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Los hongos y la microbiología

Microbiología General 1410-04

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ESTUDIO FUNGICO

¿Qué? ¿Cómo?

¿Para qué? ¿Con qué?

¿Cuándo? ¿Quién?

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¡GRANDES MICOLÓGOS NACIONALES!

UN DIBUJO MEXICANO del siglo XVI muestra

tres hongos mágicos, un hombre

comiéndolos y, atrás, un dios que le habla

por la ingesta de las setas.

Son organismos muy abundantes y ubicuos.

Existen 2 000 000 especies

Hay 92 000 especies registradas.

Tienen una gran diversidad de formas y

tamaños.

Algunos pueden vivir en condiciones diversas.

Generalidades

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El árbol de la vida

Tres dominios (Carl Woese)

Nomenclatura de los organismos

Género: es el primer nombre y

se escribe siempre la primera

letra con mayúsculas.

Carlos Linneo (1707-1778), también conocido

como Carl von Linné o Carolus Linnaeus, es

llamado con frecuencia el Padre de la

Taxonomía. Todavía se usa (aunque con

muchos cambios) su sistema para nombrar,

ordenar y clasificar los organismos vivos.

Epíteto específico (especie):

se escribe con minúsculas.

Nomenclatura de los hongos

Los nombres científicos, entre otras cosas describen las

características del organismo, honran al descubridor o se

identifican con el hábitat.

Los nombres científicos pueden ser abreviados empleando la

primera letra del género pero no la especie.

Herman Phaff Phaffia rhodozyma P. rhodozyma

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Nombres de hongos

Penicillium roqueforti

P. roquefoti

Sacharomyces cereviciae

S. cereviciae

Clasificación

Hongos Setas: hongos macroscópicos

Mohos o filamentosos

Levaduras

*** Actinomicetos (bacterias)***

Clasificación♦Macroscópicos

• Microscópicos

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USOS DE HONGOS MACROSCÓPICOS

Ornamentales:

Ceremoniales:

Alimentarios

Venenosos: Amanita phaloides)

Alucinógenos: Estudio por María Sabina

Comestibles: Agaricus campestris)

USOS DE HONGOS MACROSCÓPICOS

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Organismos muy abundantes y ubicuos.

Contienen pigmentos (no fotosintéticos) que

les proporcionan diferentes coloraciones.

No son fotosintéticos: Por no tener cloroplastos.

No son móviles.

¿Qué son los hongos?

Pueden ser unicelulares o pluricelulares.

Tipo celular: Eucariotes.

¿Qué son los hongos?

Estructura celularCaracteristicas Procariotes EUCARIOTES

Dimension 1 – 10 µm 10 - 100 µm

Núcleo Membrana nuclear ausente No existe nucleolo

Núcleo verdadero, consiste en membrana

nuclear y nucleolo

Organelos delimitados por

membrana

AusentePresente; ejemplo: lisosomas, aparato de

Golgi, retículo endoplásmico, mitocondria y cloroplastos

FlageloConsiste de dos estructuras proteicas

Complejo; consiste de múltiples microtubulos

GlicocalixPolímero extracelular (cápsula)

Ausente

Pared celular Presente; químicamente complejaCuando está presente: químicamente

simple.

Membrana plasmáticaNo posee carbohidratos ni esteroles

Posee esteroles y carbohidratos que sirven

como receptores

Citoplasma No posee citoesqueleto ni movimiento

citoplásmico

Citoesqueleto; movimiento citoplásmico

Ribosomas Tamaño pequeño (70S)Grandes (80S); pequeños en organelos

(70S)

Cromosoma (DNA)Cromosoma circular carece de

histonas

Gran cantidad o muchos cromosomas

lineales con histonas

División celular Fisión binaria Mitosis

Reproducción sexual No meiosis. Intercambio de fragmentos de DNA

Meiosis

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•Pared celular: quitina y/o

celulosa, combinados con otros

polisacáridos.

