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Clases 1 y 2 qy f

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Clases 1 y 2 qy f

  1. 1. Microbiología 2012 Dr. Alejandro Dinamarca T. Q.F. Gustavo Espinoza
  2. 2. AnatomíaFisiología 1 eucariota 9 procariotasPsicologíaFilosofíaSociología
  3. 3. Creación de bases de datos de ADN y péptidos Producción de SOMATOSTATINA en bacterias Sintesis enzimática del ADN por PCR Taq Primer genoma Inicio de la ingeniería genética secuenciado50s 60s 70s 80s 90s 2000s Primera proteína terapeutica producida por ingeniería genética El codigo genético Clonación del primer Es controlado. animal Era de la genómica funcional Chips de DNA Diagnóstico molecular Farmacología molecular Biomedicina
  4. 4. FILOGENIA MOLECULARAmplificación de rRNA 16S Análisis de restricción de rRNA 16S
  5. 5. ARCHAEABACTERIA EUCARIA
  6. 6. MICROBIOLOGÍA Definición• Estudio de organismos, normalmente, no observables a ojo desnudo, que emplea métodos y técnicas que permiten observar, aislar, cultivar, propagar y manipular estos microorganismos.
  7. 7. Objeto de estudio• Organismos inferiores a 1 milímetro de diámetro. Bacterias Microalgas Protozoos Hongos
  8. 8. MétodosEsterilidad y técnicasMedios de cultivoAislamientoPropagación y cultivoMicroscopía
  9. 9. Vibrios en cultivo de agar TCBS
  10. 10. AGRICULTURA ALIMENTOS Fijación de nitrógeno Preservación Ciclo de nutrientes Fermentación Aditivos ENFERMEDADES Calidad Diagnóstico Tratamiento y cura Prevención Detección de nuevas enfermedades AMBIENTE/ENERGÍA BIOTECNOLOGÍABio combustibles Metano Etanol Nuevos farmacéuticosBioremediación Terapia génicaBiominería, lixiviación de metales. Mos modificados genéticamente
  11. 11. Importancia de la Microbiología en la sociedad humana• Elaboración de alimentos (pan, queso, cerveza)• Salud humana (vitaminas, vacunas, antibióticos, enzimas)• Enfermedades (tuberculosis, cólera, tétanos, paludismo, ETS)• Relación con acontecimientos históricos.i) Caída del Imperio Romano.ii) Conquista del Nuevo Mundoiii) Regulación de la población. Peste negra.
  12. 12. Importancia de la Microbiología en la naturaleza.• Funcionamiento de los ciclos Biogeoquímicos.i) Carbonoii) Nitrógenoiii) Azufreiv) Oxígeno• Producción primaria. Esto es generación de biomasa a partir de fotosíntesis.• Desarrollo de la microbiología ha permitido sentar las bases de la revolución de la biomedicina.• También permitió el surgimiento de la Biotecnología Moderna. Aplicando el conocimiento en áreas como la Biotecnología Ambiental, Biotecnología de los Alimentos y farmacéutica.
  13. 13. Historia de la microbiologíaDescubrimiento de los microorganismos•Lucrecio (98-55 a C) y Fracastoro (1478-1553)propusieron que las enfermedadeseran producidas por “Criaturas Invisibles” .•Antony van Leeuwenhoek (1632-1723),Observa y describe organismosmicroscópicos utilizando microscopiosconstruidos por él mismo.
  14. 14. Anton van Leeuwenhoek• Comerciante Holandés, 1632-1724.• Desarrollo del primer microscopio.• Primer hombre en observar MO.• Principales observaciones: – Bacterias – Protozoos – Capilares sanguíneos – Espermatozoides
  15. 15. Historia de la microbiologíaDescubrimiento de los microorganismos•Leeuwenhoek publicó susdecubrimientos a través de cartasdirigidas a la Royal Society de Londres.Lo detallado de sus descubrimientos,permiten establecer que Leeuwenhoek,observó bacterias y protozoos.
  16. 16. Historia de la microbiología La generación espontánea •Francisco Redi (1626-1697), a través de experimentos con carne putrefacta postula lo incorrecto de esta teoría. •Tras el decubrimiento del mundo microscópico realizado por Leeuwenhoek, algunos pensadores reanudan la controversia acerca de la generación espontánea. Se plantéa que los microorganismos se desarrollan por generación espontánea. •En 1749 Lazzaro Spallanzani, postula que la vida es transportada por el aire. TIEMPO Agua con semillas Agua con semillas
  17. 17. Louis Pasteur• Químico Francés, 1822-1895.• Enantiómeros del ácido tartárico.• Relación Industria- Ciencia.• Algunos descubrimientos: – MO eran capaces de llevar a cabo fermentación láctica.
  18. 18. Historia de la microbiología Pasteur 1861 AireLíquido no estéril Se tuerce el Esterilizar el cuello del líquido por calor Frasco.
