Autor: M en C. Ada Elia Díaz González Borja. HISTORIA Y DESARROLLO DE LA MICROBIOLOGÍA Autor: M en C. Ada Elia Díaz González Borja. Octubre 2015

PROGRAMA EDUCATIVO: LICENCIATURA EN BIOLOGÌA UNIDAD DE COMPETENCIA I UNIDAD DE APRENDIZAJE VIRUS Y BACTERIAS UNIDAD DE COMPETENCIA I OBJETIVO El estudiante comprenderá el concepto y el desarrollo histórico de la microbiología hasta el siglo XXI .

algas protozoos Ciencia estudia los seres vivos muy pequeños, concretamente de aquellos cuyo tamaño se encuentra por debajo del poder resolutivo del ojo humano, incluyendo los virus, bacterias, hongos, algas y protozoos. Bacterias Hongos

Características de los microorganismos Requieren de un microscopio para su observación. Tienen una organización estructural más simple que la de los animales y plantas. Presentan gran diversidad de formas y complejidad metabólica. Son unicelulares. Tienen la capacidad total para una autosuficiencia y reproducción. Madigan, M.T.; 1996 Biología de los Microorganismos (10ª ed.) Pearson Education S.A. Madrid España.

DESARROLLO HISTÓRICO DE LA MICROBIOLOGÍA Los microorganismos se originaron hace aproximadamente 4.000 millones de años. La microbiología es relativamente una ciencia joven, los primeros microorganismos se observaron hace 300 años y sin embargo pasaron unos 200 años hasta que se reconoció su importancia. Hasta finales del siglo XIX, la Microbiología fue considerada como una ciencia especializada, fue el resultado de la confluencia de una serie de progresos metodológicos que se habían empezado a incubar lentamente en los siglos anteriores, y que obligaron a una revisión de ideas y prejuicios sobre la dinámica del mundo vivo.

ETAPAS O PERIODOS EN EL DESARROLLO DE LA MICROBIOLOGÍA: Periodo I: Es de especulación y se extiende desde la antigüedad hasta llegar a los primeros microscopistas. Periodo II Acumulación de observaciones (desde l675 aproximadamente hasta la mitad del siglo XIX), que arranca con el descubrimiento de los microorganismos por Leeuwenhoek (l675). Inicio lento de una rama del conocimiento.

ETAPAS O PERIODOS EN EL DESARROLLO DE LA MICROBIOLOGÍA: Periodo III Cultivo de microorganismos. Mitad del siglo XIX a hasta finales del siglo XIX Figuras de Pasteur y Koch cristalizan a la Microbiología como ciencia experimental bien asentada.

Periodo IV Principios del siglo XX hasta nuestros días. Se caracteriza porque los M.O. son estudiados por su complejidad fisiológica, bioquímica, genética, ecológica, etc. Surgimiento de disciplinas microbiológicas especializadas (Virología, Inmunología, etc), y la estrecha imbricación de las ciencias microbiológicas en el marco general de las Ciencias Biológicas.

DESARROLLO HISTÓRICO DE LA MICROBIOLOGÍA Los microorganismos han proporcionado alimentos y bebidas al hombre durante mas de 8000 mil años, sin que se tuviera noción de ello. Fueron los sumerios y babilonios quienes aplicaran el arte de la fermentación, para la producción de alcohol en forma de cerveza, 6000 mil años A.C., 4000 A.C. los egipcios descubren que el CO2 generado de esta actividad podía fermentar el pan. La Teoría de la fermentación de los germenes en la infección de las heridas o del contagium animatum, se había expresado en la antigüedad. 116 A.C. Marcus Terentius Varro, menciona que el aire de los pantanos era nefasto por estar colmado de pequeñisimos animalitos que penetran por la nariz y en todo el cuerpo.

