihidroxialcalanoats així com la degradació de compostos tòxics.


Autors: Sergio Ruiz-Herrera, Carles Torner i Maria Torras

Yersinia pestis

·      Nom científic: Yersinia pestis

·      Classificació:

-          Fílum:  Proteobacteria

-          Classe:  Gammaproteobacteria

-          Ordre:  Enterobacteriales

-          Família:  Enterobacteriaceae

-          Gènere:  Yersinia

·      Característiques morfològiques: Bacil del gènere Yersinia d’entre 0,5-08 µm de diàmetre, d’entre 1-3 µm de longitud i no flagel·lat. Gram negatiu. És catalasa positiu. En alguns casos adquireixen una forma més arrodonida i semblant a un coc.

·      Característiques metabòliques: Yersinia pestis és un organisme anaeròbic facultatiu, per tant pot dur a terme fermentació i respiració. És quimioorganotròfic, utilitza com a font d’energia matèria orgànica la qual també fa servir per l’obtenció de carboni i com a font de poder reductor. És oxidasa negatiu i nitrat reductasa positiu. A diferencia d’altres espècies del gènere Yersinia, Y.pestis no produeix H₂S i no hidrolitza urea.

·      Característiques ecològiques: La seva temperatura òptima de creixement es troba entre els 28-30ºC. És un microorganisme associat als rosegadors, que s’infecten per la picadura d’una puça portadora del patogen que es desenvolupa en els seus intestins. Aquesta espècie és present a tot el món amb excepció d’Austràlia i te una presencia important a països l’Índia, Brasil, Perú, Madagascar, Vietnam i Xina causant diferents tipus de pesta. També hi ha una presencia important d’aquests microorganisme al oest d’EEUU. Les subespècies del microorganisme varien en el nombre de parells de bases en el seu genoma, per exemple Y.pestis medievalis té 4.600.755 pb i Y.pestis orientalis 4.653.728 pb.

·      Altres característiques, aplicacions o problemàtiques: És un patogen intracel·lular obligat que requereix la sang del osta per sobreviure. Produeix una mucosa antifagocítica a més de i codifica per dos molècules antigèniques que no s’expressen a temperatures menors de 37ºC. Causa diversos tipus de pesta (bubònica, pneumònica i septicèmica) i ha estat responsable de diverses pandèmies tals com la Pesta de Justinià, la Pesta Negra i la Tercera Pandemia. La pesta ve caracteritzada per hemorràgies i la mort si no és tractada, el quadra clínic variarà depenent del tipus de pesta que tingui l’individu. 

Autors: Sergio Ruiz-Herrera, Carles Torner i Maria Torras