Introduccion Ala Microbiologia

CONCEPTO Y ALCANCE DE LA MICROBIOLOGÍA

La microbiología es el estudio de los microorganismos, de su biología, su ecología y, en nuestro caso su utilización en la producción de bienes agrícolas o industriales y su actividad en la alteración y deterioro de dichos bienes. Esta definición hace necesaria la de tres conceptos que se incluyen en ella: microorganismo, biología y ecología. El conocimiento de la biología y la ecología microbiana son imprescindibles para poder comprender de qué forma los microorganismos interaccionan con los seres humanos y qué tipos de relaciones establecen con ellos.

Por microorganismo entendemos cualquier organismo vivo que no sea visible a simple vista. Esta definición operativa no incluye los hongos, tanto inferiores como superiores, ni las algas aunque ambos grupos son considerados microorganismos porque su organización es esencialmente unicelular (las células que los constituyen mantienen un alto grado de autonomía entre sí). Por otra parte, organismos pluricelulares pueden ser de tamaño tan pequeño que entren dentro de la definición anterior sin dejar por ello de ser estructuralmente tan complejos como cualquier animal superior.

En nuestro curso nos centraremos principalmente en bacterias, virus y hongos.

Dentro de la biología de los microorganismos estudiaremos su estructura, metabolismo y genética. La estructura de los microorganismos condiciona de forma muy importante su metabolismo. El metabolismo es el conjunto de reacciones de utilización de los alimentos y de producción de energía (catabolismo) que permiten a los microorganismos crecer y multiplicarse (anabolismo) y, como consecuencia, alterar el ambiente en el que se encuentran. La genética nos permitirá conocer el proceso de transmisión de la información que permite el desarrollo de un microorganismo con una morfología y un metabolismo determinado; esta transmisión de información puede ocurrir entre unas células y sus descendientes (transmisión vertical) o entre células que conviven en un mismo ambiente

y que pueden no estar relacionadas genealógicamente (transformación, conjugación y transducción).

La ecología microbiana estudia cómo se relaciona un microorganismo con el ambiente que lo rodea, utilizando los nutrientes que encuentra y produciendo desechos que lo alteran de forma substancial. Esta alteración del ambiente puede tener valoraciones diferentes desde el punto de vista humano: por un lado, la alteración producida por ciertos grupos bacterianos o fúngicos son de interés en la producción de alimentos; mientras que las producidas por otros grupos dan lugar a procesos patológicos. Ambos tipos de alteraciones, en cualquier caso, sólo tienen una valoración desde el punto de vista humano sin que se diferencien desde el punto de vista ecológico.

Interacciones entre microorganismos

Un aspecto adicional a considerar en la ecología microbiana es el referente a los tipos de interacción que pueden establecer los microorganismos entre sí y con los seres humanos.

Los microorganismos están presentes en todos las superficies exteriores de los utensilios, en el aire, en el agua, en los alimentos y en las cavidades internas del cuerpo que tienen conexión con el exterior (tracto respiratorio y tracto digestivo). En condiciones normales, los órganos y cavidades internas carecen de microorganismos son estériles (estéril significa libre de microorganismos). De la misma manera, el interior de los músculos o de cualquier tejido sólido está estéril.

Los microorganismos no se encuentran aislados, sino que su número suele ser muy elevado por unidad de volumen o por unidad de superficie. Por consiguiente, allí donde se encuentran son muy abundantes. Además suelen formar agrupaciones de varios microorganismos que interaccionan entre sí: unos pueden usar como alimento los productos residuales de otros, o pueden ser atacados por los vecinos que compiten por el mismo alimento. Estas interacciones dan lugar a sucesiones de microorganismos: la microflora de una superficie, de un alimento o del interior de una cavidad abierta del cuerpo puede variar con el tiempo.

Microorganismos como agentes geoquímicos

Desde la época de los estudios de Winogradsky se sabe que los microorganismos realizan unas funciones geoquímicas de gran importancia. Citaremos únicamente dos ejemplos: el nitrógeno disponible para la formación de materia orgánica lo es porque microorganismos de género Rhizobium son capaces de producirlo en su forma biológicamente utilizable a partir del nitrógeno atmosférico inutilizable por plantas o animales.

El segundo ejemplo se remonta a eras geológicas anteriores en las que la atmósfera del planeta era fuertemente reductora; la acción de bacterias fotosintéticas generó niveles de oxígeno suficientes para que la atmósfera pasara a ser oxidante y permitiera el desarrollo de los organismos aeróbicos que conocemos.

