Los hongos, cuyo nombre científico es Fungi (plural latino de fungus, lit. «hongos»), son un grupo de organismos eucariotas que incluye mohos, levaduras y organismos productores de setas. Conforman un reino distinto al de los animales y las plantas. Se distinguen de las plantas en que son heterótrofos y de los animales en que poseen paredes celulares, compuestas de quitina, en vez de celulosa. La disciplina que estudia los hongos es la micología, que deriva del griego mykes/μύκης (hongo) y logos/λόγος (tratado, estudio, ciencia).
Se estima que existen unas 1,5 millones de especies de hongos, de las cuales apenas el 5 % han sido clasificadas. Esta diversidad es alta en diferentes hábitats. Por ejemplo, la diversidad de especies de hongos saprótrofos aumenta hacia el ecuador terrestre y disminuye hacia los polos.
Características Generales de los Hongos
Los hongos se encuentran en hábitats muy diversos: pueden ser pirófilos (Pholiota carbonaria) o coprófilos (Psilocybe coprophila). Suelen vivir en suelos y junto a materiales en descomposición, y como simbiontes de plantas, animales u otros hongos. Realizan una digestión externa de sus alimentos, secretando enzimas, y absorben luego las moléculas disueltas resultantes de la digestión. A esta forma de alimentación se le llama osmotrofia. Los nutrientes que toman son orgánicos.
Como otros eucariotas, los hongos poseen células delimitadas por una membrana plasmática rica en esteroles y que contienen un núcleo que alberga el material genético en forma de cromosomas. Poseen orgánulos celulares, como las mitocondrias y los ribosomas de tipo 80S. Como compuestos de reserva y glúcidos solubles poseen polialcoholes (p.e. el manitol), disacáridos (como la trehalosa) y polisacáridos (como el glucógeno, que, además, se encuentra presente en animales). Al igual que los animales, los hongos carecen de cloroplastos.
La pared celular de los hongos se compone de glucanos y quitina; los primeros se presentan también en plantas, y los segundos, en el exoesqueleto de artrópodos; esta combinación es única. La mayoría de los hongos crecen como hifas, estructuras cilíndricas y filiformes de 2 a 10 µm de diámetro y hasta varios centímetros de longitud. Un conjunto de hifas conforma el micelio.
Reproducción de los Hongos
Los hongos se reproducen sobre todo por medio de esporas, las cuales se dispersan en un estado latente, que se interrumpe solo cuando se hallan condiciones favorables para su germinación. Cuando estas condiciones se dan, la espora germina, surgiendo de ella una primera hifa, por cuya extensión y ramificación se va constituyendo un micelio. Las esporas de los hongos se producen en esporangios, ya sea asexualmente o como resultado de un proceso de reproducción sexual.
Importancia de los Hongos
Los hongos tienen una gran importancia económica: las levaduras son las responsables de la fermentación de la cerveza y el pan, y se da la recolección y el cultivo de setas como las trufas. Desde 1940 se han empleado para producir industrialmente antibióticos, así como enzimas (especialmente proteasas). Algunas especies son agentes de biocontrol de plagas. Otras producen micotoxinas, compuestos bioactivos (como los alcaloides) que son nocivos para seres humanos y otros animales.
Mohos: Hongos Filamentosos
El moho es un hongo conformado por un micelio o conjunto de hifas que no es capaz de formar un cuerpo fructífero, a diferencia de las setas. Se encuentra tanto al aire libre como en lugares húmedos y con baja luminosidad. El moho crece mejor en condiciones cálidas y húmedas; se reproduce y se propaga mediante esporas. La apariencia de color similar al polvo en los mohos se debe a la formación de esporas que contienen metabolitos secundarios de los mohos.
Los mohos pueden crecer en las paredes, panes, quesos, frutas, verduras, troncos, hojas de plantas, excrementos y hasta incluso sobre setas. Otros crecen en el suelo o en ambientes acuáticos. La penicilina (cuyo nombre deriva del hongo Penicillium) es un antibiótico hecho con un moho.
Los mohos u hongos filamentosos se consideran microbios y no forman un grupo taxonómico o filogenético específico. Se clasifican en la mayoría de las divisiones de hongos, principalmente en Mucoromycota y Zoopagomycota (que antiguamente conformaban la división Zygomycota), en Ascomycota (en las clases Eurotiomycetes, Dothideomycetes, Sordariomycetes, Leotiomycetes, Archaeorhizomycetes), así como también en Basidiomycota (en las clases Wallemiomycetes, Geminibasidiomycetes, Tritirachiomycetes, Classiculomycetes) y Entorrhizomycota.
