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diapositivas Unidad 1.pptx

  1. UNIDAD 1 INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA Docente: Angélica Pérez
  2. ¿QUÉ ES LA MICROBIOLOGÍA? • Estudio de los microorganismos microscópicos 3 palabras griegas: mikros (pequeño), bios (vida) y logos (ciencia) • La ciencia de la microbiología estudia los microorganismos y cómo funcionan. • La microbiología también estudia la diversidad y la evolución de las células microbianas, cómo surgieron los diferentes tipos de microorganismos y por qué. • Como ciencia biológica básica, la microbiología utiliza las células microbianas para investigar los procesos fundamentales de la vida. • Como ciencia biológica aplicada, la microbiología está a la cabeza de muchos avances importantes en medicina, en veterinaria, en agricultura y en la industria.
  3. LA MICROBIOLOGÍA ESTUDIA: • Células vivas y su funcionamiento • Los microorganismos, importante grupo capaz de existencia independiente • Diversidad microbiana y evolución • Funciones en la biosfera, en nuestro organismo, en el de los vegetales y animales
  4. ASPECTOS QUE ESTUDIA LA MICROBIOLOGÍA Microbiología general: herramienta para la comprensión de principios metabólicos generales, genética, división celular. Estudia: los microorganismos, su estructura, fisiología, clasificación, diversidad, procesos bioquímicos, crecimiento y su control. Microbiología aplicada: relacionada a problemas de la medicina, ambiente, industria, producción y conservación de alimentos, transformaciones de la materia orgánica y mineral en ecosistemas naturales, generación de energía, protección del ambiente, biotecnología.
  5. ÁREAS DE LA MICROBIOLOGÍA Bacteriología Estudia las bacterias, microorganismos procariotas unicelulares de estructura relativamente simple. Ejemplos: Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, etc. Micología Estudia los hongos, microorganismos eucariotas quimioheterotrofos, pueden ser unicelulares o multicelulares. Ejemplos: Aspergillus fumigatus, Histoplasma capsulatum, Candida albicans, etc. Virología Estudia los virus, agentes submicroscópicos filtrables, parásitos unicelulares obligados, que poseen un sólo tipo de ácido nucleico rodeado de una cubierta proteica. Ejemplos: Virus de la rabia, virus de la poliomielitis, virus del sarampión.
  6. ÁREAS DE LA MICROBIOLOGÍA Protozoología Estudia los protozoarios, microorganismos unicelulares eucariotas. Ejemplos: Giardia lamblia, Entamoeba histolytica, Trypanosoma cruzi, etc. Inmunología Estudia los mecanismos de defensa del huésped contra las enfermedades.
  7. APLICACIONES DE LA MICROBIOLOGÍA Microbiología Médica Es la rama de la Microbiología que se encarga de estudiar los microorganismos causantes de enfermedades (patógenos), también se encarga de la prevención y control de las enfermedades infecciosas. Microbiología de Alimentos Estudia tanto los efectos dañinos como los efectos beneficiosos de los microorganismos sobre los alimentos. El papel beneficioso incluye el uso de microorganismos en la preparación de alimentos tales como quesos, salchichas, yogur, encurtidos, etc. Por otra parte, los microorganismos son responsables de algunas de las más serias intoxicaciones alimentarias y causan también la descomposición de una gran variedad de alimentos. Microbiología del Agua Es muy importante que el agua para consumo humano y para otros usos esté pura y libre de bacterias patógenas. La Microbiología del Agua se ocupa de obtener aguas de óptima calidad y utiliza microorganismos con el fin de regenerar las aguas de desecho y hacerlas útiles.
  8. APLICACIONES DE LA MICROBIOLOGÍA Microbiología Agrícola Los microorganismos juegan un papel muy importante en la agricultura, tanto desde el punto de vista beneficioso como perjudicial. La Microbiología Agrícola estudia ambos aspectos, entre otros: el papel de los microorganismos en la formación y fertilización de los suelos, el control de los insectos dañinos para las plantas mediante el uso de microorganismos, y los efectos dañinos de los microorganismos sobre las plantas. Microbiología Veterinaria Enfermedades infecciosas de varios tipos son responsables de la muerte de muchas mascotas y de animales de granjas. La Microbiología Veterinaria se encarga de la prevención y control de esas enfermedades. Microbiología Industrial Productos de considerable valor económico se obtienen como resultado del metabolismo microbiano, usando como sustrato desechos agrícolas, desechos industriales y productos naturales de bajo costo. Entre los productos obtenidos de fuentes microbianas tenemos: antibióticos, hormonas, enzimas, etc.
