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1 SITIO WEB DE LA CÁTEDRA: http://microbiologiaunvime.wikispaces.com/
Microbiología La Microbiología es el estudio de los MICROORGANISMOS: organismos microscópicos que existen como células aisladas o asociadas. También estudia a los VIRUS, que son microscópicos, pero no celulares. Las células microbianas, se diferencian de las células que forman las plantas y los animales, en que estas últimas son incapaces de vivir aisladas en la naturaleza y sólo existen formando parte de organismos multicelulares. SITIO WEB DE LA CÁTEDRA:

2 LOS ORGANISMOS VIVOS SE COMPONEN DE CÉLULAS

3 RAÍCES HISTÓRICAS DE LA MICROBIOLOGÍA
Durante mucho tiempo se sospechó de la existencia de criaturas demasiado pequeñas para ser percibidas a simple vista. En 1664, Robert Hoocke describió cuerpos fructíferos de mohos. Pero la primera persona que vió microorganismos con detalle fue el holandés Antoine van Leeuwenhoek, quien en 1684 utilizó microscopios fabricados por él mismo. Fue capaz de ver organismos tan pequeños como los procariotas.

4 Microscopio de Robert Hoocke

5 Micrsocopio de Antoine van Leeuwenhoek

6 Microscopio electrónico
| Átomos 0,1 nm Moléc. pequeñas 1 nm 10 nm Lípidos Proteínas Virus Ribosomas 100 nm Bacterias pequeñas Núcleo Mayoría de las bacterias Mitocondria 1 µm 100 µm 10 µm Mayoría de células animales y vegetales Huevo de sapo 1 mm 1 cm Visión directa Microscopio óptico Medidas 1 cm = 10-2 m 1 mm = 10-3 m 1 µm = 10-3 mm = 10-6 m 1 nm = 10-3 µm = 10-9 m Microscopio electrónico

7 Uno de los temas en cuestión en aquella época era LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA, la idea de que la materia inerte podía originar seres vivos. La segunda incógnita se centraba en la NATURALEZA DE LAS ENFERMEDADES INFECCIOSAS. Se sabía que se transmitían de un individuo a otro, pero se desconocían los MECANISMOS DE LA TRANSMISIÓN. El adversario más ferviente de la GENERACIÓN ESPONTÁNEA fue el químico francés Louis Pasteur ( ). Descubrió y demostró que en el aire se encuentran las mismas células microbianas que en los materiales en putrefacción. Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.

8 Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.

9 TRESCIENTOS AÑOS DE MICROBIOLOGÍA
Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.

10 LA MICROBIOLOGÍA GIRA EN TORNO A DOS TEMAS FUNDAMENTALES

11 El campo de la microbiología puede ser dividido en varias subdisciplinas:
Fisiología microbiana: estudio a nivel bioquímico del funcionamiento de las células microbianas. Incluye el estudio del crecimiento, el metabolismo y la estructura microbianas. Genética microbiana: estudio de la organización y regulación de los genes microbianos y como éstos afectan el funcionamiento de las células. Está muy relacionada con la biología molecular. Microbiología clínica: estudia la morfología de los microbios. Microbiología médica: estudio del papel de los microbios en las enfermedades humanas. Incluye el estudio de la patogénesis microbiana y la epidemiología y está relacionada con el estudio de l patología de la enfermedad y con la inmunología. Microbiología veterinaria: estudio del papel de los microbios en la medicina veterinaria. Microbiología ambiental: estudio de la función y diversidad de los microbios en sus entornos naturales. Incluye la ecología microbiana, la geomicrobiología, la diversidad microbiana y la biorremediación. Microbiología evolutiva: estudio de la evolución de los microbios. Incluye la sistemática y la taxonomía bacterianas. Microbiología industrial: estudia la explotación de los microbios para uso en procesos industriales. Ejemplos son la fermentación industrial y el tratamiento de aguas residuales. Muy cercana a la industria de la biotecnología.  Aeromicrobiología: estudio de los microorganismos transportados por el aire. Microbiología de los alimentos: estudio de los microorganismos que estropean los alimentos. Microbiología espacial: Estudio de los microorganismos presentes en el espacio extraterrestre, en las estaciones espaciales, en las naves espaciales.

