Ciencias de la Agricultura y de los Recursos Naturales

NOMBRE DEL CURSO                      : Microbiología Alimentaria y Ambiental

TRADUCCIÓN AL INGLÉS        : Food and Environmental Microbiology

SIGLA                                                   : BIO245G

CREDITOS                                     : 10

MÓDULOS                                     : 4

REQUISITOS                              : QIM200  y AGL203

CARÁCTER                                    : Mínimo

TIPO DE CURSO                                    : Curso de Pregrado perteneciente al Major de Agronomía

DISCIPLINA                                    : Ciencias de la Agricultura y de los Recursos Naturales        

PROFESOR                                     : Carolina Serrano

ENCARGADO

JEFE DE                         : Omar Vallejos Gálvez

AYUDANTES

SALAS                                : B201, Facultad de Ciencias Biológicas, Casa Central

                                : Laboratorio: Sala de Trabajos Prácticos, Casa Central

1. DESCRIPCION

Este curso teórico-práctico profundiza el estudio y el rol de los microorganismos en distintos ambientes de interés Agronómico profesional.  Los contenidos se enfocan en el estudio de las interacciones entre los microorganismos, su hospedero y el ambiente haciendo énfasis en importancia en el sector agrícola, ambiental, alimentario e industrial relacionado a la labor profesional del Agrónomo. Además se estudiaran aspectos básicos de inocuidad alimentaria de manera de relacionar el impacto de los microrganismos en la salud humana

1. OBJETIVOS

1. Identificar microorganismos y relacionarlos con su impacto en la salud vegetal, animal, el ambiente, la industria y la biotecnología.
2. Reconocer estructuras que diferencian bacterias y hongos, así como su metabolismo y actividad bioquímica, a través de pasos prácticos en el laboratorio.
3. Comprender las interacciones positivas y negativas de los microorganismos y su hospedero, enfatizando el  impacto en el sector agrícola.
4. Analizar el impacto de los microorganismos en la industria alimentaria y en la restauración ambiental.
5. Comprender los aspectos básicos de la inocuidad alimentaria, identificando los peligros microbiológicos asociados a la industria de alimentos.
6. Examinar  el potencial del uso de microorganismos en bioprocesos a través de la ejecución de un paso práctico en el laboratorio.