  9. IMPACTO DE LOS MICROORGANISMOS EN LA ACTIVIDAD HUMANA Como agentes causantes de enfermedades: La mayoría de los microorganismos están bajo control. Sin embargo, en ciertas condiciones las enfermedades microbianas constituyen causa de morbilidad y muerte. Benéficos: productores de antibióticos (100ton/año) En la agricultura: Fijación biológica del N2 (175 millones toneladas N/año) Transformaciones de elementos: C, N. S, P, K, etc. Actividades microbianas en el rumen Enfermedades de plantas (hongos, bacterias) y su Control Biológico Energía y protección del ambiente Biocombustibles: etanol, H2, metano Polímeros biodegradables: polialcanos (β OH-butirato) Recuperación de minerales de suelos de minas
  10. IMPACTO DE LOS MICROORGANISMOS EN LA ACTIVIDAD HUMANA Alimentos Conservación de alimentos (fermentaciones ácidas) Fermentaciones láctica y alcohólica Biotecnología Organismos genéticamente modificados de interés Producción de compuestos farmacéuticos Herramientas para la transferencia de genes (seleccionados o creados)
  11. DESARROLLO HISTÓRICO DE LA MICROBIOLOGÍA La Microbiología como ciencia especializada surge recién a finales del siglo XIX. Se pueden distinguir cuatro etapas o períodos en el desarrollo de la microbiología: Período previo al descubrimiento del microscopio: este primer período se extiende desde la antigüedad hasta llegar a los primeros microscopistas. Se caracterizó por ser meramente especulativo. Período de los primeros microscopistas: se inicia con el descubrimiento de los microorganismos por Leeuwenhoek en el año 1675 y se extiende aproximadamente hasta mediados del siglo XIX. Este segundo período se distinguió por la acumulación de observaciones.
  12. DESARROLLO HISTÓRICO DE LA MICROBIOLOGÍA Período de los avances técnicos: el tercer período llega hasta finales del siglo XIX, donde el desarrollo de técnicas para el cultivo de microorganismos logró elevar la Microbiología a Ciencia Experimental bien asentada. Las figuras trascendentes de esta etapa fueron Pasteur y Koch. Período de auge de la microbiología general y surgimiento de disciplinas microbiológicas especializadas: este cuarto período se extiende desde principios del siglo XX hasta nuestros días. Se caracteriza por el estudio de los microorganismos en toda su complejidad fisiológica, bioquímica, genética, ecológica, etc., produciendo un extraordinario crecimiento de la microbiología general; como así también el nacimiento de diferentes ramas de la microbiología tales como la bacteriología, la virología, la inmunología, la microbiología médica, la microbiología agrícola, entre otras más.
  13. ROBERT HOOKE (1635- 1703) Matemático y naturalista inglés Micrographia (1665) Este libro contiene por primera vez la palabra célula y en él se apunta una explicación plausible acerca de los fósiles. Hooke descubrió las células observando en el microscopio una laminilla de corcho, dándose cuenta que estaba formada por pequeñas cavidades poliédricas que recordaban a las celdillas de un panal. Lo que estaba observando eran células vegetales muertas con su característica forma poligonal. Fue el primero en observar células
  14. ANTONI VAN LEEUWENHOEK (1632-1723) Holandés vendedor de telas y aficionado a la microscopía Construía microscopios muy simples con una sola lente para examinar diversas sustancias naturales en busca de microorganismos Descubrió las bacterias en 1676 mientras estudiaba infusiones de pimienta, e informó de sus investigaciones en una serie de cartas a la prestigiosa Royal Society de Londres, que las publicó en inglés en 1684. Fue primero que observó las bacterias, las células microbianas más pequeñas Se considera el padre de la microbiología
  15. LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA La microbiología como ciencia experimental evolucionó muy lentamente, para ello fue necesario el desarrollo de una metodología especial. La clave de su evolución fue el uso de materiales estériles y de técnicas asépticas. El desarrollo de métodos seguros para evitar las contaminaciones fue sensiblemente estimulado por las ansias de hallar solución a una controversia intensa y prolongada tales como la generación espontánea de la vida, que surgió en torno a algunas interpretaciones de tipo religioso realizadas por la autoridad moral representada por la Biblia, y de tipo lógico hechas por autoridades intelectuales (Aristóteles, Galeno, Plinio y Lucrecio)
  16. FRANCESCO REDI (1626 – 1698) Demostró en 1668 (incluso antes del descubrimiento del microscopio de van Leeuwenhoek) que los gusanos no surgían espontáneamente de la carne en descomposición. Redi llenó dos frascos con carne descompuesta. El primero quedó abierto; las moscas depositaron sus huevos en la carne y los huevos se desarrollaron hasta convertirse en larvas. El segundo frasco quedó sellado y como las moscas no podían depositar sus huevos en la carne, no aparecieron gusanos.
