UNIDAD I INTRODUCCIN A LA MICROBIOLOGA

Antecedentes: Desarrollo histrico

Rama

de la biologa encarga del estudio de los microorganismos (del griego , micro , diminuto, pequeo y , bio, vida, ser vivo diminuto). Microorganismos: protozoos, virus, ciertos hongos (levaduras) y algas unicelulares.

La

microbiologa conjunto de disciplinas relacionadas (bacteriologa, la virologa y la parasitologa). Estudia, no slo la morfologa de los microorganismos, sino tambin su modo de vida, su metabolismo, su estructura molecular, sus propiedades patognicas y sus caractersticas antignicas (aquellas que pueden provocar una respuesta del sistema inmunolgico).

1.

2. 3. 4.

Periodo especulativo desde la antigedad hasta los primeros microscopios. Primeros microscopistas (1675-mediados del siglo XIX) Cultivos de microorganismos (hasta finales del siglo XIX) Hasta nuestros das: ciencias emancipadas (virologa, inmunologa etc.)

conoca las actividades microbianas sin saber nada de los microorganismos (alcohol, pan y derivados lcteos). (96-55 a.C.) Lucrecio semillas de enfermedad (1546) Giromalo Frascatorius enfermedades contagiosas se deben a grmenes vivos Se

(1684) Anton Van Leeuwenhoek: microscopio simple (1675) descubrimiento de los microorganismos animaculos (1683) describe bacterias Describe protozoos Robert Hokke Microscopio compuesto Describe hongos filamentosos (1667) Descubre la est. Cel. Acuando el nombre de Clula

Ideas

asumidas desde Aristoteles Francesco Redi (1668) experimentos para descartar la generacin espontanea. Disputa entre Spallanzani y Needham Needham hierve carne y la deja en recipiente abierto Spallanzani repite el exp. Pero tapando los recip. Aire fuerza vital

Franz Schulze pas el aire a travs de unas soluciones cidas fuertes hacia el interior de un recipiente con carne hervida 1837 Theodor Schwann pas el aire a travs de tubos calientes. No hubo crecimiento sin embargo se alego que esos procedimientos alteraban el aire impidiendo la generacin espontanea. 1836

Pasteur

(1860) termina la polmica sobre la generacin espontanea Teora biognica. Matraces de vidrio con cuello de cisne

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teoras sobre el origen de las fermentaciones: qumica y biolgica. Pasteur (1857) llamada a resolver un problema de las destileras de Lille. Bacterias fermentacin lctica. (1860) Levaduras la fermentacin alcohlica. Descubre la fermentacin butrica (glcidos cido butrico) acuo los trminos aerobiosis y anaerobiosis. MICROBIOLOGA APLICADA

(1897)

Buchner a partir de levaduras preparacin enzimtica (zimasa) Fermentacin. Ambos enfoques biolgico y qumico. Fermentacin procesos qumicos catalizados por enzimas presentes dentro de cel. Vivas estudiados extracelularmente. Bioqumica especializa enzimologa

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teoras sobre la forma de los organismos: pleomorfismo y monomorfismo. Cultivos puros: Lab. De Robert Koch medios slidos a base de rodajas de patata. Brefeld medio slidos a base de gelatina para aislar hongos.

1882

Walter Hesse introduce agar-agar como agente solidificante.

Petri

(en el laboratorio de Koch) inventa la caja petri. diferenciales y de enriquecimiento.

Medios

Koch

lentes acromticas mejoradas e iluminacin inferior con condensador. Abb (1878) desarroll el objetivo de inmersin en aceite. Tinciones para observar bacterias Koch (azul de metileno, fuchsina y violeta cristal) 1882-1883 Ziehl y Neelsen mtodo cidoalcohol para teir Mycobacterium tuberculosis. 1884 Christian Gram tincin de contraste (tincin de gram).

Pasteur enfermedad del gusano de seda(pebrina). 1869 identifica al protozoo nosema bombycis. Davaine(1863-1868) sangre de ganado afectado por carbunco grandes cantidades de microorganismos. Koch (1876) con su tcnica de cultivo puro asla y propaga experimentalmente por primera vez una bacteria patgena responsable del carbunco o ntrax.