HISTORIA DE LA MICROBIOLOGÍA 1546, Girolano Fracastoro sugirió que las enfermedades podían deberse a organismos tan pequeños que no podían verse y que eran transmitidos de una persona a otra. 1546, Girolano Frascastoro de Verona publica "De contagione", creando la epidemiología. 1632-1723, A. van Leeuwenhoek Primer microscopio. Padre de la Microbiología (1683). Gota de agua de estanque, protozoarios (Giardia), globulos rojos, espermatozoides. Antonie van Leeuwenhoek

Inicio lento de una rama del conocimiento Periodo II Acumulación de observaciones (desde l675 aproximadamente hasta la mitad del siglo XIX), que arranca con el descubrimiento de los microorganismos por Leeuwenhoek (l675). Inicio lento de una rama del conocimiento En esta etapa predomino la Teoría de la Generación espontánea, por lo que fue un periodo de duro enfrentamiento filosófico entre los diversos científicos que termino con tal Teoría. 11

Microscopio compuesto: Robert Hooke (1635-1703). Microscopio compuesto: Describió los hongos filamentosos (1667). Descubrió la estructura celular de las plantas (Micrographia, 1665), acuñando el término célula. 1656 Athanasius Kircher (1601-1680), Durante la Epidemia de la peste bubónica, creyó ver pequeños gusanitos en la sangre y pus de bubones de los pestosos. Madigan, M.T.; 1996 Biología de los Microorganismos (10ª ed.) Pearson Education S.A. Madrid España.

generación espontánea: Teoría de la generación espontánea: Sucesos asombrosos y decisivos descubrimientos en microbiología. Demostración de la falsedad de la noción de la generación espontánea. Eventos cronológicos

TEORIA DE LA GENERACIÓN ESPONTANEA (T.G.E.) Se tenía la idea de que algunos seres vivos podían originarse a partir de materia inanimada, o bien a partir del aire o de materiales en putrefacción. Origen: Cultura griega Ya que estos creían que las ranas y gusanos crecían espontáneamente a partir del lodo, incluso existían recetas: llenando una tinaja con trapos y colocándola en un sitio apartado durante semanas al final crecían ratones a partir de trapos.

Francesco Redi (1621-1697). Debate la teoría de la generación espontánea. 1668, demostró que los gusanos encontrados en la carne podrida eran las larvas que provenían de los huevos que previamente habían depositado en la carne las moscas y no el producto de la generación espontánea. Comprobó que los insectos y nematodos provenían e huevos puestos por animales adultos de su misma especie. Madigan, M.T.; 1996 Biología de los Microorganismos (10ª ed.) Pearson Education S.A. Madrid España.

Jhon Needham 1745, Hirvió trozos de carne para destruir los organismos preexistentes y los coloco en un recipiente abierto. Al cabo de un tiempo observo colonias de microorganismos sobre la superficie y concluyo que se generaban espontáneamente a partir de la carne.

1729-1799; Lazzaro Spallanzani. Idea: Que la vida es transportada por el aire Demostró que los “infusorios” no aparecían en muestras de maceraciones animales o vegetales sometidas durante tiempo suficiente a ebullición en frascos herméticamente cerrados, pero volvían a aparecer si se practicaban agujeros en el recipiente. Introduce el uso del medio de cultivo estéril. Madigan, M.T.; 1996 Biología de los Microorganismos (10ª ed.) Pearson Education S.A. Madrid España. Needham, menciona que el calor había destruido la “fuerza vegetativa” de las infusiones y había cambiado la “cualidad” del aire dentro de los frascos

Asestó el golpe definitivo T. G. E. y favor de la teoría biogénica. L. Pasteur (1822-1895) Asestó el golpe definitivo T. G. E. y favor de la teoría biogénica. Calentó infusiones en matraces de vidrio a los que estiraba lateralmente el cuello, haciéndolo largo, estrecho y sinuoso, y dejándolo sin cerrar, de modo que el contenido estuviera en contacto con el aire. Demostró que el líquido no desarrollaba microorganismos, con lo que eliminó la posibilidad de que un “aire alterado” fuera la causa de la no aparición de gérmenes. Madigan, M.T.; 1996 Biología de los Microorganismos (10ª ed.) Pearson Education S.A. Madrid España.

