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MICROBIOLOGIA

Definición

Es una ciencia biológica que estudia la estructura, fisiología, genética y ecología de los microorganismos (fungi, protistas y moneras).

Se estudia la microbiología para darle una aplicación socioeconómica.

Utiliza técnicas como: [pic 1][pic 2]

• Esterilizaciones
• Medios de cultivo            
• Análisis molecular          
• Análisis bioquímico

Desarrollo histórico

1. Período especulativo (3´a.C. – 1676)

• Se inicia desde los 3-2.5 millones de años a.C.
• El contacto con los microorganismos se inicia con las prácticas agrícolas y los procesamientos empíricos de los alimentos.
• Los primeros en aplicar directamente a los microorganismos fueron los sumerios, babilonios y egipcios.
• Girolamo Fracastoro, en el año 1546, sugiere que microorganismos invisibles eran causantes de enfermedades.
• Robert Hooke, en el año 1664, describe observaciones microscópicas de hongos.
• Antonie Van Leewenhoek, en octubre de 1676, publica su primer artículo sobre observaciones microscópicas de bacterias. A estos microorganismos los llamó “animálculos”.

1. Período de las observación (1676 – 1867)

• Tuvieron que pasar 200 años para que la microbiología se tome en cuenta ya que imperaba la teoría de la generación espontánea.
• Francesco Redi (1626 – 1698)

Lázaro Spallanzani (1729 – 1799)

John Tyndall (1820 – 1893)

Louis Pasteur (1822 – 1895)

Estaban en contra de la teoría de la generación espontánea.

1. Período de los cultivos (1867 – 1910 apr.)

• Robert Koch (1843 – 1910), fue fundamental en el desarrollo de la microbiología con el establecimiento de técnicas de aislamiento y medios de cultivo sólidos.

Utilizó el agar como medio sólido de cultivo. El agar es un polisacárido complejo que no es degradado por ninguna bacteria. Sirve como soporte, no como nutriente.

• Richard Petri, sugirió el uso de placas de vidrio para los medios de cultivo.
• Las mejores técnicas y medios permitieron el aislamiento e identificación de microorganismos.
• En 1876, Koch demostró que un microorganismo era el agente causante de enfermedades. Hizo estudios con ántrax.
• En el año 1883, Christian Gram, desarrolló empíricamente el método de tinción diferencial para bacterias que permite hacer una diferenciación básica (Gram + y Gram -).

Método de tinción diferencial para bacterias:

I etapa: se utiliza un colorante primario básico llamado “cristal violeta” por 30´.

II etapa: se coloca un mordiente (sustancia que incrementa la afinidad del colorante con la bacteria), el lugol.

III etapa: se aplica un decolorante (mezcla de alcohol – cetona).

IV etapa: se aplica un contrastante, la safranina.

Gram (+) son aquellas capaces de retener el colorante primario al final de la tinción de Gram.

Gram (-) son aquellas incapaces de retener el colorante primario al final de la tinción de Gram.

• A este período también se le conoce como el de los “cazadores de microbios”.
• Aún sin el conocimiento de los procesos inmunológicos, Pasteur desarrolló vacunas contra el ántrax, contra el cólera de las aves, contra la erisipela porcina y contra la rabia. Descubrió la técnica de atenuación de virulencia que se emplea en la fabricación de vacunas.

1. Período de la fisiología microbiana (1910 – 1940)

• Se pudo estudiar la fisiología y el metabolismo de las bacterias.
• Fue iniciado por Pasteur con sus estudios de cepas en la fabricación de vinos.
• Winogradski (1856 – 1956) y Beijenrick (1851 – 1931), relacionaron el metabolismo microbiano con las transformaciones biogeoquímicas del suelo. Desarrollaron técnicas de cultivo por enriquecimiento.
• Kluyver y Van Niel, estudiaron el metabolismo bacteriano y la fotosíntesis bacteriana respectivamente.
• A finales del siglo XIX con el conocimiento de la fisiología, se pudo producir económicamente a los microorganismos.
• En la Primera Guerra Mundial, Chain Weizmann, salvó a los aliados de la escasez de explosivos. Produjo a gran escala acetona a partir de la fermentación de granos amiláceos con Clostridium acetobutylicum.
• En 1923, se puso en funcionamiento la primera planta mundial de ácido cítrico por la empresa Pfizer que usaba la fermentación de sacarosa por Aspergillus Níger.
• En 1928, Alexander Fleming, descubre el carácter antibiótico del Penicillium notatum contra la bacteria Staphylococos aureus.
• Howard Florey y Ernst Chain, en plena Segunda Guerra Mundial, produjeron masivamente la penicilina.
• También se conoce como el período de la microbiología industrial.

1. Período de la genética microbiana (1941 – 1970)

• En 1941, Beadle y Tatum, probaron la relación entre los genes y las enzimas al encontrar mutantes auxotróficos.
• En 1944, Aveny, Mc Leod y Mc Carty, probaron que el DNA era la molécula hereditaria y que las bacterias podían transferir genes a través de la transformación genética.
• En 1946, Lederberg y Tatum, demostraron que algunas bacterias pueden transferir genes con contacto célula-célula.
• En 1952, Watson, Crack y Wilkings, propusieron el modelo estructural del DNA.
• En este período se inicia la utilización de los nuevos conceptos de la genética de microorganismos con el mejoramiento de las características culturales (cultivos) e incremento de las características metabólicas de los microorganismos.

1. Período de la biotecnología microbiana (1970 – actualidad)

• En el año 1973, se publicó un artículo en el que se expresaba que era posible introducir y expresar genes foráneos en bacterias. Ejemplo: el gen de la somatostatina (interviene en la regulación de la glucemia) se introdujo en E. coli. La insulina es producida por bacterias.
• Actualmente se producen de forma industrial varias proteínas humanas, vegetales y animales usando varios microorganismos.
• Se manipula genéticamente a los microorganismos para que mejoren el aroma de los vinos, para que detecten minas antipersonales (tabaco), para que produzcan licopeno (tomate), para que produzcan vacunas comestibles (contra el sarampión), arroz dorado que produce betacaroteno, árboles que descontaminan los suelos (fitoremediación).

CELULA PROCARIOTA: BACTERIAS

Características generales de los procariotas

• Son los más simples de todos los organismos vivientes conocidos.
• Constituyen el reino Monera (Whitacker, 1969).
• Carecen de envoltura nuclear, plastidios ni mitocondrias.

[pic 3]

• Lynn Margwlis, dice que todas las algas son protistas.
• Sistema de clasificación basado en dominios:

[pic 4]

• Son unicelulares, solitarios/coloniales.
• Nutrición: osmotrófica, quimiosintética, fotoorganótrofa, fotolitótrofa.
• Reproducción: asexual por fusión binaria

Parasexual

Protosexual

• Son inmóviles o móviles por flagelos.

[pic 5]

• Constituyen individuos aploides.

Morfología

• Varían en forma y tamaño:

Más pequeños: 100-200 nm = 0.1-0.2 u

Más grandes: 70 u

Ejemplos:

Oscilatoria → 8*50 u

Bacillus megatherium → 1.5*4 u

Escherichia coli → 1*3 u

Streptococcus pneumonial → 0.8 u de D

Epulopiscium fishelsoni → 50*600 u (más grande que un paramecio)

• Según su forma:

Esféricas → cocos

Alargadas → bacilos

Espiral → espirilos

Marcadamente espiraladas → espiroquetas

Alargadas con una curvatura → vibriones

Ovoides → cocobacilo

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