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Concepto de Microbiología Historia: Desde la antigüedad hasta
los primeros microscopistas
Introducción histórica a la Microbiología
Definición de microbiología
Ciencia que estudia los seres vivos que no se pueden ver a simple vista Definición implica que su objeto de estudio
está determinado por la metodología: Microscopio Técnicas de cultivo puro en laboratorio etc
Fases en la historia de la Microbiología
Periodo especulativo (desde la antigüedad hasta primeros microscopios)
Primeros microscopistas (1675 -mediados del s. XIX)
Cultivo de microorganismos (hasta finales del siglo XIX)
Hasta nuestros días: multitud de enfoques en el estudio microbiano. Ciencias “emancipadas” (Virología, Inmunología)
Fase especulativa
La humanidad conoce las actividades microbianas sin saber nada de los microorganismos: Enfermedades infecciosas “miasmas” Lucrecio (s. I a. C.): “semillas de enfermedad”
Frascatorius (1546): gérmenes vivos Alimentos y bebidas fermentados (queso,
leches fermentadas, vino, cerveza, etc
Primeros microscopistasAnton van Leeuwenhoek:
Microscopio simple Descubrimiento de los microorganismos
(“animálculos” en gota de estanque, 1675) Describe bacterias (1683)
Describe protozoos Robert Hooke: Microscopio compuesto Describe hongos filamentosos (1667)
El debate sobre la generación espontáneaIdeas asumidas desde Aristóteles
Redi (1668): experimentos que descartan la generación espontánea de animales
“Omne vivo ex ovo” Pero aún no se acepta “Omne vivo ex vivo”
La disputa entre Spallanzani y Needham Los experimentos se interpretan
erróneamente (Needham) como que al calentar los frascos el aire pierde su “fuerza vital” (vitalismo)
Pasteur zanja la polémica sobre la generación espontánea
Experimentos con frascos abiertos al aire dotados de largos cuellos curvados (“cuellos de cisne”)Una vez llevados a ebullición, no aparecen
microorganismos si el frasco no se mueve Aparecen microorganismos si el líquido alcanza el
cuello curvo “Trampas” para capturar microorganismos
El debate sobre los fermentos Dos teorías sobre el origen de las
fermentaciones: química y biológica Pasteur (1857) es llamado a resolver un problema
de las destilerías de Lille 1857: bacterias que producen ferm. láctica 1860: levaduras producen ferm. alcohólica
Descubre la fermentación butírica y la vida en ausencia de aire (anaerobiosis)
Reconciliación de las dos teorías: Buchner aísla un preparado libre de células (zimasa) de levadura
Avances técnicos: cultivo puroDos teorías sobre forma de
microorganismos: pleomorfismo y monomorfismo Su resolución dependió de cultivos puros
(laboratorio de Robert Koch) Medios sólidos a base de rodajas de patata Medios sólidos a base de gelatina Medios sólidos a base de agar-agar
Petri (en el laboratorio de Koch) inventa la placa que lleva su nombre
Medios de enriquecimiento y medios diferenciales (Beijerink, Winogradsky)
Avances técnicos: microscopios y técnicas de tinción
Koch colabora con la industria alemana del vidrio (Schott) y pide ayuda a expertos en óptica (Abbé, Zeiss)
Lentes acromáticas mejoradas Iluminación inferior con condensador Objetivo de inmersión (1878)
Koch colabora con industria química BASF: Tinciones para observar bacterias (azul de
metileno, fuchsina, violeta de genciana, etc), 1877 y siguientes
Ziehl y Neelsen: tinción diferencial AAR (1883)
Hans C. Gram: tinción diferencial Gram (1884
Papel de los microorganismos en las enfermedades infecciosasPasteur es llamado a Provenza para
resolver una enfermedad del gusano de seda (pebrina)
En 1869 identifica al protozoo Nosema bombycis como el responsable
Davaine (1863-1868): la sangre de ganado afectado por carbunco contiene grandes cantidades de microorganismos
Papel de los microorganismos en las enfermedades infecciosasKoch (1876): con su técnica de cultivo puro
aísla y propaga experimentalmente por primera vez una bacteria patógena (la responsable del carbunco o ántrax)
Primeras microfotografías de Bacillus anthtracis teñido con azul de metileno
Confirma que esta bacteria presenta una fase resistente (endosporas)
La enfermedad se puede reproducir experimentalmente al reinocular bacilos a animales de laboratorio
Postulados de Koch (1882)El agente patógeno debe estar presente en
los individuos enfermos El microorganismo debe poder aislarse del
huésped enfermo en cultivo puro El microorganismo crecido en cultivo puro,