Desarrolla el método conocido actualmente como Tindalización. 1877, John Tyndall (1820-1893) Demuestra que la causa de la contaminación de cultivos estériles se debe a la presencia de partículas transportadas por el aire. Desarrolla el método conocido actualmente como Tindalización. Método de esterilización por calentamiento discontinuo (hoy conocida precisamente como tindalización), que evidenció la existencia de formas microbianas de reposo muy resistentes al calor. Ferdinand Cohn, descubrió la existencia de endosporas bacterianas resistentes al calor.

Joseph Lister (1872-1912) Fundador del tratamiento antiséptico de las heridas sobre la base del ácido fénico. De manera indirecta, demuestra que son los microorganismos los agentes causantes de las infecciones que aquejaban a los enfermos luego de sus operaciones. Desarrolló un método de cirugía en condiciones asépticas usando fenol como agente de desinfección.

DEBATE SOBRE LA FERMENTACIÓN 2º Factor que contribuyo de manera decisivo al nacimiento de la microbiología como ciencia. 1836 Cagniard-Latour, y 1837 Schwann y Kützing sugirieron que las levaduras eran las causantes de la fermentación alcohólica por la que el azúcar pasa a alcohol etílico y dióxido de carbono. Controversia y crítica adversa de químicos de la época (Berzelius, Wohler y Liebig). 1840 Liebig, había realizado importantes confirmaciones a la “teoría mineral” sobre la nutrición de las plantas, enfrentándose a la “teoría del humus” sostenida por Thaer, asestando un golpe a las ideas vitalistas heredadas de Leibniz.

L. Pasteur (1822-1895) (Debate sobre la fermentación) . Demostró que las levaduras causan fermentación en condiciones anaeróbicas, el azúcar pasa a alcohol etílico y dióxido de carbono. Describe la fermentación láctica (1857) y butírica (1860). Demostró que los agentes de la fermentación láctica y butírica, eran provocados por bacterias y no por la levadura: PASTEUR Madigan, M.T.; 1996 Biología de los Microorganismos (10ª ed.) Pearson Education S.A. Madrid España.

1867- 1876, Pasteur inicio una larga serie de estudios: identificó distintos microorganismos responsables de diferentes clases de procesos fermentativos. 1860, confirma inequívocamente que la fermentación alcohólica se debe a ciertos tipos de levadura Trabajos sobre agentes de la fermentación butírica: Descubrió la presencia de microorganismos que se desarrollaban en ausencia de oxígeno. Acuñó los términos aerobiosis y anaerobiosis. Trabajo con sus discípulos en cultivos líquidos y con métodos de inoculación y filtración

1897 Buchner obtuvo, a partir de levaduras: una preparación enzimática (zimasa) que era capaz de realizar la misma transformación de “fermentación” que las células vivas. Confluencia de los enfoques químico y biológico: Las fermentaciones son procesos químicos catalizados por enzimas presentes dentro de células vivas, que podían ser estudiados extra celularmente. De esta forma, surge la Bioquímica.

Periodo III Se realizan el cultivo de microorganismos, que llega hasta finales del siglo XIX, las figuras de Pasteur y Koch encabezan el logro de cristalizar a la Microbiología como ciencia experimental bien asentada. 25

Robert Koch (1813-1910) Establecimiento de las técnicas de aislamiento de microorganismo Medios de cultivo sólido. Identificación de morfología característica. Uso de cajas de Petri. Aportó la técnica de siembra en estría. Aislamiento e identificación de un gran número de bacterias. Base para la investigacion sobre bacterias patógenas. 1882, el médico alemán Walter Hesse, introdujo el agar-agar (polisacárido extraído de algas rojas) como nuevo agente solidificante.