  17. FRANCESCO REDI (1626 – 1698) Redi concibió un segundo experimento, en el que un frasco fue cubierto con una red fina en lugar de quedar sellado. En este frasco cubierto con gasa no aparecieron larvas a pesar de la presencia de aire. Los gusanos sólo aparecían cuando se permitía que las moscas depositaran sus huevos en la carne.
  18. FRANCESCO REDI (1626 – 1698)
  19. JOHN NEEDHAM (1713- 1781) El principal defensor de la Teoría de la generación espontánea sobre el origen de la vida en la tierra. Clérigo y naturalista inglés, aseguraba que la vida podía espontáneamente de la materia muerta, como la grasa del caldo de carnero, la sopa de semillas o de almendras de donde se originaban animales microscópicos. Realizo experimentos que consistieron en hervir brevemente una mezcla de caldo de cordero para luego enfriar la mezcla en un recipiente abierto a temperatura ambiente. Posteriormente, cerró los frascos sin sellarlos completamente y, al cabo de unos días, observó la presencia de microbios. Needham estableció, a partir de sus observaciones, que los microorganismos no crecen a partir de huevos. Defendió con más fuerza la teoría de la generación espontánea, según la cual los organismos vivos se desarrollan a partir de materia “no viva” a nivel microscópico. Según Needham, este experimento logró mostrar que había una fuerza vital que producía una generación espontánea; a partir de ahí el biólogo inglés defendió fuertemente su propia teoría de la abiogénesis y el origen de la vida.
  20. JOHN NEEDHAM (1713- 1781)
  21. LAZZARO SPALLANZANI (1729 – 1799) Continuando el estudio de Redi, Spallanzani demostró que no existe la generación espontánea de la vida, abriendo camino a Pasteur. En 1769, tras rechazar la teoría de la generación espontánea, Spallanzani -que también era sacerdote- diseñó experimentos para refutar los realizados por otro sacerdote católico, el inglés John Turberville Needham, que había calentado y seguidamente sellado caldo de carne en diversos recipientes; dado que se habían encontrado microorganismos en el caldo tras abrir los recipientes, Needham creía que esto demostraba que la vida surge de la materia no viviente. No obstante, prolongando el periodo de calentamiento y sellando con más cuidado los recipientes, Spallanzani pudo demostrar que dichos caldos no generaban microorganismos mientras los recipientes estuvieran sellados
  22. LAZZARO SPALLANZANI (1729 – 1799)
  23. LOUIS PASTEUR (1822 – 18995) Con una serie de experimentos ingeniosos y persuasivos Pasteur demostró que los microorganismos están presentes en el aire y pueden contaminar soluciones estériles. En el experimento, Louis Pasteur añadió un caldo de cultivo a un matraz de cuello largo. A continuación, calentó el cuello, imprimiendo a ese un formato de tubo curvado (cuello de cisne). Después del modelado, continuó con el caldo hirviendo, sometiéndolo a una temperatura hasta el estado estéril (ausencia del microorganismo), pero permitiendo que el caldo tuviera contacto con el aire. Después de hervir, dejando el recipiente de cristal en reposo por mucho tiempo, percibió que el líquido permanecía estéril. Esto f ue posible por causa de dos f actores: El primero fue consecuencia de las trabas físicas, causadas por la sinuosidad de los cuellos de botella. El segundo, ocasionado por la adhesión de partículas de impurezas y microorganismos de las gotas de aguas formadas en la superf icie interna del cuello durante la condensación del vapor emitido por la calefacción y la refrigeración cuando está en reposo. Después de unos días para verif icar la no- contaminación, Pasteur rompió la parte superior del recipiente de cristal (cuello), exponiendo el líquido inerte a los microorganismos suspendidos en el aire, favoreciendo las condiciones para la propagación de gérmenes.
  24. LOUIS PASTEUR (1822 – 18995) Pasteur demostró que los microorganismos pueden estar presentes en la materia inerte, en sólidos, en líquidos y en el aire. Además demostró de modo concluyente que la vida microbiana puede ser destruida por el calor y que pueden idearse métodos para bloquear el acceso de microorganismos transmitidos por el aire a medios nutritivos. Estos descubrimientos constituyen la base de las técnicas asépticas, técnicas que impiden la contaminación por microorganismos no deseados y que en la actualidad representan el fundamento de la práctica habitual en el laboratorio y de muchos procedimientos médicos. Las técnicas asépticas modernas figuran entre los primeros y más importantes métodos que aprende un microbiólogo principiante.