Primeras

microfotografas de Bacillus anthracis teido con azul de metileno.

Confirma

fase resistente de la bacteria (endosporas). experimental de la enfermedad al reinocular bacilos a animales de laboratorio.

Reproduccin

El

agente patgeno debe estar presente en los individuos enfermos El microorganismo debe poder aislarse del husped enfermo en cultivo puro. El microorganismo crecido en cultivo puro, al inocularse en animales sanos, induce en ellos la enfermedad. De estos animales experimentales inoculados y ya enfermos se puede volver a aislar el microorganismo.

La escuela de Koch asla numerosos agentes patgenos. Clera (1883) Difteria (1884) Ttanos (1885) Neumona (1886) Meningitis (1887) Peste (1894) Sfilis (1905)

Introduccin

de anestesia a mediados del siglo XIX infecciones quirrgicas. Lister uso de fenol y sales de mercurio (asepsia en el quirfano) Paul Ehrlich bala mgica- derivados del atoxilo compuesto 606 Salvarsn efectivo contra la sfilis quimioterapia. Dogmak (1935) rojo de prontosilo contra neumococos poca de las sulfamidas

Fleming

(1929): extracto puro de penicilina (Penicillium notatum). Chain y Florey (1940) purificacin de la penicilina. Uso en la segunda guerra mundial. Descubrimiento estreptomicina (Waksman, 1944) Streptomyces griseus. Tras la guerra se descubren numerosos antibiticos, producidos sobre todo por los actinomicetos.

winogradsky 1888 bacterias de hierro crecen en medios minerales 1889 bacterias de azufre oxidan sulfuros o azufre y obtienen energa de ello litotrofa. 1890 bacterias nitrificantes fijan CO2 con la energa de la oxidacin del amonio o nitrato autotrofa. Sergei

Winogradsky Primer

aislamiento de bacteria fijadora de nitrgeno (Clastridium pasteurium) Explica el ciclo del nitrgeno en la biosfera. Beijirink Descubre Azobacter (1901) Demuestra que incorpora el N en la atmosfera (1909)

Papel

de Rhizobium simbiosis fijadora de N de las leguminosas( Hellriegel y Willfaht 1888, Beijerink 1888). de la microbiologa agrcola a las universidades y estaciones experimentales.

Incorporacin

Pasteur

1880 Clera aviar (Pasteurella aviseptica) Inoculacin en gallinas con cultivos viejos poco virulentos las protega de contraer la enfermedad primera vacuna de microorganismos atenuados Bacillus anthracis atenuado por incubacin a 45 C inmunidad a ovejas expuestas a contagio por carbunco.

Inmunizacin

contra la rabia extractos medulares de animales infectados expuestos al aire perdan virulencia. 1 vacunacin antirrbica en humanos 6 julio de 1885. Instituto Pasteur Salom y smith (1886) perfeccionan los mtodos de Pasteur producir y conservar ms fcilmente los sueros tipificados contra la peste porcina.

Respuesta

inmune??? Ilya Ilich Mechnikov

(1883) Fagocitosis (estrellas de mar y englobamiento de partculas por leucocitos de conejos) eliminacin de agentes patgenos por medio de cel. devoradoras (fagocitos) en animales vacunados Leucocito

fagocitando bacterias

(1900)Fagocitos

enzimas (= fermentos digestivos) ncleo de la teora de la inmunidad celular Emil Von Behring y Shibasaburo Kitasato toxinas de ttanos y difteria cuerpo produce antitoxinas (anticuerpos) neutralizaban las toxinas de forma especifica (1899) Ehrlich 1900 Teora de las cadenas laterales especifica de los anticuerpos. R. Kraus 1987 visualiza por primera vez una reaccin antgeno-anticuerpo.

