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Microbiología industrial

Microbiología industrial. Microbiología industrial. Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología Desarrollo histórico Empírico Científico Ingeniería Genética Objetivos Productos y Procesos Principales productos: Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos

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Microbiología industrial

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Presentation Transcript

  1. Microbiología industrial

  2. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

  3. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

  4. Conceptos • Microbiología • Estudio microorganismos e interacciones • Microorganismos • Grupo extenso de organismos microscópicos • Capaces de vivir sólos en la naturaleza • Microbiología industrial • Estudio de µø con aplicación industrial • Mejora de µø: Mutación y selección • Moderna biotecnología • Crear microorganismos

  5. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

  6. Empírico • 6.000 a.C. Cerveza de Sumerios y Babilonios • 4.000 a.C. CO2 de levaduras para pan Egipcios • 2.000 a.C. Cultivo de uvas para hacer vino • 1521 d.C. Aztecas cultivan algas en lagos como alim. • 1.680 d..C. van Leeuwenhoek observa µø • 1.798 d.C. Jenner inicia proyecto de vacunación • 1.861 d.C. µø del aire y biogenesis: Pasteur • 1.863 d.C. Pasteur inventa pasteurización • 1.876 d.C. Fermentaciones por µø :Pasteur • 1.876 d.C. Enfermedades por µø : Koch

  7. Antigüedad fermentación • Relieve tumba ejipcia 2.400 a.C. • Grano (cebada, trigo) deshacer y moler • Masa y horno • Fermentacion cerveza, jarras

  8. Empírico • 6.000 a.C. Cerveza de Sumerios y Babilonios • 4.000 a.C. CO2 de levaduras para pan Egipcios • 2.000 a.C. Cultivo de uvas para hacer vino • 1521 d.C. Aztecas cultivan algas en lagos como alim. • 1.680 d..C. van Leeuwenhoek observa µø • 1.798 d.C. Jenner inicia proyecto de vacunación • 1.861 d.C. µø del aire y biogenesis: Pasteur • 1.863 d.C. Pasteur inventa pasteurización • 1.876 d.C. Fermentaciones por µø :Pasteur • 1.876 d.C. Enfermedades por µø : Koch

  9. Observación de los µø • Leeuwenhoeck (1632-1723) • sus microscopios(250 de 300x) • animalículos

  10. Empírico • 6.000 a.C. Cerveza de Sumerios y Babilonios • 4.000 a.C. CO2 de levaduras para pan Egipcios • 2.000 a.C. Cultivo de uvas para hacer vino • 1521 d.C. Aztecas cultivan algas en lagos como alim. • 1.680 d..C. van Leeuwenhoek observa µø • 1.798 d.C. Jenner inicia proyecto de vacunación • 1.861 d.C. µø del aire y biogenesis: Pasteur • 1.863 d.C. Pasteur inventa pasteurización • 1.876 d.C. Fermentaciones por µø :Pasteur • 1.876 d.C. Enfermedades por µø : Koch

  11. Vacunación • Viruela • Jenner (1798) • Cólera gallinas • Pasteur(1880) • Carbunco • Rabia • Pasteur (1885)

  12. Empírico • 6.000 a.C. Cerveza de Sumerios y Babilonios • 4.000 a.C. CO2 de levaduras para pan Egipcios • 2.000 a.C. Cultivo de uvas para hacer vino • 1521 d.C. Aztecas cultivan algas en lagos como alim. • 1.680 d..C. van Leeuwenhoek observa µø • 1.798 d.C. Jenner inicia proyecto de vacunación • 1.861 d.C. µø del aire y biogenesis: Pasteur • 1.863 d.C. Pasteur inventa pasteurización • 1.876 d.C. Fermentaciones por µø :Pasteur • 1.876 d.C. Enfermedades por µø : Koch

  13. Esterilización del aire - ácido (Schulze 1936) - calor (Schwann 1837) - algodón (Schroder 1854) - cuello de cisne (Pasteur 1861

  14. Empírico • 6.000 a.C. Cerveza de Sumerios y Babilonios • 4.000 a.C. CO2 de levaduras para pan Egipcios • 2.000 a.C. Cultivo de uvas para hacer vino • 1521 d.C. Aztecas cultivan algas en lagos como alim. • 1.680 d..C. van Leeuwenhoek observa µø • 1.798 d.C. Jenner inicia proyecto de vacunación • 1.861 d.C. µø del aire y biogenesis: Pasteur • 1.863 d.C. Pasteur inventa pasteurización • 1.876 d.C. Fermentaciones por µø :Pasteur • 1.876 d.C. Enfermedades por µø : Koch

  15. Fermentación • Putrefacción y fermentación • µo : causa o consecuencia • Actividad microbianan (Pasteur 1857-1876) • Fermentación alcohólica: medio ácido • pasteurización (calentar 50-60º) • inóculos • Fermentación láctica: medio neutro • Fermentación anaerobia • Alteraciones

