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MICROBIOLOGÍA
BLOQUE I: INTRODUCCIÓN
- Concepto de microbiología
- Disciplinas de la microbiología
- Historia de la microbiología La microbiología es la ciencia que estudia la vida pequeña, los microorganismos, aquello que no es posible ver debido a la resolución del ojo humano.
- Concepto de microorganismo
- Seres microscópicos (tamaño inferior a la resolución del ojo humano). Su visualización requiere el uso de un microscopio.
- Dotados de individualidad.
- Con organización biológica sencilla: celular o acelular.
- Los de tipo celular deben ser unicelulares, cenocíticos, coloniales o pluricelulares SIN diferenciación en tejidos y órganos.
Objeto formal de estudio
La microbiología se desarrolló con la aparición del microscopio en el siglo XVII (observación). La esterilización fue un paso importante ya que es esencial no contaminar aquello con lo que se trabaja. El desarrollo de los cultivos puros también influyó.
- Primer periodo: Antony Leeuwenhoek Comprende desde la antigüedad hasta la aparición del microscopio. Leeuwenhoek describe “animáculos” en distintas muestras (agua de estanque, sarro). Descubre las bacterias y protozoos como Giardia. Sus descubrimientos son la base de la actual Microbiología. El microscopio que inventó tenía unos 300 aumentos, mientras que los actuales pueden llegar a tener hasta 1000 aumentos.
- Tercer periodo: Durante este periodo se abandona la generación espontánea gracias a varios científicos. Francesco Redi: Puso carne en 3 botes, uno de ellos abierto, el otro con una gasa y un último bote tapado con un corcho. El resultado fue que cubrir carne con gasas evitó la aparición de gusanos: se originan de huevos depositados por moscas. Lazzaro Spallanzani: en distintos frascos puso una infusión que “esterilizó” mediante ebullición; uno de ellos estaba cerrado. El resultado fue que los que estaban abiertos se contaminaban (“infusorios”) mientras que el cerrado se mantenía con la misma composición. La respuesta de la comunidad científica de aquel momento fue que las condiciones del frasco cerrado se habían alterado debido a la ebullición y que por ello no es posible el desarrollo de la vida. Louis Pasteur: gracias a él se dejó atrás la generación espontánea definitivamente. Empleó dos matraces abiertas, una de ellas con forma de cuello de cisne. Los microorganismos quedan en el codo por lo que mantiene estériles infusiones de tejido animal en contacto con el aire.
Disciplinas de la microbiología
- Clínica
- Industrial
- Ambiental
- Biotecnología
- Inmunología
Ramas de la microbiología
- Virología
- Bacteriología
- Micología
- Protistología
- Ficología
**Postulados de Koch
- El microorganismo debe estar presente en animales afectados y ausente en sanos.
- Se extrae el microorganismo de las vacas afectadas y se realiza un cultivo puro.
- Se re-inocula el microorganismo con capacidad de reproducir la enfermedad en animales susceptibles.
- Debe ser re-aislado en los animales afectados experimentalmente.
- Control del crecimiento: asepsia, quimioterapia y antibioterapia Joseph Lister: Sienta las bases de la desinfección en cirugía usando fenol y bicloruro de mercurio en el lavado del instrumental, manos y heridas de pacientes. Redujo las infecciones a un 10%. Comienza la búsqueda de sustancias letales para los microorganismos e inocuas para el ser humano (quimioterapia). Paul Ehrlich: Es el padre de la quimioterapia, desarrolla la teoría de la toxicidad selectiva. En 1910 desarrolló un agente quimio-terapéutico (salvarsán) frente a la sífilis. (“bala mágica”: sustancia que eliminase microorganismos) Alexander Fleming: Observa inhibición del crecimiento bacteriano en placa contaminada por Penicillium notatum. Desarrolla un ensayo crudo para determinar la potencia de la sustancia en filtrados, sigue su producción en el tiempo y prueba que no todas las bacterias son igualmente susceptibles Florey y Chain , 1949: purifican y caracterizan la penicilina, posibilitando su uso clínico.
- Cuarto periodo: Aparición de disciplinas microbiológicas especializadas.
- Los microorganismos como agentes geoquímicos (Ecología Microbiana) Sergey Winogradsky: Descubre la quimioautotrofia (crecimiento autotrófico independiente de luz). En 1887 estudia las bacterias del azufre y del nitrógeno. En 1890 aísla la primera bacteria fijadora de nitrógeno ( Clostridium pasteurianum ).
- Inmunología Edward Jenner: es el padre de la Inmunología. Inmuniza con fluidos de pústulas de viruela de vaca (benigna para el hombre, sólo ocasiona pústulas en las manos), que protege frente a la viruela humana (muy virulenta). La falta de conocimientos sobre las enfermedades infecciosas retrasó casi un siglo la continuación de estos estudios. Louis Pasteur: desarrolla la primera vacuna con bacterias atenuadas: gallinas inoculadas con cultivos viejos (poco virulentos) de la bacteria del cólera aviar ( Pasteurella aviseptica ) están protegidas frente a esta enfermedad tras su inoculación con cepas virulentas. Acuña el término “vacuna” en honor a los experimentos de Jenner con la viruela de vaca. Desarrolla vacunas inactivadas frente a la rabia y el carbunco. Estos logros determinan la aparición del instituto Pasteur.