  19. 19. Historia de la microbiología Pasteur 1861 El polvo y Mos quedan atrapados en la pared Extremo abierto TIEMPOMedio de cultivo es Medio de cultivo se enfriado. Mantiene estéril sin crecimiento.
  20. 20. Historia de la microbiología Pasteur 1861 TIEMPO El cultivo aún estéril El cultivo pierdese pone en contacto con la su esterilidad pared del frasco. y se pone turbio
  21. 21. Historia de la microbiología•John Tyndall (1877), demuestra quela causa de la contaminación decultivos estériles se debe a lapresencia de partículas transportadaspor el aire. Desarrolla el métodoconocido actualmente comoTindalización.•Tyndall fue el descubridor demicroorganismos resistentes a altastemperaturas.•Ferdinand Cohn descubrió laexistencia de endosporas bacterianasresistentes al calor.
  22. 22. Historia de la microbiologíaDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentescausales de enfermedades. Galeno (129-199), y hasta mediados del XIX se pensaba que la causa de las enfermedades se debía a “Miasmas” o al desequilibrio en lo cuatro humores: Sangre, Flema, Bilis amarillo, Bilis negra. Agostino Bassi (1835). Observa que un microorganismo puede ser el agente causal de una enfermedad, al demostrar su relación entre la enfermedad del gusano de seda y una afección micótica
  23. 23. Historia de la microbiologíaDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentescausales de enfermedades.Irlanda, 1845, M. J. Berckeley
  24. 24. Historia de la microbiologíaDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentescausales de enfermedades. Joseph Lister (1827- 1912). 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.
  25. 25. Historia de la microbiologíaDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentescausales de enfermedades. Bacillus antrhacis como agente causal del carbunco. •Robert Koch (1876), demostró de manera directa la relación entre microorganismos patógenos y cierto tipo de enfermedades. •Koch, desarrolló una metodología especial para determinar esta relación, la que actualmente es conocida como “Postulados de Koch”.
  26. 26. Robert Koch• Médico alemán, 1843-1910.• Algunos descubrimientos: – MO causantes del carbunco. – Contagio de MO. – Esporas: Estucturas de resistencia. – MO crecen en colonias definidas y específicas. – BACILO DE LA TUBERCULOSIS “BACILO DE KOCH” – Bacilo que provoca el cólera
  27. 27. Postulados deKoch. Animal enfermo Animal sano Postulado 1 El microorganismo patógeno sospechoso debe Glóbulo rojo estar presente en todos los Glóbulo rojo casos de los individuos enfermos y ausente en los sanos Bacteria patógena
  28. 28. Postulados deKoch. Postulado 2 El microorganismo patógeno sospechoso debe ser aislado y crecido en cultivo puro Colonias Puras Inocular animales sanos con el microorganismo aislado
  29. 29. Postulados deKoch. Infestar animales sanos con las células del patógeno sospechosos Postulado 3 Las células de un cultivo puro del MO patógeno sospechoso debe causar la enfermedad en animales sanos. Animal enfermo Extraer muestras de sangre o de tejidos y observar.
  30. 30. Postulados deKoch. Extraer muestras de sangre o de tejidos y observar. Postulado 4 El microorganismo Cultivar en debe ser re aislado y laboratorio debe ser el mismo que el original del primer animal. Cultivo puro
  31. 31. Historia de la microbiología Descubrimiento de los virusCharles Chamberland, colaboradorde Pasteur, desarrolló un métodopara filtrar partículas más pequeñasque las bacterias usando un filtro deporcelana.De esta forma se descubrió que laenfermedad del mosaico del tabacoera causada por un virus.
  32. 32. Historia de la microbiología Desarrollo de las vacunas y de la inmunología.•Se estudia la resistencia de los animales a determinadas enfermedades.•Se desarrollan técnicas para proteger a los humanos de agentes patógenosbacterianos y virales.•Roux, un colaborador de Pasteur estudiando “el cólera de los pollos” observóque el cultivo por largos períodos de tiempo del agente causal de la enfermedad,producía una variedad de bacteria que perdía su capacidad de generarenfermedad, “capacidad infectiva”. A estos cultivos les llamó Atenuados.•A su vez observó que al inyectar estos cultivosatenuados en las aves, éstas desarrollaban laenfermedad pero eran capaces de resistirla.,permaneciendo sanas.•Pasteur, denominó a estos cultivos atenuados,vacunas en honor a Edward Jenner, quien fue el queutilizó estos cultivos para proteger a las ordeñadorasde la viruela.•En base a estos avances, Pasteur y Chamberland,desarrollaron una vacuna atenuada contra el carbunco,y posteriormente, Pasteur haría lo propio para larabia.
