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INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA

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INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA

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INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA

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  1. INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA M. Paz UMG-2013

  2. ¿Qué es la microbiología? • Estudio de los organismos microscópicos • 3 palabras griegas: mikros (pequeño), bios (vida) y logos (ciencia) estudio de la vida microscópica • Surgió como ciencia tras el descubrimiento y perfeccionamiento del microscopio.

  3. ¿Qué son los microorganismos? • Organismos que no pueden ser observados a simple vista, al menos en parte de suciclo. • Organismos que viven como células aisladas o entidades que contienen ácidos nucleicos capaces de replicarse, por lo menos en parte de su ciclo. • Incluidos: algas, hongos, protozoarios y bacterias

  4. Ramas de la Microbiología

  5. ¿Cómo afectan nuestra vida? • Diversos tipos de microorganismos son causantes de enfermedades y abundan casi en cualquier lugar por lo que permanentemente estamos expuestos a un contagio. • Pueden afectarnos en el aspecto económico ya que le producen enfermedades a los animales y a las plantas dañando las cosechas y las clases de ganados y otros animales domésticos que sirven como fuente de alimento.

  6. ¿Cómo afectan nuestra vida? • M.O. de utilidad industrial: más de cien especies microbianas son usadas en la producción de sustancias que no pueden ser obtenidas de forma más fácil o más barata por otros medios. • Ventajas: tamaño, alta tasa metabólica, posibilidad de cultivarse a gran escala, estabilidad genética, etc.

  7. ¿Cómo afectan nuestra vida? • M.o. en la producción de alimentos: lácteos • Biotecnología • alcohol producido por levaduras • ácido oxálico utilizado en tintes y colorantes. • ácido acrílico utilizado como intermediario en la producción de plásticos. • ácido láctico empleado para acidificar alimentos y como anticongelante. • ácido acético • Enzimas para aplicaciones tan diversas • conversión de harina de maíz en miel utilizada como endulcorante • Industria farmacéutica: antibióticos, hormonas (insulina y GH), factores de crecimiento, interferón, eritropoyetina, etc.

  8. Epidemias • Descritas a lo largo de toda la historia de la humanidad. • Atribuidas en la antigüedad a hechizos o magia. • SIN EXPLICACIÓN HASTA EL SIGLO XVII.

  9. Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) Sus primeros dibujos fueron publicados en 1684

  10. Robert Hooke (1635-1702)

  11. Lazzaro Spallanzani (1729-1799)

  12. Robert Koch (1843-1910) • Iniciador de la bacteriología médica moderna. Estudió botánica, física y matemáticas y MEDICINA. • Otros intereses: arqueología, antropología, las enfermedades ocupacionales, como el envenenamiento por plomo, y la bacteriología.

  13. Postulados de Koch

  14. Louis Pasteur (1822-1895) • Químico y biólogo francés fundador de la microbiología. • Comenzó investigando los procesos de fermentación del vino y la cerveza y descubrió la existencia de las bacterias que interferían en este proceso. • En 1861 introdujo los términos de aeróbico y anaeróbico. • Introdujo el término “virus” sin hacer distinción y “vacuna” en honor a Jenner • Desarrolló vacunas que consiguieron salvar miles de vidas: cólera aviar, antrax y rabia

  15. Ferdinand Julius Cohn (1828-1898) • Considerado fundador de la microbiología moderna y padre de la bacteriología. • En 1872 propuso la clasificación de las bacterias: género, especie y variedades. • Describió otros microorganismos patógenos transmitidos por agua contaminada, distintos al V. cholerae

  16. Otros eventos importantes del siglo XIX • 1878: Joseph Lister publica sus estudios sobre la fermentación de la leche Bacterium lactis • 1879: Albert Neisser identifica al agente causal de la gonorrea • 1880: Alphonse Laverin encuentra al parásito de la malaria en glóbulos rojos. • 1881: Paul Erlich utiliza el azul de metileno

  17. Siglo XX • Aerobiosis y anaerobiosis • En 1938: invención del microscopio electrónico: virus • Técnicas moleculares: secuenciación del ácido desoxirribonucleico (ADN). • Descubrimiento de los priones por Stanley Prusiner y su equipo en 1982 ha abierto una vía de estudio dentro de la microbiología (simples proteínas desprovistas de material genético) • En 1988 KaryMullis utiliza la enzima de Thermusaquaticuspara estabilizar la PCR (premio Nobel en 1993)

  18. Alexander Fleming (1881-1955) • Descubrió que algunas colonias crecidas de S. aureus eran destruidas por el crecimiento del hongo Penicillium • Realizó la extracción del compuesto activo: penicilina

  19. Karl Woese (1928-

  20. Por análisis de rARN 16S

  21. Stanley B. Prusiner 1997 • California, EEUU • Descubrimiento de los “priones” • Enfermedad de las “vacas locas” y enf. Creutzfeldt-Jakob. • Prion = proteína + infección

  22. Barry J. Marshall & J. Robin Warren (2005) • La úlcera péptica: proceso infeccioso • Helicobacter pylori • Autoinoculación (1984) • Demostraron el tratamiento exitoso con antimicrobianos.

  23. HaraldzurHausen (2008) • Descubrimiento en la causa de cáncer cervical por el Virus del Papiloma Humano

  24. Francoise Barré-Sinnousi & LucMontagnier(2008) • Descubrimiento del Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH) • Cultivo de VLA en 1983 en el Instituto Pasteur después llamado VIH.

