Microt 1 - Apuntes 1 PDF

Preview

Summary

Tema 1 microbiologia...

Description

TEMA 1. LA MICROBIOLOGÍA EN LOS ORGANISMOS VIVOS. DEFINICIÓN DE MICROBIOLOGÍA. 1. La ciencia que estudia los organismos demasiado pequeños para ser vistos por el ojo humano (menos de 0.1 mm). Por lo tanto los MICROORGANISMOS ó MICROBIOS no pueden ser vistos sin la ayuda de un microscopio. 

Microorganismos celulares: - Procariotas: bacterias y arqueas. - Eucariotas: algas, hongos y protozoos.



Microorganismos acelulares: - Virus. - Viroides. - Priones.

2. Estudia aquellos seres microscópicos unicelulares ó pluricelulares que carecen de diferenciación en tejidos, incluyendo, para completar la definición, las entidades no celulares. LA IMPORTANCIA DE LA MICROBIOLOGÍA. 1. El 80-90% del metabolismo del planeta es metabolismo microbiano. 2. Si las bacterias dejasen de fijar nitrógeno atmosférico la biosfera se colapsaría en 1 semana. 3. El carbono contenido en los microorganismos representa entre un 60% y un 100% del carbono contenido en las plantas, y 10 veces más P y N. 4. Llevan a cabo al menos de la mitad de la fotosíntesis del planeta.

1

RAMAS DE LA MICROBIOLOGÍA: Desde el punto de vista aplicado: 1. 2. 3. 4. 5.

Microbiología clínica ó médica. Ecología microbiana. Geomicrobiología. Microbiología agrícola. Microbiología industrial.

Desde el punto de vista taxonómico: 1. 2. 3. 4. 5.

Bacteriología. Virología. Algología. Protozoología. Micología.

Desde el punto de vista del habitad de estudio: 1. 2. 3. 4. 5.

Microbiología de aire. Microbiología del agua. Microbiología del suelo. Microbiología de los alimentos. Microbiología del espacio (exobiología ó astrobiología).

2

LAS TRES ERAS DE LA MICROBIOLOGÍA. 1. LA ERA DEL DESCUBRIMIENTO: Leewenhoek (microscopio simple). S. XVII: Teoría de la generación espontánea. 2. LA ERA DE LOS PILARES FUNDAMENTALES: Pasteur y Koch. S. XIX y XX. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5.

Relación microorganismo – enfermedad. Antibióticos: Flemming. Inmunología: Metschnikov. Ecología: Winogradsky – Beinjerink. Virus filtrable: Iwanovski.

3. PRIMERA ERA MOLECULAR: 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6.

Griffith. Lederberg. Ochoa y kornberg. Luria, Delbrück. Cohen y Boyer. Dulbecco, Baltimore.

4. LA ERA METAGENÓMICA (ecología, evolución): 1980. La nueva dimensión de los microorganismos en la biosfera. HISTORIA DE LA MICROBIOLOGÍA. 1. El descubrimiento de los microorganismos: Robert Hooke (1664) utiliza el primer microscopio compuesto y describe los cuerpos fructíferos de los hongos. 2. El descubrimiento de los microorganismos: Antón van Leeuwenhoek (1632-1723). Considerado el fundador de la Microbiología. Utilizando el microscopio simple describe los “animáculos” (1676 y 1684). 3. La polémica de la generación espontánea: 3.1.Francesco Redi (1688): Experimento sobre la generación espontánea de gusanos. 3.2.Lázaro Spallanzani ( Siglo XVIII): los líquidos permanecían estériles si se hervían y cerraban herméticamente (1976). 3.3.Appert ( Siglo XIX): utiliza esta técnica para la conservación de alimentos: Appertizacion.