  33. 33. Historia de la microbiología Toxinas y antitoxinas.•La producción de toxinas es un mecanismo de patogenicidaddesarrollado por los microorganismos par invadir al hospedario.•Entre las enfermedades causadas por toxinas bacterianas están: ladifteria, el botulismo.•Emil von Behring y Kitazato, usando unametodología de filtrado de bacterias yusando el sobrenadante, lograron aislar latóxina que causa la difteria. •Posteriormente, la inactivaron mediante calor (por cambio leve en su estructura molecular) y luego la inyectaron en conejos. De esta manera se produjeron los primeros anticuerpos.
  34. 34. Historia de la microbiología Toxinas y antitoxinas. •Usando esta metodología, se desarrolló una antitoxina contra el tétanos.
  35. 35. DIVERSIDAD MICROBIANA BACTERIAS Y ARCHAEAS
  36. 36. + -CONTINUIDAD EXTINCIÓN
  37. 37. A BPresión de selecciónDiversidad: ADN Mutaciones + Flujo genético Horizontal
  38. 38. FILOGENIA MOLECULARAmplificación de rRNA 16S Análisis de restricción de rRNA 16S
  39. 39. ARCHAEABACTERIA EUCARIA
  40. 40. •Philum antiguo.•Encontramos organismosquimiolitótrofosoxidadores de hierro ehipertermófilos.•Aquifex es consideradocomo el miembro deBacteria máshipertermófilo, capaz decrecer a una temperaturaóptima de 85 º C.•Puede tolerar pequeñascantidades de oxígeno yutilizarle como aceptorfinal de electrones, adiferencia de loshipertermófilos deArchaea.•Aquifex no utilizamateria orgánica comofuente de energía, ya quela obtiene a través de la
  41. 41. Philums Thermodesulfobacterium yThermotoga•Presentan a géneros de bacterias deltipo hipertermófilo anaerobio estrictocon un metabolismo fermentativo.•El género Thermotoga, se caracteriza portener una cubierta llamada toga, que lecaracteriza morfológicamente.•Thermodesulfobacterium, presenta unatemperatura óptima de crecimiento de 70 ºC y es la bacteria que puede reducirsulfato más termófila.
  42. 42. Chloroflexus•Se propone como la formafotosintética más primitiva.•Procariota filamentoso que formamatas espesas en manantialestermales neutros.•Puede tener un metabolismofotótrofo organótrofo(fotoheterótrofo) o quimiótrofo(fotoautótrofo).
  43. 43. Deinococcos ThermusDeinococcus
  44. 44. Philum Espiroquetas•Las espiroquetas son bacterias gram negativas y mótiles conmorfología de resorte y flexible.•La morfología de estos procariotas les hace únicos.•Las espiroquetas se clasifican en 8 generos primarios basadosen su hábitat, patogenicidad, RNA ribosomal y característicasmorfólógicas.•Los genros de espiroquetas patógenas para el hombre, son:Treponema pallidumBorreliaLeptospira•Las enfermedades causadas por mimbros de est género son:SífilisFiebreLeptospirósis
  45. 45. PHYLUM PROTEOBACTERIAS Proteobacterias
  46. 46. PHYLUM PROTEOBACTERIAS•Es el grupo más amplio y diverso fisiológicamente•Existen cinco grupos: α, β, γ, δ y ε.•Pueden ser: Fotótrofos Quimiolitótrofos Quimiorganótrofos•Morfológicamente diverso Proteobacterias•Gram negativos
  47. 47. PHYLUM PROTEOBACTERIAS Grupos de ProteobacteriasSubdivisió GénerosAlfa n Agrobacterium Rickettsia NitrobacterBeta Neiseria Ralstonia BurkholderiaGamma Escherichia Legionella Erwinia Vibrio Salmonella PseudomonasDelta Aeromonas Proteobacterias AcinetobacterÉpsilon Campylobacter Helicobacter
  48. 48. PHYLUM PROTEOBACTERIAS Bacterias Entéricas (enterobacterias) Géneros Escherichia Salmonella Proteus Enterobacter Cepas Enteropatogénicas Cepas EnfermedadEscherichia coli O157:H7 Intoxicaciones (enterohemorrágicas) Proteobacterias Salmonella typhi Fiebres tifoideas y gastroenteritis Shigella dysenteriae Intoxicaciones, Disentería Bacilar
  49. 49. Principales estructuras de la célula procariota• Membrana plasmática• Pared celular• Membrana externa Lipopolisacárido (LPS).• Porinas• Flajelo• Estructuras de superficie e Inclusiones de reserva: Fimbrias, pelos, capa cristalina (S), glicocalix, Polímeros de reserva.
  50. 50. conceptos• Tamaño y eficiencia• Peptidoglicano• Periplasma• Lipopolisacárido (LPS)• Poli beta hidroxibutirato• Translocación de grupo• Transportador ABC (ATP-binding-casette)• Sistema de secreción

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