12 Subdisciplinas y otras disciplinas relacionadas
Bacteriología: Estudio de los procariontes (bacterias, arqueas). Virología: Estudio de los virus. Micología: Estudio de los hongos. Parasitología: Estudio de los parásitos, sobre todo de tipo animal o protozoario. Protistología: Estudio de los protistas. Micropaleontología: Estudio de los microfósiles. Palinología: Estudio del polen y las esporas. Ficología: También llamada Algología. Estudio de las algas y microalgas. Protozoología: Estudio de los protozoos. Micobacteriología: Estudio del género Mycobacterium

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14 CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.

15 EL ÁRBOL DE LA VIDA: los tres dominios.
PROCARIOTAS EUCARIOTAS Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.

16 LOS TRES DOMINIOS ORGANISMOS PROCARIOTAS ORGANISMOS EUCARIOTAS
DOMINIO BACTERIA DOMINIO EUKARYA DOMINIO ARCHAEA Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.

17 TAMAÑO DE VIRUS Y CÉLULAS (procariotas y eucariotas)
Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.

18 ÁRBOL DE EUKARYA Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.

19 MICROBIOLOGÍA… Reiteremos:
La microbiología se encarga del estudio de las formas microscópicas, virus, bacterias, hongos y parásitos, además de la relación que guardan con los humanos, animales, plantas, ambiente y los propios microorganismos entre sí. BACTERIA PARÁSITO HONGO VIRUS

20 ¿Qué es un virus? Etimológicamente virus significa veneno.
Son partículas simples y pequeñas. Básicamente, moléculas de ácido nucleico envueltas por una cubierta proteica (cápside). Son acelulares (no tienen organización celular).

21 ¿Qué es un virus? Son parásitos intracelulares obligados, carecen de las enzimas para llevar a cabo su metabolismo. Su única función es transportar el ácido nucleico viral de una célula hospedadora a otra. El virus cuando se encuentra en el espacio extracelular se llama VIRIÓN.

22 Componentes Genoma (composición genética): ADN o ARN. Enzimas: líticas, retrotranscriptasas Cápside: cubierta proteica. Envoltura membranosa.

23 Genoma Puede ser ADN o ARN. Los ARN Virus cuentan con una enzima llamada: retrotranscriptasa o transcriptasa inversa: ARN ADN Retrotranscriptasa o transcriptasa inversa Los virus que tienen enzima Trancriptasa inversa (como el virus VIH, el del SIDA) se llaman retrovirus.

24 Cápside Cubierta proteica que envuelve al genoma.
Formada por capsómeros.

25 Estructura Icosaédrica
Cada uno de los veinte lados de esta estructura es un triángulo equilátero, compuesto por subunidades proteicas idénticas. Característica de virus que infectan a células animales. Dentro del icosaedro se encuentra el genoma viral. Fibras Capsómeros Genoma

26 Estructura Helicoidal
Estructura Helicoidal. En este tipo de estructura, las cápsides se agrupan y se ensamblan formando una hélice cerrada, en cuyo espacio medio se encuentra el genoma.

27 Estructura compleja: Bacteriófagos “T4”
Virus que afectan únicamente a bacterias, constituidos por una cápside, ADN o ARN, y una estructura particular constituida de proteínas.

28 Envolturas membranosas
Es un fragmento de la membrana celular de la célula huésped. Los virus con envoltura son más patógenos. Los virus desnudos carecen de estas membranas.