Estructura y Crecimiento del Moho
El crecimiento de las hifas da como resultado una decoloración y una apariencia borrosa, especialmente en los alimentos. La red de estas hifas ramificadas tubulares, llamada micelio, se considera un solo organismo. Las hifas son generalmente transparentes, por lo que el micelio aparece como hilos blancos muy finos y esponjosos sobre la superficie. Las paredes transversales (tabiques) pueden delimitar compartimentos conectados a lo largo de las hifas, cada uno de los cuales contiene uno o varios núcleos genéticamente idénticos.
La textura polvorienta de muchos mohos es causada por la profusa producción de esporas asexuales (conidios) formado por la diferenciación en los extremos de las hifas. El modo de formación y forma de estas esporas se utiliza tradicionalmente para clasificar los mohos. Las hifas son de dos clases: sumergidas o de crecimiento en la masa del alimento, y aéreas o de crecimiento externo. También se clasifican como vegetativas o de crecimiento, encargadas de la nutrición del moho, y fértiles, que son las que contienen los órganos reproductores.
Papel Ecológico e Industrial de los Mohos
Los mohos provocan la biodegradación de los materiales naturales, lo que puede ser indeseado cuando se convierte en deterioro de los alimentos o daños a la propiedad. También juegan un papel importante en la biotecnología y la ciencia de los alimentos en la producción de varios pigmentos, alimentos, bebidas, antibióticos, productos farmacéuticos y enzimas.
Los mohos se reproducen produciendo un gran número de pequeñas esporas, que pueden contener un solo núcleo o ser multinucleadas. Las esporas de moho pueden ser asexuales (productos de la mitosis) o sexuales (productos de la meiosis); muchas especies pueden producir ambos tipos. Algunos mohos producen esporas hidrofóbicas pequeñas que están adaptadas para la dispersión por el viento y pueden permanecer en el aire durante períodos prolongados; en algunas, las paredes celulares tienen una pigmentación oscura, lo que proporciona resistencia al daño por radiación ultravioleta. Otras esporas de moho tienen vainas viscosas y son más adecuadas para la dispersión en el agua.
MOHO en las PAREDES y sus Consecuencias en la SALUD - 10 Síntomas
Riesgos para la Salud y Prevención
Los mohos también pueden crecer en los alimentos almacenados para animales y humanos, lo que hace que los alimentos sean desagradables o tóxicos y, por lo tanto, son una fuente importante de pérdida de alimentos y enfermedades. Algunas personas son sensibles a los mohos. La exposición a los mohos en estas personas puede causarles síntomas como congestión nasal, irritación de los ojos o resuello. Otras personas que tienen graves alergias a los mohos pueden experimentar reacciones más severas. Las reacciones severas pueden ocurrir entre trabajadores expuestos a grandes cantidades de mohos en los lugares de trabajo, como en el caso de los granjeros que trabajan todo el día alrededor del heno mohoso. Algunas reacciones severas pueden incluir fiebre y dificultad para respirar. Las personas con enfermedades crónicas, como enfermedad obstructiva de los pulmones, pueden presentar infecciones de moho en los pulmones. Las personas sensibles deben evitar áreas que tienen más probabilidad de tener moho como los lugares donde se apila el abono, el prado cortado y las zonas boscosas.
Al interior de las casas, el crecimiento del moho puede disminuirse manteniendo los niveles de humedad por debajo del 50 % y ventilando duchas y lugares donde se cocina. Los crecimientos de moho pueden eliminarse de las superficies duras con productos comerciales, agua y jabón, o con una solución de blanqueador preparada con una mezcla de no más de una taza de cloro y cuatro litros de agua.
Levaduras: Hongos Unicelulares
Se denomina levadura o fermento a cualquiera de los hongos microscópicos predominantemente unicelulares en su ciclo de vida, generalmente caracterizados por dividirse asexualmente por gemación o bipartición y por tener estados sexuales que no están adjuntos a un micelio o conjunto de hifas. Sin embargo, algunas levaduras como Candida pueden formar cadenas de células en ciernes conectadas, conocidas como pseudohifas.
Las levaduras en Ascomycota se clasifican principalmente en la subdivisión Saccharomycotina y las clases Schizosaccharomycetes, Pneumocystidomycetes, Eurotiomycetes, Dothideomycetes; en Basidiomycota se clasifican en las clases Cystobasidiomycetes, Microbotryomycetes, Tremellomycetes y la subdivisión Ustilaginomycotina.