De 1888 y los primeros años del siglo XX, hubo un desarrollo en De medios selectivos y de enriquecimiento. Investigaciones sobre procesos biogeoquímicos y poseedoras de características fisiológicas distintivas quimioautótrofas, fijadoras de nitrógeno. Identificación microbiana mediante reacciones bioquímicas o metabólicas.

Descubrimiento del papel de los microorganismos como agentes causales de enfermedades.

PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS EN LAS ENFERMEDADES Koch (1843-1910) 1876, Primer aislamiento y propagación in vitro del bacilo del ántrax (Bacillus anthracis). Establece el papel de las bacterias como agentes etiológicos de las enfermedades. Koch y col. descubrieron, las bacterias causantes de la tuberculosis y el cólera. En su obra “La infección de las heridas” (1882) formula las normas que han sido las bases del estudio etiológico de las enfermedades ("Postulados de Koch" ). Robert Koch Madigan, M.T.; 1996 Biología de los Microorganismos (10ª ed.) Pearson Education S.A. Madrid España.

POSTULADOS DE KOCH Establecen la relación causal entre un organismo específico y una enfermedad específica. El microorganismo debe estar presente en todos los casos de la enfermedad. El microorganismo debe ser aislado del hospedador enfermo y obtenerse en cultivo puro en el laboratorio. La enfermedad específica debe reproducirse, cuando un cultivo puro del microorganismo se inocula a un hospedador susceptible sano. El microorganismo debe ser recuperable de nuevo a partir del hospedador inyectado experimentalmente.

Periodo IV Principios del siglo XX hasta nuestros días. Se caracteriza porque los M.O. son estudiados por su complejidad fisiológica, bioquímica, genética, ecológica, etc. Surgimiento de disciplinas microbiológicas especializadas como la virología e inmunología

DESARROLLO DE LA VIROLOGÍA Descubrimiento de virus de plantas y animales. En 1892 Dimitri Ivanovski, descubre el virus del mosaico del tabaco. 1898 Loeffler y Frosch, descubrimiento de agentes patógenos “virus filtrantes” 1960-1970 se descubren numerosos virus y se determinaron sus características físicas y químicas. 1909 se descubre el virus de la poliomielitis. 1911 Descubrimiento del virus del sarampión. Perfeccionamiento del microscopio. Desarrollo de técnicas de secuenciación del ácido desoxirribonucleico (ADN). los microorganismos son clasificados con base a su estructura molecular, (tres reinos).

AVANCES RECIENTES EN MICROBIOLOGÍA 1960. descubrimiento, del código genético. Primeros estudios de recombinación de ADN que conducen a la ingeniería genética. 1962 J. Watson, descubre la estructura de doble hélice de la Molécula de ADN (premio Nobel) 1973, descubrimiento de corte de moléculas de ADN. 1980, se realizan análisis de ARN que conducen al descubrimiento de las Archaebacteria. Desarrollo industrial de la biotecnología basada en la ingeniería genética

MICROBIOLOGÍA COMO CIENCIA BÁSICA y APLICADA La Microbiología ha influido nuestras vidas Aplicaciones en la medicina, industria, agricultura y ecología. Enfermedades en plantas, animales y el hombre. En estudios de prevención y tratamiento de enfermedades bacterianas. Disminución de índices de morbilidad y mortalidad de las enfermedades . Los m.o son empleados en investigaciòn, biología molecular y la bioquímica. Por ser organismos unicelulares, los hace sencillos tanto genéticamente, como bioquímicamente, de tal manera que los sistemas microbianos son mas fáciles de abordar y entender que los organismos superiores más complejos.

BIBLIOGRAFIA Madigan, M.T.; 1996 Biología de los Microorganismos (10ª ed.) Pearson Education S.A. Madrid España. Zinsser, Joklik Willett Amos, Microbiología, Editorial Médica panamericana, 18º edición, México. Broock Thomas 1991. Microbiología. Prentice Hall. 6a Edición. México. Ingraham J. L.:1 998. Introducción a la Microbiología. Vol I. 2ª Ed. Wadsworth publishing Co. Belmont. California. E.U.