al inocularse en animales sanos, induce en ellos la enfermedad
De estos animales experimentales inoculados y ya enfermos, se puede volver a aislar el microorganismo
La escuela de Koch aísla numerosos agentes patógenosCólera (1883) Difteria (1884) Tétanos (1885) Neumonía (1886) Meningitis (1887) Peste (1894) Sífilis (1905)
Asepsia, quimioterapiaLa introducción de anestesia (mediados
siglo XIX) trae infecciones quirúrgicas Lister introduce el uso del fenol y de sales
de mercurio (asepsia en quirófano) Paul Ehrlich: idea de las “balas mágicas” Colabora con industria química y descubre el
salvarsán, contra la sífilis “Quimioterapia”
Domagk (1935): rojo de prontosilo contra neumococos
Época de las sulfamidas
Antibioterapia
Fleming (1929): extracto crudo de penicilina (del hongo Penicillium notatum)
Chain y Florey (1940): purificación penicilina. Uso en 2ª Guerra Mundial
Descubrimiento estreptomicina (Waksman, 1944) de Streptomyces griseus
Tras la Guerra, se descubren numerosos antibióticos, producidos sobre todo por Actinomicetos
Auge de la microbiología general:litotrofía y autotrofía
Sergei Winogradsky 1888: Bacterias del hierro crecen en medios
minerales 1889: Bacterias del azufre oxidan sulfuros o
S y obtienen energía de ello litotrofía 1890: Bacterias nitrificantes fijan CO2 con la
energía de la oxidación del amonio o nitrato quimiolito-autotrofía
Auge de la microbiología general: bacterias fijadoras de nitrógeno
Winogradsky: Primer aislamiento de bacteria fijadora de nitrógeno
(Clostridium pasteurianum) Explica el ciclo del N en la biosfera Beijerink: descubre Azotobacter (1901) Demuestra que incorpora el N de atmósfera (1909)
Papel de Rhizobium en la simbiosis fijadora de las leguminosas (Hellriegel y Willfahrt, 1888; Beijerink 1888)
Incorporación de la Microbiología agrícola a las universidades y estaciones experimentales
Objeto material de la MicrobiologíaAbarca todos los organismos no visibles a
simple vista Enorme heterogeneidad de los
microorganismos Entidades subcelulares (ej: virus Virología)Procariotas ( Bacteriología)Protozoos ( Protozoología) Parte de los hongos ( Micología) Parte de las algas ( Ficología)
Definición de microorganismosSeres vivos de tamaño microscópico...
Organización biológica sencilla Acelular (virus)
Celular pero sin diferenciación de tejidos Unicelulares Cenocíticos Coloniales Pluricelulares
Objeto de la MicrobiologíaObjeto formal de la Microbiología
Básico: Estructura y función Fisiología Genética Taxonomía
Ecología, etc Aplicado (relación con intereses humanos) Todo lo relacionado con micr. patógenos
Efectos beneficiosos: biotecnología microbiana
Técnicas de estudio, manejo y control de los microorganismos
Los microorganismos dentro de la clasificación de los seres vivosLos microorganismos dentro de la
clasificación de los seres vivosA finales del siglo XVIII, los microorganismos se
“repartieron” entre los dos reinos conocidos: al reino Plantae: algas y hongos
al reino Animalia: grupo Infusoria (Lamarck) Pero esta clasificación presentaba muchas
paradojas Haeckel: árbol filogenético “darwiniano”
(1866). Propone un tercer reino: Protista: todos los seres vivos sencillos: protozoos, algas, hongos y moneras (=bacterias)
Los microorganismos dentro de la clasificación de los seres vivosMitad del s. XX: la organización celular de
las bacterias y “algas verdeazuladas” es muy diferente al del resto de seres vivos 8ª edición del Manual Bergey´s (1974)
Reino Prokaryotae, dividido en Cyanobacteria (antiguas cianofíceas)
Bacteria Reino Eukaryotae
En los años 70 se descubre que los procariotas constan de dos grupos muy distintos:
Eubacterias (hoy Bacteria) Arqueobacterias (hoy Archaea)
Organismos microscópicos y macroscópicosHay microorganismos procarióticos y
eucarióticos, pero no hay “macroorganismos” procarióticos
Diferencias entre procariotas y eucariotas PROCARIOTAS
Genóforo un solo cromosoma ADN c.d., C.C.C no membrana nuclear (no
hay núcleo auténtico) no histonas Replicación: no mitosis
Org. citoplasmano orgánulos de tipo
eucariótico no citoesqueleto ribosomas de tipo 70S
EUCARIOTASNucleoplasma varios cromosomas ADN cadena doble lineal
(terminado en telómeros) existe membrana nuclear
(hay núcleo auténtico) histonas Replicación: mitosis
Org. citoplasmaorgánulos (mitocondrias,
cloroplastos, retículo endoplásmico, aparato de Golgi, lisosomas...
existe citoesqueleto, corrientes citoplámcias
ribosomas de tipo 80S