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Blgo. FABRISSIO BRAVO CUBAS
DATOS GENERALES:
1.01. Escuela Académico Profesional : Enfermería 1.02. Semestre académico : 2012 - I 1.03. Ciclo de estudios : IV 1.04. Área curricular : Formación Profesional 1.05. Requisito : Biología Celular y
Molecular 1.06. Carácter : Obligatorio 1.07. Horas semanales : 04 horas (2TEORÍA y
2PRÁCT) 1.08. Créditos : 03 1.09. Duración de la asignatura : 17 Semanas 1.10. Inicio - término : 02 Abril – 25 Julio 1.11. Docente : Blgo. Fabrissio Bravo
Cubas.
NO
NO
NO
Introducción a la Microbiología
Significado del término
Campo de estudio
Definición
MICROBIOLOGÍAMICROBIOLOGÍA
Ciencia que estudia la biología de los seres de pequeño tamaño, que no puede ser observados a simple vista, llamados microorganismos (microbio); es decir, su estructura, fisiología, genética, ecología y sus aplicaciones socioeconómicas.
Los microorganismos forman parte de la naturaleza constituyendo poblaciones mixtas de células, en las que cada célula lleva a cabo sus funciones vitales de forma independiente.
La microbiología utiliza técnicas como la esterilización, el empleo de medios de cultivo, el análisis molecular y bioquímica para el aislamiento y crecimiento de los microorganismos.
Historia de la MicrobiologíaHistoria de la Microbiología
Los sumerios, babilonios y egipcios los que emplearon a los m.o. en el empleo del pan y la cerveza.
Fracastoro (1546), Fracastoro (1546), sugiere que organismos invisibles eran causantes de las enfermedades.
Robert Hooke (1664), Robert Hooke (1664), describieron
observaciones microscópicas de hongos.
Francisco Redi (1668), Lázaro Spallanzani y Francisco Redi (1668), Lázaro Spallanzani y sobretodo Louis Pasteur,sobretodo Louis Pasteur, hicieron insostenible la “Teoría de la Generación Espontánea”; Pasteur demostró que en el aire existen estructuras similares a los animáculos.
Antoni Van LeeuwenhoekAntoni Van Leeuwenhoek (1631 – 1723).- (1631 – 1723).- Con la ayuda del microscopio descubre los microorganismos. Fue el primer científico que observó los microorganismos a los que llamó animáculos: levaduras, algas , protozoos y algunas bacterias de gran tamaño. Observó también espermatozoides y glóbulos rojos. Es considerado el padre de la padre de la Microbiología.Microbiología.
Carlos Von LinneoCarlos Von Linneo (1753).- (1753).- Clasifica sistemáticamente a los seres vivos, para ello establece categorías taxonómicas y la nomenclatura binaria. Es considerado el padre de la taxonomíapadre de la taxonomía..
Edward JennerEdward Jenner (1749 – 1823): (1749 – 1823): Realizó estudios de inmunología. Es el creador de las vacunas.
Luis PasteurLuis Pasteur (1822 - 1895): (1822 - 1895): Padre de la Padre de la Bacteriología. Bacteriología. Creador de la vacuna antirrábica.
Pasteur hizo importantes contribuciones en el campo de la química orgánica a mediados del siglo XIX, desarrolló varias vacunas, incluida la de la rabia, y desautorizó la teoría de la generación espontánea. Se le considera fundador de la microbiología. Desarrolló la teoría de los gérmenes para determinar la causa de muchas enfermedades.
John Tyndall y Ferdinand CoJohn Tyndall y Ferdinand Cohn hn descubrieron que existen infusiones incapaces de esterilizar aunque se lleven a ebullición durante horas.
Joseph Lister, Joseph Lister, relacionó los microorganismos presentes en el aire con las infecciones en heridas e introdujo sustancias bactericidas para curar heridas y esterilizar el material quirúrgico (alcohol), sentando las bases de la desinfección y la antisepsia o asepsia.
Robert Koch (1813 – 1910) Robert Koch (1813 – 1910) estudio una enfermedad (carbunco) causada por Bacillus anthracis (ántrax) que provoca la muerte y estableció cuatro postulados que demuestran la teoría microbiana de las enfermedades infecciosas. Identificó también la los microbios que causan la tuberculosis y el cólera. El bacilo de Koch es el agente causal de la tuberculosis. Recibió el premio Nóbel de medicina en 1905.
Postulados de KochPostulados de Koch
1.-El microorganismo causante de la enfermedad debe estar presente en el individuo enfermo y no en el individuo sano.
2.-El microorganismo debe ser aislado del individuo enfermo y cultivado en cultivo puro.
3.-La enfermedad debe producirse al inocular este cultivo puro en un hospedador sensible y sano.
