GENERALIDADES DE LA MICROBIOLOGÍA

1 MICROBIOLOGÍA

La microbiología es la ciencia que trata de los seres vivos muy pequeños: aquellos cuyo tamaño se encuentra por debajo del poder resolutivo del ojo humano: los microbios.

2 MICROORGANISMOS:

Es un conjunto de formas de vida agrupados por conveniencia del hombre, todos los organismos que no puede se pueden a simple vista, necesita la ayuda de una lupa o de microscopios. Entre los microorganismos están:

FORMAS ACELULARES FORMAS CELULARESOrganismos unicelulares o pluricelulares de dimensiones

microscópicas.

Por ser microscópicos, deben ser estudiadas con técnicas propias, diferentes a las de la botánica y a la zoología.

El grupo de los microorganismos es muy heterogéneo, ni siquiera pertenecen al mismo reino.

2.1 QUIÉNES SON LOS MICROORGANISMOS?

Los microorganismos son muy diferentes, tanto que se agrupan en varios reinos. Existen muchas maneras de clasificar los microorganismo, nosotros utilizaremos una de las más simples, agrupándolos en tres reinos. Memoricemos el siguiente cuadro, nos facilitará el entendimiento de los temas siguientes porque nos presenta el panorama general.

Microbiología: Es el estudio de los

microorganismos

REINO GRUPOS DE ORGANISMOS QUE PERTENECEN AL REINO

RAMA DE LA MICROBIOLOGÍA QUE LOS

ESTUDIA

Reino Mónera Virus VirologíaBacterias Bacteriología

Reino Protista Hongos no verdaderosAlgas Ficología

Protozoos Protozoología, Parasitología

Reino Fungi LevadurasMohos

Micología

A continuación ilustremos brevemente cada uno de los grupos.

2.1.1 Reino Monera:

En este grupo se incluyen todos los microorganismos procarióticos a los que llamamos bacterias (arqueobacterias y eubacterias). Este grupo también incluye las bacterias azul verdosas o cianobacterias o algas verdeazules.

También se incluyen en el grupo, aunque no son células, los virus y los priones.

2.1.2 Reino protista:

En este reino se incluyen microorganismos eucarióticos, autótrofos y heterótrofos

Hongos no verdaderos Algas Protozoos

2.1.3 Reino Fungi :Este grupo incluye todos los hongos verdaderos o eumicetos: Levaduras y mohos. Todos heterótrofos eucarióticos.

2.1.4 Qué estudia la microbiología?

De los microorganismos se estudian sus: Actividades, Forma y estructura Reproducción Fisiología y metabolismo, Identificación Distribución en la naturaleza Relaciones con otros seres Efectos benéficos y perjudiciales que ejercen sobre los humanos Alteraciones físicas y químicas que ejercen en el medio

3 DÓNDE SE ENCUENTRAN LOS MICROORGANISMOS?Los microorganismos son ubicuos: se encuentran en el aires, en el agua, en el suelo, en los alimentos, sobre las superficies de los objetos y sobre el exterior de todos los organismos y aún dentro de sus sistemas digestivos, respiratorios y genitales.

4 CAMPOS DE ACCIÓN DE LA MICROBIOLOGÍAA continuación se describen los campos de acción de la microbiología, para recordarlos hagamos un cuadro sinóptico.

4.1 MICROBIOLOGÍA MÉDICA La microbiología médica estudia: Patógenos Antibiosis Inmunización Epidemiología Procedimientos de diagnóstico

La microbiología también estudia los factores anteriores en relación con los animales

4.2 EL ESTUDIO DE LOS MICROORGANISMOS EN RELACIÓN CON EL DESARROLLO DE LAS CIENCIAS

Los microorganismos son sujetos ideales de investigación por su: Rápido desarrollo y veloz reproducción Por ocupar poco espacio y ser fáciles y baratos de cultivar

Son usados en estudios de: Estructuras y metabolismo celular Fisiología celular Genética y dinámica de poblaciones

Las comunidades microbianas son un excelente modelo para entender las interacciones e historia evolutiva de los seres vivos.