29 Virus de la Inmunideficiencia Humana (HIV)
Virus con envoltura membranosa La presentan la mayoría de los virus animales. Como los de la gripe, viruela, hepatitis, virus del SIDA. (a) Envoltura membranosa (b) Cápside (c) Genoma (d) Glicoproteínas Codificadas por el genoma viral. Dispuestas hacia el exterior. Constituyen un sistema de anclaje en los receptores de la membrana del huésped. Median la penetración del virus en la célula huésped. Virus de la Inmunideficiencia Humana (HIV)

30 Virus envueltos glicoproteínas cápside glucoproteínas
Esquema del Virus de la Inmunideficiencia Humana (HIV) cápside Virus envueltos glucoproteínas

31 Clasificación de los virus
Los virus se pueden clasificar según varios criterios: - Por la célula que parasitan: Virus animales, vegetales o bacteriófagos (parasitan bacterias). - Por su forma: Helicoidales, poliédricos o complejos. - Por tener o no envolturas: Virus envueltos o desnudos. - Por su ácido nucleico: ADN; ARN

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33 ¿Cómo se reproducen? Deben infectar a una célula.
Una vez que infectan una célula, pueden desarrollar dos tipos de comportamiento: 1. Como agentes infecciosos produciendo la lisis o muerte de la célula (ciclo lítico). 2. Como virus atenuados, que añaden material genético a la célula hospedante promoviendo la variabilidad (ciclo lisogénico).

34 Ambos casos han sido estudiados con detalle en los bacteriófagos.
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35 OTRAS FORMAS ACELULARES
Viroides Pequeñas moléculas de ARN circular de cadena sencilla formadas por unos pocos cientos de nucleótidos. Carecen de cápside y su tamaño es una milésima parte del de los virus más pequeños. Aparecen con mayor abundancia en el núcleo de las células infectadas. Sólo han sido detectados en plantas, en las que producen una gran variedad de enfermedades y pueden ser transmitidos tanto horizontal como verticalmente. No existe ninguna evidencia de que los viroides sean traducidos a proteínas, ni se conoce cómo causan las enfermedades. Lo que sí se sabe es que son replicados por las enzimas del huésped.

36 Priones Los priones son partículas infecciosas proteicas que provocan las encefalopatías espongiformes transmisibles (degenerativas del cerebro). Poseen la misma secuencia aminoacídica que una proteína normal, pero presentan una estructura diferente, tienen alterada su estructura secundaria, y como consecuencia el plegamiento de su estructura terciaria es incorrecto . Inducen, por un mecanismo hasta ahora desconocido, la transformación de proteínas normales en anómalas. Contradicen el dogma central de la biología molecular, según el cual el flujo de información es en todos los seres vivos: ADN a ARNm a Secuencia Aminoácidos a Estructura Tridimensional Proteínas. El replegamiento de la PrP normal por acción de la PrP patológica, implica un flujo de información de una proteína a otra a nivel de estructura terciaria. La teoría de los priones propuesta por Prusiner supone la existencia de dos plegamientos para una única secuencia de amino ácidos.

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38 NUEVAMENTE EL ÁRBOL DE LA VIDA…
Extraído de “Biología de los Microorganismos”, Brock, 10 Ed.

39 Procariotas – Eubacterias -
Constituyen la mayoría de las bacterias Organismos unicelulares Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta 40 millones de células bacterianas en 1g de tierra 1 millón de células bacterianas en un 1 ml agua dulce En total, aproximadamente 5×1030 bacterias en el mundo Funciones: gran variedad de funciones que ayudan a mantener los ciclos bio-geo-químicos.

40 Procariotas – Eubacterias -
Tamaño: 1 a 10 m Hábitat: adaptadas a vivir en cualquier ambiente terrestre o acuático. Nutrición: autótrofas: fotosintéticas, quimiosintéticas. heterótrofas: saprófitas, simbióticas, parasitarias.