4.-El microorganismo debe ser reaislado del individuo infectado artificialmente y mostrar las mismas propiedades del microorganismo de partida.
Christian Gram (1833), Christian Gram (1833), desarrolló un método de tinción diferencial en bacterias.
KitasatoKitasato descubrió la bacteria causante del tétanos, Clostridium tetani.
Johan Schroeter Johan Schroeter observó que en rebanadas de patata al aire, aparecían sobre ellas colonias de bacterias. Fue el primer cultivo en estado sólido.
Bejijerinck (1851 – 1933), Bejijerinck (1851 – 1933), descubre la fijación del nitrógeno por parte de los microorganismos.
Dimitri IvanovskiDimitri Ivanovski (1864 - 1920): (1864 - 1920): Descubre los virus.
Alexander Fleming (1928), Alexander Fleming (1928), descubrió la acción de la penicilina.
Max Delbruck y Salvatore Luria (1943), Max Delbruck y Salvatore Luria (1943), encontraron mutaciones espontáneas en bacterias.
Avery, Macleed y Mocarti (1944), Avery, Macleed y Mocarti (1944), probaron que el ADN era la molécula hereditaria y que las bacterias podían transferir genes mediante la transformación.
Lederberg y Tatum (1946), demostraron que algunas bacterias también podían transferir genes por contacto célula – célula (conjugación).
En 1973 se publicó un artículo en el que se demostraba la factibilidad de introducir y expresar genes foráneos en bacterias, dando lugar al resurgimiento y modernización de la biotecnología.
Luc MontagnierLuc Montagnier (1932 - …): (1932 - …): Descubre el VIH (virus del SIDA).
HookeLeeuwenhoek Carlos Von Linneo
Pasteur Alexander Fleming
Luc Montagnier
Campos de acción de la Microbiología
En la salud En la industria En el ambiente En la biotecnología
CELULA EUCARIOTACELULA EUCARIOTA
- Presenta núcleo verdadero- Membrana plasmática- Pared çelular (de celulosa sólo en vegetales)- Sistema interno de membranas- Tamaño más grande- Posee mitocondrias, ribosomas, retículo endoplásmico, aparato de golgi, peroxisomas, lisosomas, centriolos (en animales), inclusiones, etc.
CELULA PROCARIOTACELULA PROCARIOTA
- No presenta núcleo verdadero - Presenta pared celular está conformada por un
complejo llamado peptidoglucano - Presenta membrana plasmática - Posee un solo cromosoma (ADN desnudo). - Es de tamaño más pequeño - Posee organelos subcelulares - Posee ribosomas procarióticos
Nutrición y metabolismo
Origen del término
Definición
SE DERIVA DE
METABOLE
QUE SIGNIFICA
CAMBIO O TRANSFORMACIÓN
¿QUE TRANSFORMAMOS ?
A LOS NUTRIENTES
LOS CUALES SON
CARBOHIDRATOS LÍPIDOS PROTEÍNAS VITAMINAS MINERALES AGUA
A TRAVÉS DE
REACCIONES QUÍMICAS
CONOCIDAS COMO
REACCIONES METABÓLICAS
PARA OBTENER
MATERIA Y ENERGÍA
NECESARIA PARA
CRECER, REPARARSEREPRODUCIRSE, ETC.
ORIGEN
DE
LA
PALABRA
ORIGEN
DE
LA
PALABRA
SE DEFINE COMO
NECESARIAS
METABOLISMOMETABOLISMO
Anabolismo
Catabolismo
CO2 + H2O + En.
SON DE DOS TIPOS
CATABÓLICASCATABÓLICAS ANABÓLICASANABÓLICAS DEL
GRIEGO CATABOLE
QUE SIGNIFICA
DESTRUIR
SON LAS QUE
DEGRADAN MOLÉCU- LAS COMPLEJAS HAS TA MOLÉCULAS SIM- PLES
POR LO QUE
SE DESGASTAN MATERIALES
Y SE CONSUME
ENERGÍA Y MA-TERIA PRIMA
DELGRIEGO ANABOLE
EJEMPLO CARBOHIDRATOS CO2 + H2O + ENERGÍA
NECESARIO PARA
CRECER, REPARARSEREPRODUCIRSE, ETC.
CONSTRUIR
SON LAS QUE
PRODUCEN MOLÉCU- LAS COMPLEJAS A PARTIR DE MOLÉCU-LAS SIMPLES
EJEMPLO
POR LO QUE
SE PRODUCEN NUEVOS MATE-RIALES Y SE AL-MACENA ENER-GÍA
OCURREN EN
EL INTERIOR DE LA CÉLULA
REACCIONES METABÓLICASREACCIONES METABÓLICAS
GLUCOSA
DE LO COMPLEJO A LO SIMPLE
DE LO SIMPLE A LO COMPLEJO
CATABOLISMOCO2 + H2O + En.
