introducción a la microbiología
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INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA
BIO 2142016
LA MICROBIOLOGÍA DEFINICIÓN CIENCIA OBJETO DE ESTUDIO
CIENCIA Rama del saber humano constituida por el
conjunto de conocimientos objetivos y verificables sobre una materia determinada que son obtenidos mediante la observación y la experimentación, la explicación de sus principios y causas y la formulación y verificación de hipótesis y se caracteriza, además, por la utilización de una metodología adecuada para el objeto de estudio y la sistematización de los conocimientos.
OBJETO DE ESTUDIO DE LA MICROBIOLOGÍA
Bacteriología: Estudio de los procariontes (bacterias, arqueas). También abarca el estudio de las micobacterias (micobacteriología).
Virología: Estudio de los virus. Micología: Estudio de los hongos. Protozoología: Estudio de los protozoarios. FICOLOGÍA: También llamada algología, es
el estudio de las algas y microalgas.
CIENCIA BIOLÓGICA BÁSICA
Comprensión de los fenómenos físicos y químicos de la vida
Herramienta de investigación para probar la naturaleza de los procesos vitales.
CIENCIA APLICADASolución y parte de los problemas ´prácticos de la medicina, agricultura. Industrial que llevan al desarrollo de la BIOTECNOLOGÏA.
Células procariota y eucariota
IMPORTANCIA DE SER PEQUEÑO
MÁS PEQUEÑO , MAYOR VELOCIDAD DE CRECIMIENTO
RELACIÓN CON MEMBRANA CELULAR Y SUPERFICIE CELULAR
RELACIÓN SUPERFICIE Y VOLUMEN
SUPERFICIE 4pi r
VOLUMEN 4/3 Pi r
Superficie/Volumen Si r 1 Si r 2 S/V 3 S/V
1.5
CLASIFICACIÓN PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
PROCARIOTAS: ARCHAE EUBACTERIAS
EUCARIOTAS: HONGOS, PROTOZOAS Y ALGAS
Árbol filogenético universal.
"Lo que ayer creía todo el mundo y lo que usted cree hoy, no lo creerán mañana más que los necios"Sir Francis Crick
"
SECUENCIACIÓN MOLECULAR
Árbol construido a partir de la comparación de las secuencias de los ARNr 16S y 18S 1977 ( ( Hacia un sistema natural de organismos) :
Propuesta de los dominios Archaea, Bacteria y EuKarya)
Fue establecido por Carl Woese y su discípulo Gary Olsen. El término dominio se refiere a un nuevo taxón filogenético y este árbol
incluye las tres líneas primarias: Bacteria, Archaea y Eucarya. El árbol se basa en el estudio de las diferencias en las secuencias de ARN
comunes en todos los seres vivos.
La versión simplificada y modificada del árbol filogenético universal establecido por Carl Woese y su discípulo Gary Olsen muestran los tres dominios. El término dominio refiere a un nuevo taxón filogenético que incluye tres líneas primarias: Archaea, bacterias y eucaria. En línea descendente siguen seis reinos, primero moneras, segundo Arqueo bacterias (obviamente separadas de moneras), tercero protistas, el cuarto hongos, quinto plantas, el sexto animales. No incluye virus ni virones.
La versión simplificada y modificada del árbol filogenético universal establecido por Carl Woese y su discípulo Gary Olsen muestran los tres dominios.
El término dominio refiere a un nuevo taxón filogenético que incluye tres líneas primarias: Archaea, bacterias y eucaria. En línea descendente siguen seis reinos, primero moneras, segundo Arqueo (obviamente separadas de moneras), tercero protistas, el cuarto hongos, quinto plantas, el sexto animales. No incluye virus ni virones.
El árbol filogenético está conformado por:
•Las bacterias son, aquifex,thermotoga, bacteroides cytophafa, plancromyces, cianobacterias, spiroquetas, gram posituva y bacteria verde filamentosa.
•En la división de archea está: pyrodicticum, thermoproteus, t.celer, melthanocus, methanobacterium, methanosarcina y halófilos.
•Y en la última, las eukaryas hay: entamoeba, myxomycota, animales, fungi, plantas, ciliophora, flagelados, tricomonodas, microsporidias y diplomodas.
El "árbol" de la vida construido a partir de los estudios del ARNr (ácido ribonucleico ribosómico, al árbol se basa en el estudio de las diferencias en las secuencias de ARNr comunes a todos los "seres vivos"), muestra cercano a su "raíz" (allí donde se encuentra LUCA, último antepasado común universal de las células modernas, compartido por todos los "seres vivos") organismos "hipertermófilos" que viven a temperaturas cercanas a los 115 grados centígrados.
Podría pensarse que la vida "transitó por la senda de los sistemas hidrotermales" o, porque no, se originó en ellos.
La filogenia de las bacterias se desarrolla en la actualidad a partir de la elaboración de árboles filogenéticos moleculares; Históricamente se clasificaba a las bacterias desde su descubrimiento según su morfología.
Posteriormente en el siglo XX se incluyó los aspectos bioquímicos y metabólicos. Para los años 1940 ya se disponía de catálogos nucleótidos de ARNr16S para más de 450 bacterias.
Un árbol filogenético, es un árbol que muestra las relaciones evolutivas entre varias especies u otras entidades que tienen una ascendencia común.
Importancia de la microbiologíaLa sociedad humana se beneficia de los microorganismos de muchas formas. Son necesarios para la elaboración de pan, queso, cerveza, antibióticos, vacunas, vitaminas, enzimas y otros productos importantes.
De hecho, la biotecnología moderna se fundamenta en fundamentos microbiológicos.