4.3 MICROBIOLOGÍA AGRÍCOLA

La microbiología se aplica en la actividad agropecuaria en: Prevención, diagnóstico y control de las enfermedades de

las plantas y animales domésticos

Fertilización con algas

Microorganismos simbiontes que ayudan a las plantas en la captura de nutrientes.

Alimentación de animales con:Proteína unicelular Plantas fermentadas con microorganismos

Ayudan a los animales en la descomposición interna de los alimentos

4.4 MICROBIOLOGÍA DE LOS INSECTOS Control de enfermedades transmitidas por insectos

Control biológico de insectos indeseables

4.5 MICROBIOLOGÍA AMBIETAL

Los microorganismos mantienen el balance a escala planetaria porque:Regulan y mantienen los procesos geofisiológicos: temperatura, química atmosférica y circulación de nutrientes

Sin la diversidad microbiana no podríamos tener bosques, páramos, sabanas y

manglares

Son de importancia crítica para la sostenibilidad de la vida en el planeta:

Los patrones de diversidad microbiana pueden ser usados para monitorear y predecir cambios ambientales.

Los microorganismos juegan un papel en la conservación de plantas y animales y restauración de hábitats.

4.6 MICROBIOLOGÍA ACUÁTICAEn el agua se estudian: Flora microbiana del mar y de las aguas dulces Papel en los ciclos biogeoquímicos Indicadores de la calidad del agua Contaminación microbiana del agua por desechos humanos, domésticos e

industriales Potabilización y descontaminación del agua Control microbiano en aguas recreativas

4.7 MICROBIOLOGÍA DEL SUELO Reciclaje y mineralización de la materia orgánica

Fertilización del suelo Utilización de micorrizas y fijadores de nitrógeno

Producción de humus

4.8 MICROBIOLOGÍA DEL AIRE

Influencia del suelo y la meteorología en las poblaciones de microorganismos del aire

Deposición de microorganismos en la superficie del agua

4.9 MICROBIOLOGÍA DE LAS TRANSFORMACIONES GEOQUÍMICAS

Producción del petróleo y la hulla

Mediante la producción de metano, dióxido de carbono e hidrógeno, disminuyen la viscosidad del petróleo y aumentan la presión del gas, facilitando la extracción

Producen detergentes que ayudan al desprendimiento del petróleo

Extracción de metales de las minas

4.10. MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL

Producción a escala comercial de sustancias producidas por el metabolismo bacteriano: medicinas, alcoholes, ácidos orgánicos

Protección de materiales del deterioro por microorganismos

4.11. MICROBIOLOGÍA DE LA LECHE En la industria lechera se usan los estudios microbiológicos para:

Control de la calidad microbiológica de la leche

Producción de lácteos: queso, yogurt, mantequilla, etc.

Nutrición de los rumiantes para producción lechera

4.12. MICROBIOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS

Producción de alimentos con procesos de fermentación: pan, bebidas alcohólicas

Prevención de enfermedades infecciosas e intoxicaciones alimentarias

Suplementos alimenticios que incluyen algas, levaduras

Protección de los alimentos del deterioro de los microorganismos

4.13. BIOTECNOLOGÍA MICROBIOLOGÍCA

Obtención de metabolitos industriales: ácidos orgánicos, enzimas, esteroides, antibióticos, hormonas, etc.

Producción de especies transgénicas: Escherichia coli insulina Manipulación de virus, viroides y priones Ingeniería genética

4.14 . MICROBIOLOGÍA BÉLICA Armas biológicas Epidemias causadas por armas biológicas

4.15. MICROBIOLOGÍA DEL ESPACIO EXOBIOLOGÍA

Transplante de microorganimos terrestres o búsqueda en otros planetas

Uso potencial de microorganismos como alimento, energía y mantenimiento de un equilibrio adecuado oxígeno/dióxido de carbono

Tema 2.- Crecimiento y muerte de microorganismos. Concepto y expresión matemática del crecimiento bacteriano. Concepto de muerte de un microorganismo. ¿Qué necesita un microorganismo para crecer?. Detección y medida del crecimiento. Ciclo de Crecimiento de poblaciones. Factores físicos y químicos que influyen en el crecimiento. Multiplicación de los virus.

