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Tema 1 - Introducción a la microbiología ambiental

Microbiología - Ciencias Ambientales URJC

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Profesor: Natalia Gómez

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TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA AMBIENTAL Microbiología: Estudio de organismos y agentes que son demasiado pequeños para poder observarlos a simple vista => Estudio de microorganismos: Células aisladas. Células asociadas: Cadenas o colonias. Virus: Microscópicos pero no son células. Tipos de microorganismos: Virus: Estructura estática proteica muy estable, no cambia, sin capacidades metabólicas propias. Sólo se pueden reproducir al infectar células (se reproducen en el interior de células vivas); pueden infectar todo tipo de células => Parásitos intracelulares obligados. Entidades simples y acelulares (no son células). Procariotas: Sin núcleo. . Arqueobacterias. . Eubacterias (Bacterias). Eucariotas: Células con orgánulos internos (núcleo, mitocondrias, cloroplastos,...). Estructuras limitadas por membrana. . Mohos mucosos. . Algas. . Protozoos. HISTORIA: Son ubicuos (están por todas partes). Son los seres vivos más abundantes de la Tierra. Antony Leeuwenhoek (1673): Creó el primer microscopio (1 sola lente pero muy potente) => Comenzó a estudiar y dibujar detalladamente los microorganismos. Primer microbiólogo. Francisco Redi (1665): 1º en rechazar la Generación Espontánea (la materia orgánica se genera espontáneamente). John Needham (1745): El más importante contra la generación espontánea, mediante ebullición demostró que los organismos morían y no volvían a nacer; se descubrió que al matar microorganismos y sellarlo éstos no se recomponían. Lázaro Spallanzani (1748): Contra la generación espontánea. Mejoró el método de Needham mediante el cierre hermético: el calor destruye los microorganismos y al cerrarlo herméticamente no se descompone la materia. Louis Pasteur (1861): Demostró mediante barreras que la generación espontánea no existe y que los microorganismos del aire descomponían la materia orgánica. Experimento de Pasteur: Matraces de cuello de cisne: Introdujo soluciones de nutrientes en matraces y los esterilizó con calor, calentó los cuellos para darles distintas formas; obtuvo un líquido estéril; los microorganismos del aire se quedaban acumulados en el cuello y no llegaban al líquido, el líquido continuaba estéril; si se inclinaba el matraz, el líquido entraba en contacto con los microorganismos y rápidamente empezaba la descomposición del líquido => Demostración de que no existe la generación espontánea y que los microorganismos están en el aire. [pic] [pic] John Tyndall (1877): Demostró que el aire sin partículas no produce deterioro de los medios estériles. Tratamiento discontinúo con calor: 1º calor suave que debilita las endosporas; luego calor fuerte => Destruye las endosporas bacterianas (endosporas de resistencia). Ferdinand Cohn (1876): Describió endosporas de Bacillus subtilis y sus propiedades de resistencia al calor. Fundó la bacteriología (estudio de las bacterias). Pasteur, Tyndall y Cohn demostraron que las bacterias podían: . Sobrevivir en el aire. . Diseminarse de un ecosistema a otro. . Adaptarse a situaciones de estrés ambiental y sobrevivir durante largos períodos. Etapa de cultivo axénico (cultivo puro) (1880 - ½ s. XX): Pasteur y Koch: . Pasteur (1857 - 1876): Los microorganismos causan la fermentación. . Pasteur y Koch: Microorganismos como agentes causantes de enfermedades infecciosas. Prevención con medidas de inmunización e higiene. . Postulados de Koch: 1. El microorganismo patógeno sospechoso debe estar en todos los enfermos y ausente en los sanos. 2. El microorganismo patógeno sospechoso debe cultivarse en un cultivo axénico, crecer y ser identificable. 3. Las células de un cultivo axénico del microorganismo patógeno aislado deben causar enfermedades al individuo sano (inoculación). 4. El microorganismo debe ser reaislado y tiene que ser igual que el original. [pic] . Koch (1883): Desarrolló métodos sencillos para el aislamiento y mantenimiento de cultivos microbiológicos axénicos en medios sólidos. Primeros medios solidificados con agar para separar unos microorganismos de otros, aislaba un tipo de colonia y la volvía a sembrar para asegurarse de que sólo había ese tipo de microorganismos. Etapa de la diversidad microbiana y nacimiento de la microbiología molecular: . Sergéi Winogradsky (1890): - Desarrolló un sistema para cultivar bacterias del suelo anaerobias, fotosintéticas y microaerófilas (necesitan [O2] < [O2 aire]) conocido como la "Columna de Winogradsky". Columna de Winogradsky: La llenó de lodo y agua donde crecen bacterias que forman capas según su metabolismo: . Anaerobias. + . Microaerófilas. Profundas . Aerobias - - Bacterias implicadas en los ciclos del N y S. - Oxidación microbiana del sulfuro de H (H2S) y del S (1887) y la oxidación de Fe2+ (1888). - Quimiolitotrofía bacteriana (oxidación de compuestos inorgánicos para obtener energía). - Autotrofía bacteriana (obtención de C a partir del CO2 del aire). - Bacterias anaerobias fijadoras de N. - Reducción de nitrato y fijación simbiótica de N. - Fundador de la microbiología del suelo. Etapa de la ecología microbiana: Ecología microbiana: Estudia la relación existente entre las condiciones ambientales y las formas de vida microbiana que hay en ellas. . Martines Beijerinck: Realizó diversos estudios: - Proceso de fijación de N por bacterias (1888). - Bacterias reductoras de sulfato (1901). - Las reacciones cíclicas mediadas por organismos son necesarias para mantener la calidad ambiental y son esenciales para soportar la vida en la Tierra. - Ubicuidad de los microorganismos y la influencia selectiva del entorno. - Técnica del cultivo del enriquecimiento: Diseño de condiciones de cultivo para favorecer el crecimiento de microorganismos con una capacidad metabólica particular (es específica de cada microorganismo). - Fundador de la virología. S. XX: Microbiología básica y aplicada: . Aspecto aplicado: - Microbiología médica y la inmunología. - Microbiología agrícola. - Síntesis de antibióticos y productos industriales => Microbiología industrial. . Desde mediados del s. XX: Genética bacteriana (herencia y variación bacteriana): Supusieron mejoras para la vida cotidiana; gran avance en aplicaciones. - Orígenes de la genética bacteriana: . Transformación: DNA libre en el ambiente. . Traducción: Mediada por un virus. . Conjugación: De una célula a otra. . Experimentos de transformación de Griffith (1928) > Streptococcus pneumoniae: - Cepa S: Streptococcus con cápsula polisacárida que permite la infección => El ratón muere. - Cepa R: No tiene cápsula por lo que no es virulenta => El ratón no muere. - Cogió cepa S, la calentó hasta que se produjo la muerte de la célula => El ratón no muere. - Cepa S muerta + Cepa R => El ratón muere porque tenía cepa S: al matar la célula ésta se rompe, por lo que había fragmentos de DNA libre procedente de las células muertas, este DNA se introdujo en las células de la cepa R, que se convirtieron en S => Muerte del ratón. Es el origen de la genética bacteriana. [pic] . Estudio de los virus: Década de los 70: - Fisiología bioquímica y genética bacteriana. - Manipulación del material genético de las células usando bacterias => Biotecnología. - Importancia de los microorganismos en la naturaleza. - Microorganismos para el mantenimiento y la restauración de la calidad ambiental (Biorremediación). Nuevo milenio: Análisis genómico: Secuenciación de genomas.

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