  16. Empírico • 6.000 a.C. Cerveza de Sumerios y Babilonios • 4.000 a.C. CO2 de levaduras para pan Egipcios • 2.000 a.C. Cultivo de uvas para hacer vino • 1521 d.C. Aztecas cultivan algas en lagos como alim. • 1.680 d..C. van Leeuwenhoek observa µø • 1.798 d.C. Jenner inicia proyecto de vacunación • 1.861 d.C. µø del aire y biogenesis: Pasteur • 1.863 d.C. Pasteur inventa pasteurización • 1.876 d.C. Fermentaciones por µø :Pasteur • 1.876 d.C. Enfermedades por µø : Koch

  17. Enfermedades y µø • Koch causa carbunco: bacteria • Cultivo puro • Postulados de Koch (1876) • Presente enfermos y no en sanos • Aislado en cultivo puro • Reproducción experimental • µø en enfermedad experimental • Especificidad biológica

  18. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

  19. Científico • 1914. Producción de acetona por µø (Weizman) • 1928. Fleming descubre Penicilina • 1936. Ácido cítrico producido por fermentación • 1938-40 Florey y Chain trabajan con penicilina • 1944. Producción industrial de penicilina • 1950. Producción industrial de nuevos antibiótic

  20. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

  21. Biología molecular • 1953. Doble hélice de ADN (Watson y Crick) • 1955. Estructura primaria de proteina (insulina) • 1956. ADN polimerasa de Kornberg • 1960. Descubrimiento del ARN mensajero • 1964. Código genético (Ochoa y Nirenberg) • 1968. Aislamiento de un gen por hibridación • 1973. Tecnología ADN recombinante (Cohen, Berg…) • 1979. Producción de insulina humana por E. Coli • 1981. Animales transgénicos • 1990. Terapia génica utilizada deficiencia ADA • 1995. Venta de tomate y soja transgénicos

  22. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

  23. Algunos Objetivos • Usar µø en producción pan,vino, cerveza, yogurt • Convertir subproductos en productos útiles antibióticos • Conservar con ayuda de los µø encurtidos, chucrut, queso • Producir sustancias de los µø ác. orgánicos, medicamen • Cambiar el ADN del µø bacterias recombinantes producción de hormonas • Integración procesos biológicos biodetergentes, tratamiento aguas residuales

  24. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

  25. Principales productos • Metabolitos primarios y secundarios • Antibióticos, aminoácidos, ác. orgánicos • Productos industriales • Etanol, acetona, butanol, enzimas • Aditivos alimentarios • Aa (lisina), ác cítrico, vitaminas, nucleótidos • Medicamentos • Antibióticos, esteroides, alcaloides, hormonas, factores, ... • Biocombustibles • Metano, etanol, hidrógeno

  26. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

  27. Bioconversiones • Biotransformaciones por µø • µø = biocatalizadores • Por µø intactos o por enzimas libres • Inmobilizacion de µø y enzimas • Métodos de atrapamiento iónico, covalente y físico • Muchos procesos utilizan µø inmobilizados • Esteroides, antibióticos, aa, vitaminas, enzimas, etc.

  28. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

  29. Ingeniería Genética y Metabólica • Diseño de nuevas proteinas y péptidos • Ingeniería de proteinas • Proteinas modificadas • Ingenieria metabólica • Reestructuración de las redes metabólicas • Modificación de la expresión de los genes

  30. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

  31. Biotecnología evolutiva • Mutación dirigida o adaptativa • Obligar a los µø a desarrollar rasgos deseables • Evolución dirigida de enzimas industriales

  32. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

  33. Otros productos • Bioinsecticidas • Bacillus thuringiensis • Biopolimeros • Producidos por µø • Estabilizantes, gelificantes, formadores de films • Dextrano, xantano, pullulano, ciclodextrinas • Biosurfactantes • Para emulsificación, humectación, dispersión de fase, solubilización

  34. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

  35. Biodegradación • Descomposición mediada por µø • Biorreparación • Utilización µø para eliminar contaminantes • Biorreparación intrínseca • Biorreparación dirigida (Vertidos petróleo) • Adicción de nutrientes • µø degradadores conocidos • µø desarrollados por ingeniería genética • Biolixiviación • Recuperación de metales (cobre , uranio, etc) • Thiobacillus ferrooxidans oxidación a forma soluble • Recuperación mediante precipitación

  36. Biodeterioro • Control de biodegradación • Degradación de papel y madera • Uso de biocidas • Degradación de textiles y cueros • Corrosión de metales • Disolución de hormigón • Tiobacilos (Thiobacillus thiooxidans) • Biodeterioro de pinturas • Combustible de reactores • Cladosporium resinae. ‘Hongo del queroseno’

  37. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

  38. Biosensores • Bioelectrónica • µø + electrodos • Reacciones biológicas --- corrientes eléctricas • Detección de : • Iones • Moléculas • Enzimas • bacterias

  39. Microbiología industrial • Conceptos Microbiología industrial y Biotecnología • Desarrollo histórico • Empírico • Científico • Ingeniería Genética • Objetivos • Productos y Procesos • Principales productos:Antibióticos, aminoácidos, ácidos orgánicos • Bioconversión y biocatalizadores • Ingeniería genética y metabólica • Biotecnología evolutiva • Bioinsecticidas, biopolímeros, biofertilizantes • Biodegradación y su control • Biosensores

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