1.- CONCEPTO Y EXPRESIÓN MATEMÁTICA DEL CRECIMIENTO BACTERIANO.Entendemos por crecimiento microbiano el aumento del número de microorganismos a lo largo del tiempo. Por tanto, no nos referimos al crecimiento de un único microorganismo (ciclo celular) sino al demográfico de una población. En este tema nos Centraremos en el crecimiento de bacterias, el estudio que se hace puede servir también para entender el crecimiento de levaduras y de otros hongos. El crecimiento de los virus se produce de otra forma diferente y será tratado al final de este capítulo.

Denominamos ciclo celular al proceso de desarrollo de una bacteria considerada de forma aislada. A lo largo del ciclo celular, tiene lugar la replicación del material de la bacteria, la síntesis de sus componentes celulares, el crecimiento para alcanzar un tama-ño doble del inicial y su división por bipartición de la bacteria para dar lugar a dos células hijas. La duración del ciclo celular coincide con el tiempo de generación y depende, en general, de los mismos factores de los que depende este.

El crecimiento de una población resulta de la suma de los ciclos celulares de todos sus los individuos. Este crecimiento suele ser asincrónico puesto que cada microorganismo se encuentra en un punto diferente del ciclo celular. Por consiguiente, en un determinado en una población se encuentran células que acaban de dividirse, otras que están replicando su ADN y elongándose, otras que están iniciando la división celular, etc.

En un crecimiento sincrónico todas las células se encuentran simultáneamente en la misma fase del crecimiento celular. Los cultivos sincrónicos son muy difíciles de mantener por lo que su importancia está principalmente ligada a los estudios básicos de biología microbiana. Sin embargo, en la naturaleza, las bacterias del suelo se encuentran en condiciones de crecimiento próximas a la fase estacionaria (en la que se produce una cierta sincronización del cultivo) y, por consiguiente, durante cierto tiempo las poblaciones naturales probablemente se comporten como relativamente sincrónicas.

Las poblaciones de bacterias pueden crecer de una forma explosiva acumulando grandes números en un periodo de tiempo muy reducido. Puesto que el efecto nocivo (infecciones o intoxicaciones) de los microorganismos depende de su número en la mayoría de los casos, entender cómo se produce el crecimiento microbiano es importante para poder evitar o reducir dichos efectos nocivos.

Se denomina crecimiento equilibrado a aquél en el que todos la biomasa, número de células, cantidad de proteínas, de ADN, etc., evolucionan en paralelo. El crecimiento equilibrado probablemente ocurra en muy contadas ocasiones en condiciones naturales.

Por tanto, es principalmente un concepto de aplicación en el laboratorio. Sin embargo, es útil porque permite estudiar el crecimiento microorganismos.

2.- CONCEPTO DE MUERTE DE UN MICROORGANISMO.Desde el punto de vista microbiológico, un microorganismo muere cuando pierde de forma irreversible la capacidad de dividirse. El fundamento de esta definición es que si un microorganismo ha perdido la capacidad de dividirse no podrá formar una colonia sobre un medio de cultivo y no será posible detectar su presencia por los métodos microbiológicos tradicionales. Es decir: cuando no se produce aumento en el número de microorganismos no hay crecimiento. Sin embargo, un microorganismo puede estar muerto desde el punto de vista microbiológico y continuar desarrollando una actividad metabólica que se traduzca, por ejemplo, en liberación de toxinas. Por otra parte, hay que considerar que la capacidad de multiplicación (crecimiento) de un microorganismo puede verse transitoriamente afectada por lesiones o por las condiciones físicas o químicas del entorno. En estos casos, podríamos considerar como muertos microorganismos que pueden reanudar su crecimiento si las condiciones son de nuevo favorables.