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CAPÍTULO 1Evolución de los Microorganismos & Microbiología

Diversidad de los Microorganismos

Miembros del Mundo Microbiano

Microorganismos

Celulares

Hongos

MohosLevaduras

Protista

AlgasProtozoosHongosViscosos

Bacterias

E. coli

Acelulares

Virus

ProteínaDNA oRNA

ViroidesVirusoides

RNA

Priones

Proteína

Moho

LevaduraVirus

Bacteriófago

Bacteria

Protozoario

Mohos

Bacterias

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Bacterias/Algas/Protozoarios/Hongos

Microorganismos Celulares

Bacterias

Unicelulares; procariotas. Formas básicas: cocos, bacilos, espirilos. Pared celular de peptidoglucano; se reproducen

por fisión binaria; pueden poseer flagelos.

Bacterias Hongos

Plantas sin clorofila Se dividen en mohos y levaduras; eucariotas; la

mayoría multicelulares. Pared celular de quitina. Se alimentan por absorción; mayoría saprόfitos

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Hongos Protozoarios

Unicelulares; eucariotas. Se clasifican de acuerdo a su medio de locomoción.

Pseudópodos – sarcodina Flagelos – flagelados Cilios – ciliados.

Se alimentan por absorción o por ingestión.

Protozoarios

Giardia Ameba

Algas

Unicelulares o multicelulares; eucariotas; fotosintéticas.

Producen O2 y (CH2O)x

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Algas Helmintos * Larvas, Huevos

Taenia solium Ascaris lumbricoides

Virus/ Viroides/ Virusoides/ Priones

Microbios Acelulares

Virus/Viroides y Virusoides/Priones

Virus Acelulares; parásitos intracelulares obligatorios Consisten de una cubierta de proteína y un “core”

(centro) de acido nucleíco (DNA o RNA). Viroides/Virusoides

Compuestos únicamente de RNA Viroides – parásitos de plantas Virusoides – pueden causar hepatitis

Priones – compuestos únicamente de proteínas Causan “Scrapie”, enfermedad de las vacas locas

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Virus

Bacteriófago Virus del Flú

Evolución de los Microorganismos

Estromatolitos Montículos de roca laminar que contiene la evidencia

más antigua de vida en la tierra. Se encuentran principalmente en Australia, Isla Andros

en Bahamas y en el Golfo Pérsico. Su formación y desarrollo se debe principalmente a la

actividad de las cianobacterias. Teoría endosimbiótica

Las mitocondrias y cloroplastos se originaron a partir de celulas procariotas primitivas.

Primeros Microorganismos en la Tierra

• Cianobacterias y archaea son considerados los primeros microorganismos en aparecer en la tierra

• En los seres humanos y en los animales, las enfermedades han existido desde que éstos habitan la tierra

• El primer registro de la peste negra, ocurrió en Egipto@ del 3180 BC

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Classification of Microbes

MICROBIOLOGIA

Sus Orígenes

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Microscopía

Galileo Galilei Robert Hooke Anthony van Leeuwenhoek

Anton van Leeuwenhoek (1632-1723)

No era un científico entrenado

Fabricó muchos microscopios simples

Primero en observar animálculos (bacterias, protozoarios) y espermatozoides.

Padre de la “Microbiología”

Padre de la “Bacteriología”

Padre de la “Protozoología”

Specimen holderLens

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Dibujos de Van Leeuwenhoek Frotis Sanguíneo Observado bajo un Microscopio de van Leeuwenhoek’

Erythrocytes Leukocyte

Robert Hooke

Lens

Adjustment

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Microorganismos y las Enfermedades

“Germ Theory of Disease”

Agostino Bassi Louis Pasteur Joseph Lister Robert Koch

Postulados de Koch

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Lister

Koch

Pasteur

Louis Pasteur

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Louis Pasteur (1822-1895)

Hizo estudios sobre la fermentación. Fermentación * Pasteur

Alcohólica * levaduras Àcido pirúvico CO2 + etanol

Àcido acético * bacterias Àcido pirúvico ácido acético

Hizo experimentos para refutar la generación espontánea.

Descubrió formas de vida que no utilizan oxígeno. Anaerobios

Louis Pasteur

Desarrolla el proceso de pasterización Descubrió el agente que infectaba al gusano de

seda. Desarrolló vacunas para prevenir el ántrax, el

cólera de las aves y la erisipela porcina. Desarrolla la vacuna para prevenir la rabia.

Robert Koch

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Robert Koch (1843-1910)

Hizo estudios sobre el ántrax Es causada por una

bacteria Bacillus anthracis produce

esporas resistentes a las condiciones ambientales adversas.

Desarrolló métodos para fijar, teñir y fotografiar bacterias.

Cultivo de bacterias en medios sólidos.

Robert Koch

Descubrió el bacilo que causa la tuberculosis (Mycobacterium tuberculosis).

Descubrió el agente causativo del cólera (Vibrio cholerae).

Trabajó con la tuberculina (proteína derivada de M. tuberculosis).