1. CONTENIDOS

1. Microbiología General

1.1. Historia de la Microbiología

1.2. El mundo microbiano

1.3. Diversidad Microbiana: Morfología, Metabolismo, Función.

1.4. Los dominios de la vida: Bacteria, Arquea, Eucaria.

1.2. Morfología Bacteriana

1.2.1 Tamaño, forma, agrupación

1.2.2. Estructura bacteriana y función: Pared celular, membrana externa, flagelo, espora, cápsula, pilus, ribosomas.

1.2.3. Citoplasma, ribosomas y membrana plasmática

1.3. Fisiología y Metabolismo bacteriano

1.3.1. Tipos nutricionales: autótrofos y heterótrofos.

1.3.2. Medios de cultivo y aislamiento de bacterias

1.3.3. Oxidaciones biológicas, respiración, Anaerobiosis, fermentaciones

1.3.4. Metabolismo del rumen

1.3.5. Metabolismo Transformaciones biológicas de elementos minerales: fósforo, azufre, hierro, etc (Quimiolitotrófía).

1.3.6. Fotosíntesis en procariontes

1.4. Control del crecimiento en bacterias

1.4.1. Crecimiento bacteriano y Curvas de crecimiento.

1.4.2. Factores que afectan el crecimiento microbiano

1.4.3. Antimicrobianos. Desinfección, antisepsia y antibióticos

1.5 Genética Bacteriana.

1.5.1. Conceptos básicos de Biología Molecular

1.5.2. Replicación, transcripción y traducción en procariontes

1.5.3. Conceptos básicos de Genética Microbiana

1.5.4. Genomas bacterianos, el cromosoma bacteriano y Plásmidios

1.5.5. Transferencia lateral de genes; Transformación, Conjugación, Transducción

1.6. Identificación de microorganismos en el ambiente

1.6.1. Ecología Microbiana

1.6.2. Biopelículas y crecimiento de los microorganismos en el ambiente

1.6.3. Cultivabilidad microbiana

1.6.4. Cronómetros evolutivos. Filogenia microbiana a partir de secuencias de ARN ribosómico.

1.6.5. Técnicas de identificación: dependiente de cultivo e independiente de cultivo

1.7. Virología básica

1.7.1. Morfología y Composición química

1.7.2. Clasificación y taxonomía viral

1.7.3. Ciclo de vida de los virus.

1.7.4. Estrategias de replicación viral

1.7.5. Clasificación de Baltimore. RNA +, RNA -, Retrovirus

1.8. Micología Básica

1.8.1. Generalidades, Levaduras y hongos filamentosos

1.8.2. Taxonomía y clasificación

1.8.3. Relación estructura-función.

1.8.4. Reproducción asexual y sexual

1.8.5. Ecología Fúngica.

2. Interacciones positivas entre microorganismos y plantas

2.1. Interacciones positivas entre bacterias y plantas: Bacterias promotoras del crecimiento de las plantas (PGPB)

2.1.1. Fijación Biológica del Nitrógeno. Importancia Ecológica y económica.

2.1.2. Organismos que fijan nitrógeno atmosférico. Fijadores libres y simbióticos (Rhizobium, Cianobacterias, etc.).

2.1.3. Proceso de Nodulación, Sistema de la Nitrogenasa y regulación.

2.1.4. Bacterias que promueven  la síntesis de auxinas,  inhibición de la síntesis de etileno, síntesis de sideroforos, entre otros

2.2. Interacciones positivas entre Hongos, plantas y algas

2.2.1. Micorrizas. Tipos, formas y distribución.

2.2.2. Fisiología y función de las micorrizas.

2.2.3. Rol nutricional de las micorrizas en la absorción de fósforo y de otros nutrientes

2.2.4. Líquenes, estructura y función y su rol ecológico

2.2.5. Los hongos como agentes de control biológico de plagas.  

3. Interacciones negativas entre microorganismos y plantas (Bacterias, Hongos y Virus)

3.1. Inmunidad Innata y Patrones moleculares asociados a patógenos  (PAMPS)

3.2. Modelo Gen por Gen, Respuesta compatible y respuesta Incompatible

3.3. Respuesta de Hipersensibilidad y Respuesta Sistémica Adquirida (SAR)

3.4. Mecanismos generales de patogenicidad de bacterias fitopatógenas

3.5. Mecanismos generales de patogenicidad viral

3.6. Modelo de estudio TMV: Movimiento célula a célula y desplazamiento a larga distancia

3.7. Propagación y diseminación de virus en plantas

3.8. Viroides

3.9. Silenciamiento génico post transcripcional y factores virales que inhiben este mecanismo.

3.10. Mecanismos generales y moleculares de patogenicidad fúngica: Hongos Biotróficos, Necrotróficos y Hemibiotróficos

4. Patogenicidad microbiana en animales

4.1. Enfermedades bacterianas, virales y parasitarias

4.2. Concepto de Zoonosis y enfermedades emergentes

4.2. Ejemplos: Lesptospirosis, Tuberculosis bovina, Brucelosis, Priones, Influenza Aviar, Carbunco,  Fiebre aftosa, Leucosis Bovina, Triquinosis y Teniasis.

5. Impacto de los microorganismos y la industria.

5.1. Característica de los microorganismos que se utilizan en la industria

5.2. Idiofase y Trofofase

5.3. Cultivos en Batch y Continuos

5.4. Escalamiento y Bioreactores

5.5.  Microbiología alimentaria: Vino, cerveza,  pan, alimentos cárnicos

5.6. Microbiología de la leche: yogurt, quesos

5.7. Biolixiviación bacteriana

5.8. Biodegradación de restos orgánicos. Aprovechamiento en aerobiosis y en anaerobiosis,

5.9. Procesos de compostaje y metanogénesis. Aplicaciones

5.10. Producción de polímeros bacterianos biodegradables, Antibióticos y enzimas.

5.11. Producción de Biocombustibles

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