  25. LOUIS PASTEUR (1822 – 18995)
  26. FERMENTACIÓN Y PASTEURIZACIÓN A petición de los propios vinicultores, Louis Pasteur estudió la fermentación y por qué esta descomponía y acidificaba el vino. Tras pocas semanas de estudio, Pasteur, descubrió que la sustancia que lo alteraba era el ácido láctico, producto de la fermentación láctica desencadenada por microorganismos. Para combatirlos, el científico descubrió, también, el poder bactericida del calor a temperatura de 50 a 60º C. Este proceso se denomina como la hoy, conocida, pasteurización. Con este descubrimiento, Pasteur demuestra que la producción de alcohol en la fermentación se debe a las levaduras y que la indeseable producción de sustancias que agrian el vino se debe a la presencia de organismos como las bacterias que con el calor es posible eliminar para evitar la descomposición de la bebida. En un principio su metodología fue rechazada por los productores vinícolas que se negaron a calentar el vino hasta que vieron probados los resultados del procedimiento que Pasteur proponía a través de un experimento realizado en un buque que se hacía a la mar. En él se cargaron dos barriles con vino: uno, pasteurizado; el otro, no. Al regreso del buque después de 10 meses, el primero estaba inalterado, el otro se había fermentado.
  27. FERMENTACIÓN Y PASTEURIZACIÓN .
  28. LOUIS PASTEUR (1822 – 18995) El trabajo de Pasteur sobre la rabia fue su mayor éxito, y culminó en julio de 1885 con la administración de la primera vacuna contra la rabia a un ser humano, un joven francés llamado Joseph Meister a quien había mordido un perro rabioso
  29. LOUIS PASTEUR (1822 – 18995)
  30. LA VACUNA ANTIRRÁBICA 1885 Pasteur comprueba que el germen no se desarrolla en medios de cultivo bacterianos; pero por el contrario, lo hace fácilmente si es inyectado en el sistema nervioso del perro o del conejo. Pasteur efectúa pasajes sucesivos del germen en el tejido nervioso de esos animales llegando a obtener un virus de virulencia fija, a diferencia del encontrado en la naturaleza que es de virulencia variable. Las médulas infectadas por ese germen fijo dejadas en contacto del oxígeno y en atmósfera desecada pierden su virulencia y al ser inoculado un extracto de ellas a perros comprueba que esos animales se habían vuelto resistentes a ataques ulteriores del virus virulento: la vacuna antirrábica estaba descubierta.
  31. ROBERT KOCH (1843 – 1910) La demostración de que algunos microorganismos causan enfermedades dio el impulso definitivo al desarrollo de la microbiología como ciencia biológica independiente. Ya en el siglo XVI se pensaba que había algo que inducía la enfermedad y se podía transmitir de una persona enferma a otra sana. En sus primeros trabajos, Koch estudio el carbunco, una enfermedad del ganado y, ocasionalmente, humana. El carbunco esta causado por Bacillus anthracis una bacteria que forma endosporas. Mediante cuidadosas técnicas de microscopia y tinción, Koch establecido que las bacterias siempre estaban presentes en la sangre de los animales que sucumbían a la enfermedad.
  32. ROBERT KOCH (1843 – 1910) Sin embargo, Koch argumentaba que la mera asociación de la bacteria con la enfermedad no era una demostración real de relación causa-efecto, y aprovecho la oportunidad de estudiar experimentalmente dicha relación usando carbunco en animales de laboratorio. Los resultados de esta investigación sentaron las bases del estudio de las enfermedades infecciosas desde entonces. Koch utilizo ratones como animales experimentales. Con los controles adecuados, demostró que cuando se inyectaba una gotita de sangre de un ratón infectado con carbunco en un ratón sano, este desarrollaba carbunco rápidamente. Tomo sangre de este segundo animal, la inyecto en un tercero y de nuevo observo los síntomas característicos de la enfermedad. Sin embargo, Koch dio un nuevo paso fundamental en sus experimentos. Descubrió que la bacteria del carbunco se podía cultivar en caldo nutritivo fuera del hospedador, e incluso después de muchas transferencias de cultivo en laboratorio la bacteria seguía causando la enfermedad al ser inoculada en un animal sano.
  33. ROBERT KOCH (1843 – 1910)
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