  25. 1987

  26. Microscopios • Ojo humano 0.2 mm. • Microscopio óptico, resolución máxima 0.2 micras (1 micra). • Microscopio electrónico, resolución máxima 0.5nm

  27. Microscopios

  28. Microscopios

  29. Ejemplo: Staphylococcus aureus

  30. Datos de Guatemala • Tasa de mortalidad: 4,8 por 1.000 hab. • Causas principales de mortalidad (ambos sexos): neumonía y diarrea. • Seis grandes grupos de causas: • enfermedades transmisibles 13% • tumores 7% • enfermedades del aparato circulatorio 12% • afecciones perinatales 8% • causas externas 13% • otras 47%. Datos INE Guatemala

  31. Mortalidad en Guatemala

  32. Mortalidad en Guatemala

  33. Causas bacterianas importantes de mortalidad • Tuberculosis • Tétanos • Cólera • Tos ferina

  34. Siglo XIX • Reino Plantae: • algas (inmóviles y fotosintéticas) • hongos (inmóviles y no fotosintéticos), • Reino Animalia • Infusorios (microorganismos móviles) • organismos perfectos: dotados de todos los sistemas orgánicos presentes en seres superiores. • Divididos en metazoos, protozoos y bacterias

  35. Cambios históricos • Haeckel (1866): introdujo reino Protista • Seres vivos sencillos, fotosintéticos y/o móviles • Protozoos, algas, hongos y bacterias. • Copeland (1938): introdujo reino Monera • Separa a las bacterias. • Margulis (1969): introdujo reino Fungi y reino Protoctista (m.o. eucariotas y parientes macroscópicos: mohos mucosos no hongos). • Woese (1977): ARQUEOBACTERIAS Y EUBACTERIAS

  36. Taxonomía molecular

  37. procariotas Las bacterias forman el conjunto de los procariotas: ADN libre en el citoplasma y no incluido en un núcleo. Reino Monera. Los restantes organismos unicelulares se clasifican como eucariotas: genoma en el núcleo: Reino Protista: protozoos y algas unicelulares Reino Hongos: microscópicos y macromicetos Los virus constituyen un mundo aparte, ya que no pueden reproducirse por sí mismos, sino que necesitan parasitar una célula viva para completar su ciclo vital.

  38. Procariotas • organización celular • material genético (cromosoma circular de ADN de doble hebra) inmerso en el citoplasma • Replicación: fisión binaria • carecen de orgánulos rodeados de membrana • Ribosomas: coeficiente de sedimentación de 70S • Citoplasma envuelto por una membrana celular • Pared celular de peptidoglicano, excepto las arqueas.

  39. TAMAÑO: célula eucariota vrs célula procariota

  40. Tamaños

  41. FORMAS DE LAS BACTERIAS cocos bacilos espiroquetas

  42. Formas 1. Cocos: (células más o menos esféricas); 2. Bacilos: (en forma de bastón, alargados), que a su vez pueden tener varios aspectos: cilíndricos fusiformes en forma de mazo, etc. Según los tipos de extremos, éstos pueden ser: redondeados (lo más frecuente), cuadrados, biselados, afilados. 3. Espirilos: al igual que los bacilos, tienen un eje más largo que otro, pero dicho eje no es recto, sino que sigue una forma de espiral, con una o más de una vuelta de hélice. 4. Vibrios: proyectada su imagen sobre el plano tienen forma de coma, pero en el espacio suelen corresponder a una forma espiral con menos de una vuelta de hélice. Otros tipos de formas: filamentos, ramificados o no anillos casi cerrados formas con prolongaciones (con prostecas)

  43. Formas cocos bacilos vibrios espiroquetas filamentosas

  44. Superficie vs. volumen • En una célula esférica: cuanto menor sea el radio (r) mayor será la razón S/V lo que significa que el pequeño tamaño de las bacterias permite mayor contacto directo con el medio ambiente inmediato que las rodea • reciben las influencias ambientales de forma inmediata. • condiciona una alta tasa de crecimiento. • La velocidad de entrada de nutrientes y la de salida de productos de desecho es inversamente proporcional al tamaño de la célula, y a su vez, estas tasas de transporte afectan directamente a la tasa metabólica. • Por lo tanto, en general, las bacterias crecen (se multiplican) de forma rápida.

  45. Superficie vs. volumen Tamaño pequeño intercambio más eficiente, permite mayor velocidad metabólica

  46. Agrupaciones • Las bacterias normalmente se multiplican por fisión transversal binaria. En muchas especies, las células hijas resultantes de un evento de división por fisión tienden a dispersarse por separado al medio, debido a la actuación de fuerzas físicas (movimiento browniano). • Esto hace que al observar al microscopio una población de estas bacterias veamos mayoritariamente células aisladas. • Diplococos y diplobacilos: agrupaciones pares

  47. Agrupaciones • Si la tendencia a permanecer unidas es mayor y por más tiempo, nos encontramos con varias posibilidades, dependiendo del número de planos de división y de la relación entre ellos: • Estreptococos o estreptobacilos • Si existe más de un plano de división, en el caso de cocos podemos encontrar tres posibilidades: • dos planos perpendiculares: tétradas o múltiplos • tres planos ortogonales: sarcinas (paquetes cúbicos) • muchos planos de división: estafilococos (racimos irregulares). • Bacilos: en empalizada, en V o L, “letras chinas”.