Karl

Landsteiner descripcin mediante reacciones de aglutinacin del sistema de antgenos naturales de los eritrocitos humanos (1901-1902) Inmunologa nace- Bernstein 1921 describe el modelo de transmisin hereditaria de los 4 gpos. Sanguneos principales A, B, A-B y O Actualidad: produccin de anticuerpos monoclonales Genes antimicrobianos

(1892) Dimitri Iwanovski enfermedad del mosaico del tabaco reproducida experimentalmente (atravesaban los filtros de porcelana) Beijerink virus filtrables Virus (1998) Loeffer y Frosch virus en animales (1998) (1901) Redd 1 er. Virus humano (fiebre amarilla) (1911) Landsteiner y Pope virus de la poliomielitis.

(1915)

F. W. Twort virus bacterianos (1917) Flix DHerelle bacterifago (lisis) (1927) Barnad 1 fotografa de virus (1939) primera fotografa de virus en microscopio electrnico Wendell M Stanley (1935) estudio de composicin y estructura purificacin y cristalizacin (1967)T. O. Diener viroides (ARN desnudo infectivo para plantas) (1981) Prusiner priones (partculas protecas sin Mat. Gen. enfermedades en mamferos)

Todos

los organismos no visibles a simple

vista. Entidades subcelulares (virologa) Procariotas (bacteriologa) Protozoos (protozoologa) Hongos microscpicos (micologa) Microalgas (Ficologa)

de tamao microscpico Organizacin biolgica sencilla Acelular (virus) Celular pero sin diferenciacin de tejidos Unicelulares Cenocticos Coloniales Pluricelulares SV

Bsico Estructura y funcin Fisiologa Gentica Taxonoma Ecologa Aplicaciones mdicas, industriales, etc. Efectos beneficiosos: biotecnologa microbiana Tcnicas de estudio, manejo y control de microorganismos.

Finales

del siglo XVIII Plantae

Algas Hogos infusorios Animalia

XIX infusorios gpo. Muy heterogneo 1866 Haeckel rbol filogentico 3 reinos: Animalia Plantea Protista SV sencillos, fotosintticos o no, mviles o no (Protozoos, algas, hongos, mneras=bacterias) Siglo

Mediados

del siglo XX Tcnicas de microscopia electrnica y bioqumicas demuestran la diferencia de las bacterias con el resto de los microorganismos. 1974 Manual Bergeys clasificacin debe reconocer el mximo nivel de dos reinos: Prokaryotae

(Cianobacteria y Bacteria) rodeado por membrana Eucariotae nucleo autentico

mat . gen. no

incorporan en taxonoma los mtodos de biol. Molecular (secuenciacin de ARN ribosmico y genmica). Procariotas se dividen en dos grupos: Eubacterias y Arqueobacterias. Se

La

palabra procariota viene del griego ('pro' = previo a, 'karyon = ncleo) y significa pre-ncleo. Unicelulares muy pequeos Eubacterias (donde se encuentran la mayora de las bacterias) y las archaeas (bacterias littrofas que viven en ambientes extremos).

El

trmino eucariota hace referencia a ncleo verdadero (del griego: 'eu' = buen, 'karyon = ncleo). algas, protozoos, hongos, plantas superiores, y animales. Este grupo de organismos posee un aparato mittico, que son estructuras celulares que participan de un tipo de divisin nuclear denominada mitosis

Procariotas Genforo Un solo cromosoma ADN circular No membrana nuclear ( no hay ncleo autntico) Replicacin: no mitosis Organelos No organelos de tipo eucaritico No citoesqueleto Ribosomas de tipo 70 s

Eucariotas Nucleoplasma Varios cromosomas ADN cadena doble lineal (terminado en telmeros) Replicacin: mitosis Organelos: Organelos (mitocondrias, cloroplastos, retculo endoplsmico, aparato de Golgi, lisosomas... Citoesqueleto Ribosomas tipo 80s

70s .- tpicos de procariotas y de cloroplastos y mitocondrias. 80s.- en eucaritas

Crear

un marco taxonmico (con sus normas de nomenclatura). Morfologa y fisiologa comparada Variabilidad y herencia gentica Gentica molecular biologa molecular Evolucin Ecologa Bioqumica enzimas, metabolismo energtico microbiano, coenzimas.