Metabolismo y Nutrición de las Levaduras
Las levaduras son importantes por su capacidad para realizar la descomposición mediante fermentación (predominantemente alcohólica) de diversos compuestos orgánicos, principalmente los azúcares o hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias. Una de las levaduras más conocidas es la especie: Saccharomyces cerevisiae. Esta levadura tiene la facultad de crecer en forma anaerobia, realizando la fermentación alcohólica. Por esta razón se emplea en muchos procesos de fermentación industrial.
En cuanto a su nutrición y metabolismo, las levaduras son quimioorganótrofas, ya que utilizan compuestos orgánicos como fuente de energía y no necesitan la luz solar para crecer. Obtienen carbono principalmente de azúcares hexosas, como la glucosa y la fructosa o disacáridos como la sacarosa y la maltosa. Algunas especies pueden metabolizar azúcares de pentosa como la ribosa, alcoholes y ácidos orgánicos. Las especies de levadura requieren oxígeno para la respiración aeróbica (aerobios obligados), pero también tienen métodos facultativos de producción de energía (anaerobios facultativos).
La fermentación alcohólica es un proceso biológico de fermentación en ausencia de oxígeno (O2), originado por la actividad de algunos microorganismos como levaduras y bacterias que procesan los azúcares (carbohidratos) como: glucosa, sacarosa, fructosa, entre otros. La fermentación alcohólica produce muy poca energía neta: 2 ATP por cada piruvato obtenido de la glicólisis.
Por norma general, las levaduras mantienen dos tipos de metabolismo muy bien diferenciados. Por una parte, en condiciones en las que existen altas concentraciones de glucosa, fructosa o maltosa, la tendencia es a realizar una fermentación alcohólica de estos, es decir, se realiza la glucólisis y posteriormente se forma etanol. Una vez que estos azúcares escasean, se produce la respiración del etanol, vía ciclo de Krebs.
Aplicaciones Industriales de las Levaduras
Las propiedades fisiológicas de la levadura han llevado a su uso en el campo de la biotecnología. La fermentación de azúcares (carbohidratos) por la levadura es la aplicación más grande y antigua de esta tecnología. Se utilizan muchos tipos de levaduras para hacer muchos alimentos: la levadura de panadería en la producción de pan, levadura de cerveza en la fermentación de la cerveza y la levadura en la fermentación del vino y para la producción de xilitol.
La levadura, siendo la más común Saccharomyces cerevisiae, se utiliza en panadería (para hacer pan, masa de pizza, bollos o brioches) como un agente de fermentación, que convierte los compuestos fermentables presentes en la masa en gas dióxido de carbono. Esto hace que la masa se expanda o aumente, a medida que el gas forma burbujas o bolsillos. Cuando se hornea la masa, la levadura muere y las bolsas de aire quedan "fijadas", dando al producto horneado una textura suave y esponjosa.
A continuación, se presenta una tabla con los usos más comunes de Saccharomyces cerevisiae:
| Uso | Descripción |
|---|---|
| Panadería | Agente de fermentación para pan, masa de pizza, bollos y brioches, produciendo dióxido de carbono que hace que la masa se expanda. |
| Cervecería | Fermentación de mostos para producir cerveza, transformando azúcares en alcohol y dióxido de carbono. |
| Vinificación | Fermentación de mostos de uva para la producción de vino. |
| Producción de Xilitol | Se utiliza en la producción de este edulcorante. |
| Biotecnología | Modelo para expresar proteínas recombinantes debido a su facilidad de cultivo y modificación genética. |
Genoma de las Levaduras
La levadura es la primera célula eucariota en la que se ha intentado expresar proteínas recombinantes, debido a que es de fácil uso industrial: es barata, cultivarla es sencillo y se duplica cada 90 minutos en condiciones nutritivas favorables. Además, es un organismo fácil de modificar genéticamente, lo que permite realizar experimentos en varios días o semanas.
El genoma de las levaduras está compuesto por aproximadamente 12.156.677 pares de bases y 6275 genes organizados de manera compacta en 16 cromosomas variando en tamaño de 200 a 2200 Kb. El ARN ribosomal se encuentra codificado por 120 secuencias repetitivas en tándem en el cromosoma, en tanto que existen 262 genes que codifican para ARNs de transferencia, 80 de los cuales poseen intrones. El ADN mitocondrial también puede considerarse parte del genoma de la levadura. Este ADN codifica para los componentes de la maquinaria traduccional de las mitocondrias y aproximadamente el 15 % de las proteínas mitocondriales. Prácticamente todas las levaduras contienen virus de ARN de doble cadena presentes como elementos virales endógenos que constituyen el 0.1 % del genoma y codifican para generar las toxinas defensivas.