Los microorganismos son componentes indispensables de nuestro ecosistema. Gracias a ellos se desarrollan los ciclos del carbono, oxigeno, nitrógeno y azufre, que tienen lugar en los sistemas terrestres y acuáticos.
Son también fuente de nutrientes en la base de todas las cadenas alimentarias y redes ecológicas.
Los microorganismos también han ocasionado daños a los seres humanos y alterado la sociedad en toda su historia. Las enfermedades microbianas han desempeñado sin duda alguna un papel fundamental en acontecimientos históricos, como la caída del Imperio Romano y la conquista del Nuevo Mundo.
En 1347 la peste o muerte negra arraso Europa con una fuerza brutal. En 1351, solo cuatro años después, la peste había matado a 1/3 de la población (aproximadamente, 25 millones de personas). Algunos historiadores piensan que este desastre cambio la cultura Europea y preparo el camino del Renacimiento . en la actualidad, los microbiólogos y otros científicos continúan luchando contra enfermedades como el SIDA , la malaria, Sika y el dengue.
Los microorganismos han sido los primeros en aparecer en la evolución, y constituyen seguramente la mayor parte de la biomasa de nuestro planeta.
Se calcula que sólo hemos descrito menos del 10% de los microorganismos existentes, por lo que los biólogos tienen una gran tarea por delante para estudiar esta parte de la biodiversidad
Las actividades metabólicas microbianas son excepcionalmente variadas, siendo algunas de ellas exclusivas del mundo procariótico.
La Biología básica tiene aquí un gran campo de estudio
Diversos tipos de microorganismos son causantes de enfermedades de plantas y animales y al igual que nosotros.
Los microorganismos abundan casi en cualquier lugar, así que permanentemente estamos expuestos a un contagio.
Afortunadamente el organismo cuenta con un sistema de inmunidad formado por un ejercito de células que se encargan de eliminar a todo intruso que penetre nuestro organismo.
La inmunidad puede inducirse mediante las vacunas.
Los microorganismos también 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 y que son nuestra principal fuente de comercio no sólo en Colombia sino en todo el mundo.
En la industria
Existen una serie de características que comparten todos los microorganismos y que suponen ciertas ventajas para su uso en la industria. la más fundamental, el pequeño tamaño de la célula microbiana y su correspondiente alta relación de superficie a volumen. Esto facilita el rápido transporte de nutrientes al interior de la célula y permite, por consiguiente, una elevada tasa metabólica.
Así, la tasa de producción de proteína en las levaduras es varios órdenes de magnitud superior que en la planta de soja, que, a su vez, es 10 veces más alta que en el ganado. Esta velocidad de biosíntesis microbiana extremadamente alta permite que algunos microorganismos se reproduzcan en tan solo 20 minutos (Escherichia coli).
En los alimentos
En contra de la idea de que todos los microorganismos son dañinos, los yogures y los quesos son ejemplos de alimentos a los que se añaden éstos para, por ejemplo, agriar la leche y producir yogur, u obtener la cubierta blanca característica del queso Brie o el color azul del queso Roquefort. De un tamaño más o menos similar es el sector de frutas y verduras, en el que los productos pueden no haber sufrido ninguna alteración o estar enlatados, congelados, refrigerados o fritos.
En la agricultura
En este campo de la actividad humana encontramos algunos causantes de enfermedades de los cultivos y los animales, las bacterias y los hongos que contribuyen a la fertilidad de los suelos.
En las granjas los cultivadores reconocen el papel que desempeñan los microorganismos del suelo como formadores de humus y fijadores de nitrógeno.} Actualmente se utilizan también como control biológico.
Sin embargo, en las granjas muy tecnificadas la búsqueda de una mayor producción lleva a los cultivadores a cambiar tanto las condiciones de humedad, PH y textura y textura del suelo que inhiben el crecimiento de los microorganismos
En la industria Farmacéutica
Otro suceso importante en el desarrollo de la microbiología fue la producción de penicilina a partir del hongo Penicillium. Aunque inicialmente fue un proceso a pequeña escala, desarrollado por Howard Florey y sus colaboradores durante la II Guerra Mundial, poco después se consiguió producir penicilina en grandes cantidades, al tiempo que se utilizaban otros microorganismos para obtener una gran variedad de antibióticos, como la estreptomicina.
Hoy en día, la biotecnología es la principal herramienta para la obtención de nuevos antibióticos que sean activos frente a las bacterias patógenas resistentes a una gran gama de antibióticos. }También resulta de gran utilidad la aplicación de la ingeniería genética en microorganismos para sintetizar antibióticos sintéticos, es decir, ligeramente diferentes de aquellos obtenidos de forma natural.
Conjuntamente han llegado a "programar" bacterias con objeto de obtener distintos tipos de drogas que, de otra forma, estos microorganismos no podrían fabricar. La insulina humana, necesaria para el tratamiento de la diabetes, es un claro ejemplo de esta metodología, ya que está producida por bacterias en las que se ha introducido, mediante ingeniería genética, el gen que codifica la síntesis de esta hormona. A diferencia de las hormonas producidas por cerdos y vacas, esta hormona es idéntica a la secretada por el páncreas humano. Igualmente, la hormona del crecimiento humano, utilizada para el tratamiento de niños con deficiencias en su producción, y que de otro modo no podrían alcanzar una estatura normal, también se obtiene a partir de bacterias en las que se ha insertado una copia del gen humano. Este sistema, como en el caso anterior, también presenta ventajas frente a la obtención de la hormona a partir de cadáveres, ya que se evita el riesgo de contaminación con priones, agentes causantes de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob.