3

4. El experimento de Pasteur.

5. Tindalización: John Tyndall hipotetiza la presencia de formas resistentes al calor e idea la tindalización (eliminación de endosporas bacterianas). 6. Louis Pasteur (1822-1895): 6.1.Zanjo la polémica de la generación espontánea. 6.2.Definió el papel de los microorganismos en las fermentaciones (1857-1860). 6.3.Método de Pasteurización. 6.4.Describió por primera vez el metabolismo anaeróbico. 6.5.Desarrollo de las vacunas. 6.6.Creación de una escuela de microbiólogos. 7. La naturaleza de las enfermedades infecciosas: 7.1.Siglo XVI Girolamo Fracastoro (1478-1553): agentes infecciosos y transmisión de enfermedades. 7.2.Agostino Bassi (1773-1856): la enfermedad del gusano de seda estaba causada por un hongo. 7.3.Siglo XVIII, John Hunter (1728-1793), demuestra la transmisión de la gonorrea autoinoculándose. 7.4.1867: Joseph Lister (1827-1912) siguiendo a Pasteur propone la antisepsia quirúrica.

4

8. Robert Koch (1843-1910): 8.1.En 1876 aplica los criterios de Henle para demostrar que Bacillus anthracis era el causante del carbunco. Premio Nobel en 1905 por su trabajo sobre el agente causante de la tuberculosis. 9. Robert Koch (1843-1910). Postulados de Koch: 9.1.El microorganismo causante de la enfermedad debe estar presente en todos y cada uno de los enfermos y ausente en los sanos. 9.2.Se debe aislar y en cultivo puro al microorganismo sospechoso. 9.3.Al inocular el microorganismo aislado en un huésped sano, este debe desarrollar la enfermedad. 9.4.El mismo microorganismo debe aislarse de nuevo a partir del huésped enfermo. 10. Robert Koch (1843-1910). Otros logros:

-

10.1. Descubrimientos de patógenos: 1876: Carbunco-Bacillus anthracis. 1882: Tuberculosis: Mycobacterium tuberculosis.

-

10.2. Métodos: 1876-1882. Medios sólidos, tinciones, desinfección y microfotografía. Gram: Tinción de Gram. Petri: Placa de cultivo. 11. El descubrimiento de los antibióticos: 11.1. 1929, A. Fleming: penicilina (Nóbel 1945) 11.2. 1944, S.A. Waksman: estreptomicina. 12. Los primeros ecólogos microbianos: 12.1. Sergei N. Winogradsky (1856-1953): microbiología del suelo. Organismos que oxidan hierro, azufre y amonio (concepto de quimiolitiotrofía). 12.2. Martinus W. Beijerinck (1851-1931): Fijadores de nitrógeno. Aislamiento de Rhizobium y bacterias sulfatadoras (medios de enriquecimiento).

5

13. El descubrimiento de los virus: 13.1. Charles Chamberland (1851- 1908) construye en 1884 un filtro de porcelana para bacterias. 13.2. 1892: Dimitri Ivanowski describe el agente filtrante de la enfermedad del mosaico del tabaco. 13.3. 1898-1900: Beijerinck describe el agente del VMT como un virus. 13.4. En el mismo periodo Loeffler y Frossch describen un virus filtrante como causa de la glosopeda bovina. 13.5. 1900 Walter Reed y la fiebre amarilla. 13.6. 1915 F.W. Twort/D´Herelle: bacteriófagos. 14. Los descubrimientos moleculares: 14.1. 1928 Griffith: Transformación en Streptococcus pneumoniae. 14.2. 1943 S.E. Luria y Delbrück: mutación. 14.3. 1944: Avery y col. El ADN es el material genético. 14.4. 1946: Beadle, Lederberg, y Tatum Conjugación en E. Coli. Premio Nobel 1958. 14.5. 1952 Zinder y Lederberg Transsucción bacteriana. 14.6. 1969 Temin, Baltimore & Dulbecco Retrovirus y transcriptasa. 15. La era de la Metagenómica. 15.1. 15.2. 15.3.

1977 Carl Woese, G. Fox Descubrimientos de las Archaea. 1983 Montagnier Descubrimiento del VIH. 1988 Descubrimiento de la PCR.

16. Ecología y evolución. 16.1. 1992 Fuhrman, DeLong Abundancia de Archaea en los océanos. 16.2. 1995 Venter&Smith. Secuencia completa de un genoma bacteriano. 16.3. 1994: Comunicación bacteriana: Quórum sensing. 16.4. 1999 TIGR y otros: más de 100 genomas secuenciados. 16.5. 2000 Nuevos tipos de fototrofía en los océanos. 16.6. 2001 Descubrimiento de una nueva diversidad eucariota en los océanos.