Quitina (N-acetil-D-glucosa-

2-amina)

b 1-3 glucanas

b 1-6 glucanas

Mananas

Proteínas

Estructura celular fúngica

Membrana celular: esteroles

Sustancias de reserva: glicógeno y lípidos

Estructura celular fúngica

Hongos microscópicos

Hifa: Es una estructura tubular recta limitada por una pared.

Se considera que es la unidad funcional de los hongos.

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Tipos de hifas

•Verdaderas:

Formadas a

partir de

conidias o

esporas.

•Pseudohifas:

Formadas a

partir de

gemaciones.

Tip

os

Div

isio

nes

o n

o

Hialina o incolora

Pigmentada o

dermatiácea

Macrosifonada

(>1mm)

Microsifonada

(<1mm)

Diámetro

de hifa

Tipos de hifas

MICELIO

Micelio aéreo (reproducción)

Micelio vegetativo (nutrición)

(Hifa)n = MICELIO

ÑÑÑ

FUNCIÓN

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Nutrición fúngica

•Son quimioheterótrofos. La

mayoría se nutre por absorción

(osmótrofos) y algunos lo hacen

por ingestión (fagotrofos).

•Usan diversas fuentes de nitrógeno

(peptonas, aa, NO3, etc.)

• Algunos requieren de

vitaminas(biotina y/o tiamina)

•Requieren iones inorgánicos y

agua.

Metabolismo

Fuente de energía

Productos metabólicos

ATP

ADP

CatabolismoGeneración de energía

AnabolismoReacciones biosintéticas

Nutrientes

Precursores intracelulares

Intermediarios biosintéticos

Biopolímeros

Estructuras

Metabolismo fúngico

Respiración aerobia, microaerofílica o anaerobia

facultativa.

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Metabolismo fúngico

EnzimasEndoenzimas: (citoplasma)

Exoenzimas: (se vierten fuera de la célula)

Enzimas constitutivas (siempre presentes)

Enzimas inducidas (reciben un estímulo).

Metabolismo fúngico

RNA

Estrutura Enzimática

Ribozimas

covalente

Apoenzima o

Apoproteína

Holoenzima

CofatorProteína

Puede ser:

• ión inorgánico

• molécula orgánica

Coenzima

Grupo Prostético

Ejemplo Grupo Hemo

Cofactor

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E + S E S E + P

Reproducción fúngica

Sexual: Para intercambio de material genético.

Asexual: Mantiene la especie.

Se pueden presentar ambas en distintos periodos

de vida.

¿ESPORAS O CONIDIAS?

Reproducción

sexual

Reproducción

asexual

ESPORAS

CONIDIAS

Clasificación Anglo-Sajona

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1. Anelosporas ( Scopulariopsis sp.)

2. Formación en Hormodendrum

(Cladosporium sp.)

3. Artroconidias (Geotrichum sp.)

4. Microconidias (Penicillium sp.)

1

2

3

Tipos de esporulación

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ascósporas ascosporas

gemación

plasmogamia

cariogamia y

meiosis

gemación

Se toma en cuenta su tipo de

reprroducción.

Basidiomycetes

Zigomycetes

Ascomycetes

(Deuteromycetes ó fungi

imperfecti)

Clasificación

Clasificación - reproducción

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¿?

Trabajo experimental con hongos

• Microbiología General 1410-10

Condiciones para su desarrollo

Temperatura óptima: 25 – 30º C

Psicrófilos: 0 - 20º C

Mesófilos: 15 - 40º C

Termófilos: 50º C o más

pH: La mayoría son acidófilos.

Luz: no lo requieren para

desarrollo, pero la alternancia luz-

oscuridad mejora la

reproducción

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DimórfismoFase levaduriforme

Fase micelial

Temperatura

Medios de cultivo cromogénicos

Mezcla de nutrientes

y sustratos

cromogénicos que

permiten la

detección rápida de

microorganismos (24

a 48 h).

Los sustratos

cromogénicos son

derivados del fenol

(ONP) o del indol (5-

bromo-4 cloro-3-

indolil).

Medios de cultivo cromogénicos

Los sustratos cromogénicos están unidos a un

azúcar o aminoácido específico.

Cuando son hidrolizados por enzimas presentes en

las bacterias se genera un color..