ANABOLISMO
Nutrición
Respiración
SíntesisCOCO22 + H + H22O + EnO + En.
PROCESOS VITALES DELPROCESOS VITALES DELMETABOLISMOMETABOLISMO
SON TRES
NUTRICIÓN NUTRICIÓN RESPIRACIÓN RESPIRACIÓN SÍNTESIS SÍNTESIS
PERMITE OBTENER
NUTRIENTES
DE TIPO
ORGÁNICO INORGÁNICO
EJEMPLO
BIOMOLÉCULAS CO2, AGUA, SALES
PASAN A LA
PRODUCE
ENERGÍA BIOLÓGICAMENTE ÚTIL
POR MEDIO DE
REACCIONES QUÍMICAS DEL CATABOLISMO
UTILIZADA EN LA
FABRICA
MATERIALES CELULARES
UTILIZANDO LAS
REACCIONES QUÍMICAS DEL ANABOLISMO
++ ==
PARA ELLONECESITA Y COMO MATERIA PRIMA
Tipos de organismos
Autótrofos
Heterótrofos
FORMAN SUS PROPIOS NUTRIENTES ORGÁNICOS A PARTIR DE SUSTANCIAS INORGÁNICAS
CLASIFICACIÓN DE LOS ORGANISMOS DE CLASIFICACIÓN DE LOS ORGANISMOS DE ACUERDO AL TIPO DE NUTRICIÓNACUERDO AL TIPO DE NUTRICIÓN
SON DOS GRUPOSDE ORGANISMOS
AUTÓTROFOS AUTÓTROFOS
HETERÓTROFOS HETERÓTROFOS
DELGRIEGO
AUTO = POR SI MISMOTROPHOS = EL QUE SE NUTRE
SON LOS QUE
PUEDENSER
FOTOAUTÓTROFOS
QUIMIOAUTÓTROFOS
SU FUENTE DE ENERGÍA ES
LUZ SOLAR
ENERGÍA QUÍMICA
DELGRIEGO
HETEROS = DIFERENTETROPHOS = EL QUE SE NUTRE
ESTOS
NO PUEDEN FORMAR SUS PROPIOS NUTRIENTES ORGÁNICOS A PARTIR DE SUSTANCIAS INORGÁNICAS
DEPENDEN DE LOS
EJEMPLOS ANIMALES Y HONGOS
Conjunto de reacciones bioquímicas catabólicas y anabólicas, que transforman las sustancias nutritivas para obtener energía.
Anabolismo: reacciones de síntesis. Catabolismo: degradación de
compuestos orgánicos. Reacciones Endorgánicas. Reacciones Exorgánicas.
Los microorganismos requieren para su desarrollo y actividad celular compuestos químicos: nutrientes.
Dependiendo de las cantidades que se requieran se habla de macronutrientes y micronutrientes.
Existen diferencias en cuanto a los requerimientos nutricionales de cada microorganismo.
TipoTipo Fuente de Fuente de energíaenergía
Fuente de Fuente de carbonocarbono
EjemplosEjemplos
Fotoautótrofas Luz CO2 Algas y cianobacterias
Fotoheterótrofas Luz Compuestos orgánicos
Algas y bacterias fotosintéticas
Quimioautótrofas o Litótrofas
Química Compuesto inorgánicos: H2, NH3, NO2, H2S, CO2
Pocas bacterias
Quimioheterótrofas o Heterótrofas
Química Compuesto orgánicos: glucosa
La mayoría de bacterias
Se requieren en muy pocas cantidades y solo por algunas células:Vitaminas, Aminoácidos, purinas y pirimidinas.
La mayoría de los microorganismos son capaces de sintetizarlos.
Agua
Es el principal componente del protoplasma bacteriano; el medio donde suceden las reacciones químicas y sus productos.
La disponibilidad se mide por un parámetro denominado: actividad de agua (aw) o potencial de agua. Valores normales entre 0.90- 0.99.
Enzimas
Catalizadores biológicos de naturaleza proteica.
Su accionar es esencial en el metabolismo bacteriano.
Actúan de manera especifica a través de un sitio activo, produciendo un efecto catalítico sobre las moléculas del sustrato, convirtiéndola en un producto especifico.
Funcionan en forma secuencial: sistema multienzimatico.
OxígenoOxígeno
Los microorganismos son muy variables en cuanto a la necesidad del oxigeno.Se dividen dependiendo del efecto del oxigeno:
Aerobios estrictos: los que requieren oxigeno como aceptor terminal de electrones, no proliferan en ausencia de O2. ej. Mycobacterium bovis.
