Microbiología. Equipo de Cátedra:

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1 Microbiología Equipo de Cátedra: Dra. Patricia G. Silva Dra. Susana G. Ferrari Dra. Lucía E. Alcaraz Dra. Cecilia E. Lucero Estrada Dra. María Aída Mattar Domínguez Lic. Claudia Cáceres Mg. Gabriel A. Salinas Ibañez UNSL, 2017

2 Microbiología Tema 1: Generalidades a la Microbiología Tema 2 : Estructura Bacteriana Tema 3: Nutrición y Metabolismo Tema 4: Crecimiento bacteriano Tema 5: Esterilización Tema 6: Agentes antimicrobianos Tema 7: Virus Tema 8: Genética microbiana Tema 9: Conceptos de inmunología Tema 10: Interacciones microbianas en humanos

3 I. Generalidades de la Microbiología TEMA 1: Generalidades de la Microbiología. Los microorganismos. Clasificación y diversidad microbiana: bacterias, hongos, algas y protozoos. Microorganismos y actividades humanas. Ecología microbiana. Historia de la Microbiología. Bioseguridad en el laboratorio de microbiología. Riesgos biológicos y prácticas específicas de la microbiología en general. Bibliografía: Tortora, Funke, Case. Introducción a la Microbiología 9º Ed. Ed. Médica Panamericana 2007 (Cap 1: El mundo microbiano y Ud.) Madigan MT, Martinko JM, Parker J Brock, Biología de los Microorganismos. 14º ed. Pearson/Prentice-Hall (Cap.1: Microorganismos y Microbiología )

4 La Microbiología se ha definido como el estudio de organismos y agentes que son demasiado pequeños para poder observarlos con el ojo humano a simple vista esto es, el estudio de los microorganismos-. Y si pensamos en la etimología de la palabra microbiología? Se incluyen a bacterias, virus, hongos, algas y protozoos SEM 2 μm 250 nm 10 μm 250 μm 50 μm

5 Sistemática: estudio de la diversidad de organismos Filogenia: estudio de la historia evolutiva de los organismos. Taxonomía: Caracterización, denominación y clasificación de los organismos 1735 Linneaus establece dos reinos: Animalia y Plantae 1857 von Nägeli propone incorporar a las bacterias y hongos al reino de las plantas 1866 Haeckel propone el reino Protista (3º Reino): Incluye a bacterias, protozoos, algas y hongos 1859 Darwin: establece que la selección natural es la responsable de las similitudes y diferencias entre los seres vivos 1937 Chatton introduce el término procariota diferenciando a los organismos por su núcleo, gracias al desarrollo del M. E. se hacen aparentes las diferencias físicas. En 1961 Stainer da la definición actual células en las cuales el material nuclear (nucleoplasma) no está rodeado por una membrana nuclear En 1968, Robert G.E. Murray propone el reino Procariota en 1969, Robert H. Whittaker fundó el sistema de cinco reinos, donde los procariotas se localizaron en el reino Procariota o Monera, y los eucariotas comprenden los otros cuatro reinos (plantas, hongos animal y protistas) El reino Procariota se basó sobre observaciones microscópicas. Posteriormente, nuevas técnicas en biología molecualr revelaron que hay dos tipos de células procariotas y un tipo de células eucariotas. En 1978, Carl R. Woese propone elevar los tres tipos de células a un nivel superior de reino, denominado dominio

6 Antigüedad de la vida microbiana Metanógenos Estromatolito Atmósfera de N 2, CH 4 y CO 2 Bacterias Ancestro universal

7 Árbol evolutivo de la vida PROCARIOTAS Eucariotas superiores EUCARIOTAS

8 Se centra en: 1) la comprensión de los procesos vitales básicos 2) la aplicación de ese conocimiento en el desempeño de las actividades humanas y en el entramado del conjunto de vidas en el planeta Tierra Sanidad. Alimentación. Agricultura. Energía/Medio ambiente. Biotecnología. Qué se observa en la imagen?

9 Célula procariota y eucariota Contenido de agua? Macromoléculas constitutivas?

10 Microorganismos como células: Propiedades esenciales de la vida Quorum sensing

11 Las células como máquinas y sistemas codificados

12 Diversidad fisiológica Opciones metabólicas para la obtención de energía Carbono como nutriente esencial Heterotrofía Autotrofía Hábitat extremos Hipertermófilos: Pyrolobus fumarii Psicrófilos: Polaromonas vacuolata Acidófilos: Picrophilus oshimae Alcalófilos: Natronobacterium gregory Barófilos: Moritella yayanosii Halófilos: Halobacterium

13 Principales Subdisciplinas de la Microbiología Subdisciplinas Competencias I Énfasis básico Fisiología microbiana Nutrición, metabolismo Genética microbiana Genes, herencia y variación genética Bioquímica microbiana Enzimas y reacciones químicas en las células Sistemática microbiana Clasificación y nomenclatura Virología Virus y partículas subvíricas Biología molecular Ácidos nucleicos y proteínas Ecología microbiana Diversidad microbiana y actividad en ambientes naturales; biogeoquímica II Énfasis aplicado Microbiología médica Enfermedades infecciosas (patógenos) Inmunología Sistema inmune Agricultura, microbiología del suelo Diversidad microbiana y procesos en suelos (fijación biológica de nitrógeno; producción de CH 4 ) Microbiología industrial Producción a gran escala de antibióticos, alcohol y químicos Biotecnología Producción de proteínas humanas por microorganismos modificados genéticamente. Microbiología acuática Procesos microbianos en aguas y en aguas de desechos. Control de la calidad de las aguas

14 Los microorganismos y sus ambientes naturales Repaso de Conceptos: Poblaciones: las células microbianas viven asociadas a otras Comunidades microbianas: conjunto de poblaciones Hábitat: Es el medio donde se desarrolla una población Ecosistema: Conjunto de todos los organismos vivos y las condiciones físicas y químicas de su entorno Ecología microbiana: Es el estudio de los microorganismos en sus ambientes naturales

15 Raíces Históricas Louis Pasteur (1864) desterró el concepto de generación espontánea Ferdinand Cohn (1876) fundó la bacteriología (endospora bacteriana) Robert Koch (1884) establece los criterios para el estudio de las enfermedades infecciosas. Desarrolla los primeros métodos de cultivos puros Sergei Winogradsky (1889) establece el concepto de quimiolitotrofia Martinus Beijerinck (1901): Técnica del cultivo de enriquecimiento Robert Hooke (1664) Moho azulado Antoni van Leeuwenhoek ( ) Animálculos

16 Edad de Oro de la Edad de Oro de la Microbiología Edad de Oro de la Microbiología Edad de Oro de la Microbiología Microbiología

17 Pasteur: Fin de la controversia sobre la generación espontánea

18 Postulados de Koch

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20 Fines del siglo XX - siglo XXI: BIOLOGIA MOLECULAR Análisis filogenéticos de comunidades microbianas naturales (rrna) La era de la genómica, proteómica y transcriptómica ambiental. Aparición de nuevas enfermedades emergentes (SARS: Síndrome respiratorio agudo grave; gripe aviar) Está por definirse el genoma minimalista : complemento mínimo de genes necesarios para una célula viva Se podrán crear células vivas en el laboratorio? NATURE VOL MARCH 2016 Each cell of JCVI-syn3.0 contains just 473 genes.

21 Frecuencia de las principales causas de muerte en los EEUU Interpretemos ambos gráficos?

22 Qué subdisciplinas de la microbiología abordaría el estudio en cada una de estas imágenes?