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Albicans ID2 Medio de cultivo cromogénico.

Permite la detección de Candida albicans

Contiene antibióticos, X-Hexosamina.

La enzima hexosaminidasa presente en Candidaalbicans hidroliza el sustrato.

Una coloración azul sobre las colonias es prueba positiva para Candida albicans.

Medios de cultivo cromogénicos

Ventajas

Sensibles (1 célula)

Específicos

Rápidos

No se requieren pruebas bioquímicas adicionales

Utilizan poco material

Detectan varios microorganismos en una sola placa

Desventajas

Costo

Solubilidad del compuesto

fluorescente

Medios de cultivo para hongos

Agar dextrosa

Sabouraud

Peptona 10.0 g

Dextrosa 40.0 g

Agar 15.0 g

Agar Czapeck

KCl 0.5 g

K2HPO4 1.0 g

NaNO3 2.0 g

Sacarosa 30.0 g

FeSO4 0.01 g

MgSO4 0.5 g

Agar 15.0 g

http://www.dibico.com/

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Muestras

Metabolismo fúngico

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PRUEBA DE CATALASA

Sustrato: H2O2

Enzima: catalasa

Producto: H2O + O2

Hidrólisis de almidón

Medio agar de almidón

Sustrato: Almidón

Enzimas: Amilasas (a y b

amilasas)

Producto: maltosa,

glucosa, dextrinas, etc.

Revelador: Lugol

Hidrólisis de la caseina

Medio leche descremada

Sustrato: Caseina

Enzima: caseinasa

Producto: Peptidos,

aminoácidos.

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Utilización de urea

Medios de cultivo

Caldo urea, urea de

Christensens, caldo

surraco

Sustrato: Urea

Enzima: ureasa

Productos: NH4

Indicadores: rojo de

fenol, (azul de

bromotimol)

MEDIO SIM (SULFHÍDRICO INDOL MOVILIDAD)

Medio SIM (medio semisólido)

Sustratos: Tiosulfato o grupos –SH de la cisteína y triptófano.

Enzimas: Tiosulfato reductasa, cisteína desulfurilasa y tiptofanasa.

Producto: H2S e Indol.

Revelador: Sales de Fe2+ y p-Dimetilaminobenzaldehído (DMABA).

H2S positiva H2S negativo

En presencia de tiosulfato en el medio o la

degradación de proteínas liberando

aminoácidos azufrados, algunos microorganismos

forman H2S gaseoso por medio de las enzimas

tiosulfato reductasa y cisteína desulfurilasa. El gas

incoloro H2S reacciona con el citrato de amonio

férrico para producir un precipitado negro

insoluble de sulfuro ferroso metálico.

MEDIO SIM (SULFHÍDRICO INDOL MOVILIDAD)

El medio de cultivo tiene consistencia semisólida

por lo que la movilidad se observa por el

crecimiento del microorganismo en todo el tubo,

más allá de la zona de inoculación (picadura).

Los microorganismos inmóviles solo crecerán en

la zona inoculada.

Indol positivo Indol negativ0

Movilidad negativa Movilidad positiva

Las enzimas triptofanasas oxidan el triptófano

para formar tres metabolitos: indol, metil indol y

ácido indolacético. Los reactivos de Erhlich o

Kovacs contienen DMABA que reacciona con el

indol producido formado un compuesto

quinónico color violeta, que se observa por la

aparición de un anillo en la superficie del medio.

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Identificacióna) Para mohos:

Examen directo del cultivo crecido a 28°C en agarSabouraud.

Observación de estructuras de reproducción (impronta).

Características macroscópicas

Colonias de mohos

Color

Tamaño de la

colonia

Pigmento difusible

Textura

Secreciones

Estudio microscópicode hongos

filamentosos

25°C

5 días

IMPRONTA

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Micelio aéreo (reproducción)

Micelio vegetativo (nutrición)

ÑÑÑ

CARACTERÍSTICAS MICROSCÓPICAS

MICROCULTIVO

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Aspecto macroscopico y microscopico del patogeno Phytophthora capsici. [A]: P. capsici creciendo en medio liquido con formacion de esferulas que liberan zoosporas. [B]: Aspecto macroscopico de la colonia

micelial creciendo en medio solido de papa-dextrosa-agar (PDA). [C]: Detalle de un esporangio productor de zoosporas visto al microscopio

electronico de barrido (2300 X).