- Virología Dimitri Iwanovski (1892): demuestra transmisión de una infección por una suspensión filtrada a través de filtros que retienen bacterias. Acuña el término “virus filtrable”. Beijerinck (1898): considera que los agentes infecciosos en los filtrados libres de bacterias son elementos vivos que deben incorporarse al protoplasto del hospedador para su reproducción. Acuña el término virus. Felix D’Herelle y Twort (1915-1917): descubren los virus bacterianos y acuñan el término bacteriófago- Primeros estudios de replicación vírica. Criterios que debe cumplir un microorganismo para ser considerado el agente causal de una enfermedad. Base actual de la investigación experimental sobre enfermedades infecciosas.
BLOQUE II: TIPOS DE ORGANIZACIÓN
- Enclave taxonómico de los microorganismos. Árbol filogenético universal.
- Tipos de organización celular procariótica y eucariótica.
- Características definitorias de los dominios Bacteria y Archaea. **la clasificación se basa en las características fenotípicas. SÉSIL = INMÓVIL Alinear secuencias: alineamos los nucleótidos, uno debajo del otro.
Excepción: existen bacterias super gigantes. *Los organismos pequeños tienen una tasa de crecimiento mayor.
Hasta un 70% de los lípidos de membrana son esteroides (EUCARIOTAS) ** o mureína
Enlace ÉTER -- enlace fuerte HOPANOIDE: compuesto similar al colesterol que se inserta de la misma manera y tiene la misma función.
CIANOBACTERIAS
- Cianoficina : sólo descrito en cianobacterias. Es un Polipéptido de Arginina y Aspártico en la misma proporción. No se sintetiza en el ribosoma.
- Carboxisomas : son poliedros de unos 100 nm de diámetro. Reserva en forma cristalizada de la principal enzima del ciclo de Calvin (fijación de CO 2 ): ribulosa 1- 5 - bifosfato carboxilasa. Presentes en algunos procariotas fotoautótrofos obligados, como algunas cianobacterias.
- Gránulos de Polifosfato (o de Volutina) : es un polímero lineal de ortofosfatos unidos por enlaces éster. Longitud variable, suele ser de unas 500 unidades. Reserva de fosfato para síntesis de ácidos nucleicos, lípidos y, en algunos casos, ATP.
- Vacuolas de gas : presentes en cianobacterias y algunas bacterias rojas y verdes (fotosintéticas) planctónicas. Son agregados de VESÍCULAS DE GAS. Las vesículas de gas son estructuras en forma de cilindro bicónico, rígidas, fuertes y huecas rodeadas por una envuelta proteica permeable a gases pero no a agua o solutos. La molécula de PHB es exclusiva de procariotas. Se emplean cuando la célula se encuentra en un medio dónde no puede gastar carbono o nitrógeno.
- Regulan la profundidad
- El interior es totalmente hidrofóbico
- La longitud varía de una especie a otra
Las bacterias que poseen citoesqueleto poseen:
- Proteína FtsZ (anillo septo) = microtúbulos (tubulina) Está presente en todas las bacterias, incluso en cloroplastos (un punto más que apoya la TEORÍA ENDOSIMBIONTE). Esta proteína marca el lugar donde se va a dividir la célula.
- Proteína MreB = microfilamentos (actina) Aparece en aquellas bacterias con forma de bacilo y bacilo curvado. Está presente hacia la cara interna de la membrana, a lo largo de toda la membrana.
- Crescentina (forma de riñón) = filamentos intermedios Aparece en bacterias que habitan en medios acuáticos. Está en la parte cóncava de las bacterias. Eta proteína es la responsable de la curvatura de la célula.
Son orgánulos exclusivos en eucariotas. Núcleo : el material genético se encuentra rodeado por una membrana (envoltura nuclear) Nucleoide : el material genético esta condensado, unido a proteínas y sin envoltura alguna. A veces se une al mesosoma físicamente.
Intrón : fragmentos de ADN no codificante. No aparece NUNCA en procariotas. Exón : región de un gen que no es separada durante el proceso de corte y empalme y, por tanto, se mantienen en el ARN mensajero maduro.
BLOQUE II: TIPOS DE ORGANIZACIÓN
- Diversidad en el dominio Bacteria
- Diversidad en el dominio Archaea Micoplasmas : tipo de batería sin pared celular. Morfología: cocos, bacilos, cocobacilos, con apéndices..
- Agrupaciones: diplobacilos, estreptobacilos…
Son más susceptibles a la lisis (es decir, se pueden lisar), por tanto, la membrana plasmática la tienen reforzada con esteroles y otros compuestos que la hacen más estable (carotenoides y otros compuestos). todas Violeta todas incoloras violeta colorante de contraste Periplasma = espacio periplasmático Contiene:
- Protones de captación e hidrolisis de nutrientes.
- Enzimas de síntesis de peptidoglucanos.
- Enzimas detoxificantes.