41 Esquema Célula Procariota

42 Puede no estar presente

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46 Procariotas - Arqueobacterias
“Fósiles vivientes” por que viven en hábitats semejantes a las condiciones de la Tierra primitiva. Ambientes termales con temperaturas > a 100 ºC, medios halófilos (muy salados). Características importantes: Tiene las mismas estructuras que el resto de las bacterias procariotas pero están constituidas por compuestos químicos diferentes. Las diferencias a nivel molecular entre arqueas y el resto de los procariotas son tan fundamentales que se las clasifica en grupos distintos. Debido a estas diferencias, las arqueas exhiben una ALTA RESISTENCIA contra los antibióticos y los agentes líticos, presión osmótica, etc. Actualmente se las considera más cercanas a los eucariotas. Tamaño y forma Diámetros 0,1 μm y más de 15 μm Diversas formas, esferas, barras, espirales, placas, finos filamentos, cuadradas y planas

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48 Uso de Archaea en tecnología e industria
Por ser extremófilas, en particular las resistentes a las ALTAS TEMPERATURAS o a los EXTREMOS DE ACIDEZ O ALCALINIDAD, son una importante fuente de ENZIMAS capaces de funcionar bajo estas duras condiciones. En la industria, las AMILASAS y GALACTOSIDASAS realizan su función a más de 100 °C, lo que permite la elaboración de alimentos a altas temperaturas, tales como leche baja en lactosa y suero de leche. Las enzimas de estas arqueas termófilas también son muy estables en solventes orgánicos, por lo que pueden utilizarse en una amplia gama de procesos relacionados a la SÍNTESIS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS. Son una parte vital del tratamiento de aguas residuales, realizando la digestión anaeróbica de los RESIDUOS .

49 uni o multicelulares

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54 PARÁSITOS Organismos eucariontes que viven a expensas de otro de distinta especie y le producen daño. Se caracterizan por desarrollar ciclos evolutivos simples o complejos. Se reconoce como ciclo evolutivo o biológico a las etapas secuenciales del desarrollo de un parásito.

55 CLASIFICACIÓN Protozoos ó Protozoarios unicelulares Metazoos
pluricelulares: helmintos artrópodos

56 Protozoos PROTOZOOS ó PROTOZOARIOS
Tripanosoma y su vector, la vinchuca

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58 METAZOOS

59 HELMINTOS GUSANOS REDONDOS: Triquinosis, filariasis, ascariasis, etc.
FORMA DE CINTA: Tenias, y otros gusanos acintados. FORMA DE HOJA: Fasciola hepática, Schistosoma.

60 ARTRÓPODOS Organismos de patas articuladas, simetría bilateral.
Cientos de especies, metamorfosis (completa, incompleta). Insectos, arácnidos, crustáceos. Pueden ser ectoparásitos o vectores de protozoos parásitos por ejemplo. Ej: Pediculus spp (piojos), Sarcoptes scabiei (ácaro de la sarna), Triatoma infestans (vinchuca),etc.

61 Sarcoptes scabiei Pediculus humanus var capitis

62 Triatoma infestans Triatoma infestans picando.

63 REPRODUCCIÓN EN PARÁSITOS
PROTOZOOS: Reproducción asexuada ó sexuada. NEMATODOS (Helmintos redondos al corte): Se reproducen por huevos o larvas. CESTODOS (Helmintos acintados): Hermafroditas, se reproducen por huevos. TREMATODOS (Helmintos con forma de hoja): Reproducción sexuada por huevos. Reproducción asexuada pasando por diferentes estados larvales. ARTRÓPODOS: La reproducción es sexual, con casos de hermafroditismo y de partenogénesis. La fecundación es generalmente interna y en muchos casos hay metamorfosis.

64 IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS
Además de su rol ecológico (ciclos biogeoquímicos), el ser humano ha utilizado desde el inicio de la civilización a estos organismos para su beneficio pues, utiliza sus procesos metabólicos para producir alimentos y medicamentos (fermentación, antibióticos), y para revertir la contaminación del suelo y de los mares (biorremediación). Por otra parte, muchos de estos organismos son causantes de enfermedades, y ésta, es la mayor importancia para el científico de la salud, ya que a partir de la comprensión de su biología, pueden ser atacadas las enfermedades producidas por ellos.