Microaerófilos: utilizan O2 a niveles muy bajos. Un 12%. No proliferen en la superficie de un medio sólido. Ej. Haemophillus suis
Anaerobios estrictos: las que no emplean oxigeno para su metabolismo, sino que obtienen su energía de reacciones fermentativas. Ej. Clostridium tetani
Anaerobios aerotolerantes: pueden crecer en presencia o ausencia de oxigeno, pero la energía la obtienen por fermentación. Ej. Bacterias acidolácticas.
Anaerobios facultativos: son bacterias que proliferan mediante procesos oxidativos, utilizando oxigeno como aceptor terminal de electrones, o en anaerobiosis, empleando reacciones de fermentación para obtener energía.
Ej. Streptococcus, E. coli
Crecimiento de poblaciones Es el aumento en el número de células de una población. Velocidad de crecimiento: Es el cambio en el número de
células o en la masa celular, experimentado por unidad de tiempo.
Durante el ciclo de division celular, todos los componentes se duplican.
Tiempo de generación: es el tiempo que se requiere para que la población se duplique.
Los tiempos de generación varían ampliamente entre las diferentes bacterias.
Ej. 1 a 3 horas, 10 min, o varios dias.
Temperatura
La temperatura es un factor ambiental importante en el control de crecimiento microbiano.
Los M.O pueden agruparse según los márgenes de temperatura que requieren.
Se distinguen 4 grupos:
1. Psicrófilos 2. Mesófilos
3. Termófilos 4. Hipertermófilos.
Clases de m.o. según la temperatura
TipoTipo Rango deRango deTemperaturaTemperatura
TemperaturaTemperaturaOptimaOptima
M.OM.O
PsicrófiloPsicrófilo 0 - 20 15 Algas
MesófiloMesófilo 20 - 40 38 E. coli
TermófiloTermófilo 40 - 70 60 Bacillusstearothermophillus
HipertermófilosHipertermófilos 90 - 115 106 Thermus acuaticus
PH
La acidez o alcalinidad de un medio tiene una gran importancia sobre el crecimiento microbiano. La mayoría de MO. Crecen a un pH entre 6 y 8.
El pH intracelular debe permanecer próximo a la neutralidad.
Definición
Funciones
AUTOPERPETUACIÓNAUTOPERPETUACIÓN
MANTENERSE POR SI MISMO
SIGNIFICA
COMO
ORGANISMO
ESPECIE
TIENE COMO FINALIDAD
LA SUPERVIVENCIA
DEL
DE LA
FUNCIONES
REQUIERE DE TRES
ESTAS SON
REGULACIÓN DELESTADO DE EQUILIBRIO
REPRODUCTORAS
ADAPTATIVAS
CON ELLAS SELOGRA
Definición
Función
FUNCIONES DE REGULACIÓN DEL ESTADO FUNCIONES DE REGULACIÓN DEL ESTADO DE EQUILIBRIODE EQUILIBRIO
PROCESOSHOMEOSTÁTICOS
SON
QUE SIGNIFICA
HOMOIS = SIMILAR
STASIS = PERMANECER
QUE PERMITEN
UN FUNCIONAMIENTO
AUTOCONSERVADOR
DE LOS
ORGANISMOS
SISTEMA DE
ESTÍMULO-RESPUESTA
LOS CUALESUTILIZAN UN
PARA
EJEMPLO
HAMBRE = NUTRICIÓN
HERIDA = CICATRIZ
PELIGRO = MOVIMIENTO
TEMPERATURA = SUDOR
METABOLISMO
CONTROLANAL
PARA LOGRAR
ESTÁN RELACIONADOS CON PROCESOS DEL
Reproducción
FUNCIONES REPRODUCTORASFUNCIONES REPRODUCTORAS
PERMITEN LA
AUTOPERPETUACIÓNDE LA ESPECIE
NUEVA DESCENDENCIA
YA QUE GENERA
IMPLICAN
REJUVENECIMIENTOY DESARROLLO
YA QUE LA
HEREDA NUEVAS
FUNCIONES METABÓLICAS Y
FUNCIONES DE AUTOPERPETUACIÓN
Adaptación
FUNCIONES ADAPTATIVASFUNCIONES ADAPTATIVAS
PERMITEN LA
PERPETUACIÓN
INDIVIDUO
DEL DE LA
ESPECIE
DENTRODE UN
CARACTERÍSTICASHEREDADAS
MEDIO AMBIENTE
O
DEPENDEN DE
POR EJEMPLO
CAPACIDAD PARA RETENER AGUA CAPACIDAD PARA RETENER O RA-
DIAR CALORCAPACIDAD PARA CONFUNDIRSE
CON EL AMBIENTE QUE LO RODEAETC.
ZORRILLOS, CACTUS
OSO POLAR, FOCAS
EJEMPLO
DESIERTO POLAR ACUÁTICOADAPTADOS AL
ADAPTADOS AL FRIO
TALES COMO