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Identificaciónb) Para levaduras:

Preparación en fresco.

Tinción simple.

Observación del crecimiento

en medios de cultivo.

Identificaciónb) Para levaduras:

Preparación en fresco.

Tinción simple.

Observación del crecimiento

en medios de cultivo.

Identificación Para levaduras:

Utilización de carbohidratos.

Pruebas bioquímicas: Utilización de diversos

carbohidratos.

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SIRVEN PARA GANAR UN CONCURSO DE

FOTOGRAFÍA…

Distribución de los hongosDe vida libre:

Saprofitos. Involucrados en procesos de

biodegradación, recirculación de nutrimentos

en la biosfera, biodeterioro.

Simbióticos:

Mutualistas. Forman micorrizas y líquenes

Parásitos. Invaden vegetales, hombre,

animales de sangre caliente e insectos.

Micorrizas

Asociaciones simbióticas mutualistas

Una mayor absorción de nutrientes de poca movilidad en el suelo

como P, N, Zn y Cu.

Protección contra patógenos radicales.

El hongo por su parte, depende completamente de la planta

para obtener los carbohidratos que requiere para su desarrollo.

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Importancia de las micorrizas en la

ecología

Reciclaje de materia orgánica

Conservación de la fertilidad del suelo

Control biológico

Simbiosis MUTUALISTA con raíz de diferentes

plantas (ecto y endomicorrizas)

LÍQUENES

• Asociación simbiótica entre hongos y un alga filamentosa o cianobacteria.

• El organismo fotoautótrofo proporciona los nutrientes.

• El hongo provee un ambiente apropiado para el crecimiento.

• El hongo no crece sólo de manera natural.

• Sobreviven en ambientes extremos y colonizan áreas expuestas, pero no toleran contaminación.

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Líquen

Líquenes como bioindicadores

Dado que mucha del agua y minerales que usan los absorben de

aire y de la lluvia, los líquenes son especialmente sensibles

a los contaminantes en el aire.

IMPORTANCIA

Industrial

Médica

Económica

Ecológica ….

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Hongos filamentosos benéficos

Producción de antibióticos:Penicillium notatum: Penicilina

Penicillium griseofulvum: Griseofulvina

Cephalosporium sp. : Cefalosporinas

Producción de metabolitos benéficos:Aspergillus niger: Ácido cítrico

Ashbya gossypii: Vitamina B12

Mucor sp. y Rhizopus sp.: Derivados esteroideos

Peniciullum roqueforti: queso roquefort

Hongos filamentosos nocivos

Hongos levaduriformes benéficos

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Hongos levaduriformes nocivos

PROBLEMAS FÚNGICOS

• Micosis: parasitación por hongos

microscópicos

Tipos de micosis:

•Superficiales

•Subcutáneas

•Profundas o sistémicas

•oportunistas

• Micetismo: intoxicación por setas.

• Micotoxicosis: intoxicación por

toxinas de hongos microscópicos

La micología en el campo laboral

•Clínica

•Ecología

•Farmacia

•Investigación

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•Agricultura

•Alimentos

•Biocombustibles

•Biotecnología

La micología en el campo laboral

La micología en el campo laboral

Relación de la micología con otras

ciencias

Micología

Biología

Química Física

Matemáticas Fisicoquímica

Medicina Bioquímica

Farmacia

Genética

Biología Molecular

Ecología

Alimentos

Biotecnología

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Bibliografía

Bibliografía

http://www.doctorfungus.org/

http://www.asociacionmexicanademicologiamedica.com.mx/

SEMINARIO

Título: El virus del Nilo...

¿migrante ilegal? Será impartido por la Dra. Rocío Tirado Mendoza.

De la Facultad de Medicina, UNAM.

La cita es el viernes 19 de abril de 2013, a las 12:00 h en el Auditorio “A” de la Facultad de Química,

UNAM.