6

EL FUTURO DE LA MICROBIOLOGÍA. Nuevo resurgir de la microbiología. Nueva era de oro de la microbiología. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Nuevas enfermedades. Nuevos tratamientos y vacunas. Enfermedades crónicas y microorganismos. Mecanismos de patogenicidad. Alimentación y control ambiental. Ecología microbiana: nuevos actores microbianos en los ciclos de los elementos. 7. Biopelículas e interacciones microbio-microbio. 8. Genómica y metagenómica. 9. Microorganismos inusuales: extremófilos, simbiontes, etc.

LOS TRES DOMINIOS: ARCHAEA, BACTERIA Y EUKARYA. 1. Cuando se descubrieron los microbios (siglo XVIII) se incluyeron bien en el reino Plantae o en el reino Animalia. 2. Haeckel (1834-1919) siguiendo la teoría de Darwin propone por primera vez la existencia de un tercer reino Protista (1866) para incluir a los seres vivos uni ó pluricelulares que carecen de diferenciación en tejidos. 3. Las bacterias cianobacterias se denominaron Monera y se encuadraban dentro del reino Protista. 4. El reino Protista se dividió en Protistas inferiores (procariotas) y Protistas superiores (eucariotas). LAS DIFERENCIAS ENTRE EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS. PROCARIOTAS: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Una cadena de DNA circular cerrada. Ausencia de intrones. RNA policistrónico. RNA no procesado. Ausencia de membrana nuclear. No orgánulos verdaderos. Ribosomas 70S ( 50S y 30S). 7

EUCARIOTAS. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Varias cadenas DNA lineares con proteínas asociadas. Presencia de intrones. No RNA policistrónico. RNA procesado. Presencia de membrana nuclear. Orgánulos verdaderos. Ribosomas 80S (60S y 40S). Nucleolo.

Solo en procariotas. Caracteres positivos estructurales: 1. Pared celular de peptido-glicano ó mureína que en bacteria contiene ácido murámico. 2. Flagelo bacteriano formado por una sola fibra helicoidal de flagelina. 3. Presencia de vacuolas de gas. 4. Presencia de órganos especiales: clorosomas y carboxisomas. 5. Estructuras membranosas: fotosíntesis y fijación de nitrógeno. Solo en procariotas. Caracteres positivos fisiológicos y bioquímicos. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Fijación de nitrógeno. Capacidad para crecer a elevadas temperaturas. Quimiolitotrofismo. Utilización de PHB (poli-beta-hidroxibutirato). Existencia de anaerobios obligados. Fotosíntesis en aerobios y anaerobios.

No aparecen en procariotas: 1. Citoesqueleto (microtúbulos). 2. No esteroles*. DIFERENCIAS ENTRE ARCHAEA Y BACTERIA. 1. Pared celular: Archaea no tiene ácido murámico. 2. Lípido de membrana: Bacteria enlaces ester, AG no ramificados. Archaea: enlaces éter, AG ramificados. 3. Sensibilidad a antibióticos (Distintos ribosomas, RNA polimerasa). 4. Metanogénesis: Sólo en Archaea. 5. Fotosíntesis oxigénica: sólo en Bacteria (y Eukarya). 6. Fijación de nitrógeno y quimiolitotrofía: En ambas. 8

CARACTERÍSTICAS DE LOS VIRUS. 1. Definición clásica: parásitos intracelulares obligados de pequeño tamaño (filtrables). 2. Nuevas entidades acelulares: 2.1. Viroides: RNA monocatenario que causan enfermedades en plantas. 2.2. Priones (Prusiner, 1984): proteínas de pequeño tamaño. VIRUS VS ORGANISMOS CELULARES. ORGANISMOS CELULARES. 1. 2. 3. 4. 5.

DNA y RNA. Presencia de proteínas. Presencia de lípidos y polisacáridos. Presencia de enzimas. Sistemas de generación de energía.

VIRUS. 1. 2. 3. 4. 5.

DNA y RNA. Presencia de proteínas. Ausencia de lípidos (¿) y polisacáridos. Ausencia de enzimas (ó restringidos). Incapaz de producir energía.

9...