En 1884, publica los postulados de Koch

Postulados de Koch

Robert Koch developed a set of postulates (Figure 1.12) to prove that a specific microorganism causes a specific disease. B. anthracis causes anthrax

M. tuberculosis causes tuberculosis

Postulados de koch

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Postulados de Koch

1. El microbio debe estar presente en todos los casos de la enfermedad.

2. El microbio debe ser aislado del huésped enfermo y crecer en cultivo puro.

Postulados de Koch

3. La enfermedad debe ser reproducida cuando se introduce un cultivo puro en un huésped susceptible sano.

4. El microbio debe ser recuperado de un huésped infectado experimentalmente.

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Excepciones a los Postulados de Koch

Ejemplos Parásitos intracelulares obligatorios Rickettsias Clamydias Virus

Bacterias fastidiosas Treponema pallidum Mycobacterium leprae

Microorganismos que causa infecciones sinergesticas. Microorganismos que infectan solo al ser humano. GENERACIÓN ESPONTÁNEA

(Abiogénesis)

Generación Espontánea vs Biogénesis

Generación espontánea (abiogénesis) Aristóteles

Biogénesis Virchow

Experimentos para refutar la generación espontánea Redi Spallanzani Pasteur

Generación Espontánea

Francesco Redi Lazzaro Spallanzani Louis Pasteur John Tyndall/Ferdinand Cohn

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Francesco RediExperimentos de Redi

Flask unsealed Flask sealed Flask coveredwith gauze

Experimentos de Pasteur

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Experimento de Pasteur Conclusiones de Pasteur

El cuello de cisne permitía que el aire entrara al frasco y al caldo pero atrapaba todas las partículas incluyendo los microorganismos.

Ningún crecimiento microbiano ocurría mientras el caldo no entrara en contacto con los microbios.

Por lo tanto el aire solo no era suficiente para generar vida.

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Método Científico

Observations

Question

Hypothesis

Repeat

Experiment,includingcontrol groups

Modifiedhypothesis

Observations

Experimentaldata supporthypothesis

Experimentaldata do notsupporthypothesis

Accepthypothesis

Rejecthypothesis

Modifyhypothesis

Theoryor law

Aplicación del Método Científico

Observation:

Hypothesis Experiment Observation Conclusion

Fermentinggrape juice

Microscopic analysisshows juice containsyeasts and bacteria.

Day 1: Flasks of grapejuice are heated sufficientlyto kill all microbes.

Day 2

I. Spontaneousfermentationoccurs.

II. Air fermentsgrape juice.

III. Bacteria fermentgrape juiceinto alcohol.

IV. Yeasts fermentgrape juiceinto alcohol.

Juice in flask is inoculated withyeast and sealed.

Juice in flask is inoculated withbacteria and sealed.

Flask remainsopen to airvia curved neck.

Flask is sealed.

No fermentation;juice remainsfree of microbes

No fermentation;juice remainsfree of microbes

Bacteria reproduce;acids are produced.

Yeasts reproduce;alcohol is produced.

Reject hypothesis I.

Reject hypothesis II.

Modify hypothesis III; bacteria fermentgrape juice intoacids.

Accept hypothesis IV; yeasts fermentgrape juice intoalcohol.

Métodos de Cultivo Puro

Robert Koch Cultivos puros Medios de cultivo

Walther Hesse Agar

Richard Petri Placa Petri

Charles Chamberland Filtro de porcelana para bacterias

Métodos de Cultivo Puro

Dimitri Iwanosky /Martinus Beinjerinck TMV

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Inmunología

Edward Jenner Vacuna contra la viruela

Louis Pasteur Vacunas contra: el cólera de las aves, ántrax, rabia

Emil Von Behring / Shibazaburo Kitasato Antitoxina diftérica

Elie Metchnikoff Fagocitosis

Paul Erlich Teoría humoral

Historia: Defensas contra los Microbios

Ehrlich: Bala mágica(anticuerpos) Metchnikoff: Fagocitosis Fleming: Lisosima

Ecología Microbiana

Beijerinck and Winogradsky Finales del siglo 19 Estudiaron las bacterias en el suelo y agua

Beijerinck Desarrolo técnicas de cultivo puro para el aislamiento

de varios grupos fisioógicos representativos.

Winogradsky Ciclos Biogeoquímicos

Quimioterapia

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Quimioterapia Agentes quimioterapéuticos

Drogas Antibióticos

Paul Erlich Alexander Fleming

Penicilina

René Dubos

Paul Erlich/Salvarsán/Sífilis

Paul Erlich Treponema pallidum

Descubrimiento de la Penicilina

Fleming Penicillium

Historia de la Microbiología - Resumen

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Edad de Oro de la MicrobiologíaTable 1.2 Other Notable Scientists of the “Golden Age of Microbiology” and the Agents of Disease They Discovered

De la Microbiología

Desarrollo Moderno

Era Moderna de la Microbiología

Microbiología aplicada: agricultura, suelo, marina Microbiología básica: sistemas microbianos, bioquímica,

genética Microbiología molecular: biotecnología, genómica

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Estudio del SIDA. Efectos del interferόn. Desarrollo de nuevas vacunas; investigaciones en

inmunología. Nuevas técnicas en biología molecular y

microscopía electrónica han provisto las herramientas para avances en virología.

Landmarks in Microbiology