Microorganismos en los alimentos

La importancia de los microorganismos en los alimentos es más evidente. La producción de alimentos por técnicas microbiológicas es una actividad de larga historia: los microorganismos alteran los constituyentes de los alimentos de forma que los estabilizan permitiendo su mayor duración y, además, proporcionan compuestos que confieren sabores característicos a los alimentos por ellos producidos. Esta faceta se complementa con la acción de microorganismos alterantes de los alimentos y responsables de su deterioro de forma que se hagan inaceptables por los consumidores.

Desde el punto de vista sanitario, los alimentos pueden ser vehículos de infecciones (ingestión de microorganismos patógenos) o de intoxicaciones (ingestión de toxinas producidas por microorganismos) graves. En este sentido se han desarrollaron las técnicas de control microbiológico de alimentos.

Entre las enfermedades que se transmiten a través de los alimentos se encuentran principalmente enfermedades bacterianas que discurren con patologías gastrointestinales preferentemente, aunque no podemos olvidar enfermedades víricas y parasitarias.

Entre las intoxicaciones, se producen intoxicaciones agudas de gravedad variable e intoxicaciones crónicas que conducen a generalmente problemas hepáticos.

Los microorganismos en biotecnología

En los últimos años se ha incrementado la utilización de microorganismos en aplicaciones biotecnológicas; esto es, en la utilización de nuestros conocimientos sobre la biología molecular y la genética de los microorganismos para poder dirigir en ellos la producción de compuestos de interés (fármacos, anticuerpos) y para el desarrollo de técnicas bioquímicas de diagnóstico molecular, por ejemplo.

Unidad de la Biología

Es importante tener en cuenta que todos los seres vivos que se encuentran en nuestro planeta comparten sus principales características: los sistemas de almacenamiento y transmisión de la información genética, las principales rutas metabólicas y los mecanismos básicos de obtención y manejo de la energía son esencialmente idénticos en bacterias, hongos, plantas y animales.

Esta identidad apoya la hipótesis de que todos los seres vivos proceden de uno inicial (tienen un antepasado común) del que, por evolución, han ido apareciendo de forma genealógica secuencial todos los demás. Por otra parte, esta identidad tiene dos consecuencias prácticas: (1) el estudio de unos organismos permite aprender características de otros cuyo estudio es más difícil (por ejemplo, se pueden estudiar enfermedades humanas usando hongos como modelo), y (2) los conceptos de ciencias básicas como la microbiología, genética, bioquímica o fisiología vegetal se integran en los de otras aplicadas tales como la mejora genética, procesos biológicos de industrias, filotecnia, protección de cultivos, etc.; formando un conjunto coherente.

CÉLULAS PROCARIÓTICAS Y EUCARIÓTICAS

Organismos eucarióticos son aquellos en cuyas células puede diferenciarse un núcleo que contiene el material genético separado de un citoplasma en el que se encuentran diferentes orgánulos celulares.

Los microorganismos eucarióticos más relevantes en agronomía son los hongos unicelulares o pluricelulares.

Organismos procarióticos son aquellos en los que no existe la separación entre núcleo y citoplasma. Dentro de este grupo se incluyen las bacterias, a las que dedicaremos la mayor parte del curso.

Mención aparte merecen los virus, partículas inanimadas de material genético protegido por capas más o menos complejas de proteínas y lípidos. Carecen de actividad metabólica cuando se encuentran libres.

En general, las células procarióticas son más simples que las eucarioticas ya que estas contienen membranas internas que diferencian órganos celulares (aparato de Golgi, retículo endoplásmico, vacuolas, etc.) no presentes en las células procariotas. En estas el citoplasma es continuo y en él se encuentra los encargados de la traducción del mensaje genético en proteínas.

Las células eucarióticas son el resultado de una simbiosis establecida hace muchos millones de años entre células procarióticas (que han dado lugar a las mitocondrias y a los cloroplastos) y un núcleo eucariótico (el núcleo de nuestras células). A causa de esta simbiosis, ciertos agentes quimioterápicos que son activos frente a procariotas pueden resultar tóxicos para eucariotas al interaccionar con sus mitocondrias.

TIPOS MORFOLÓGICOS EN BACTERIAS Y EN MICROORGANISMOS EUCARIÓTICOS

La forma de las bacterias puede ser esférica (cocos), cilíndrica (bacilos), de coma (vibrios)

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