Bolilla 1: Introducción a la Microbiología
Introducción
La microbiología es la ciencia que estudia los microorganismos, formas de vida que existen como células aisladas o en grupos, observables solo con microscopio. Una célula microbiana generalmente realiza sus procesos vitales (crecimiento, generación de energía, reproducción) de forma independiente. Excepto los virus, parásitos intracelulares obligatorios que requieren la maquinaria celular del huésped.
La microbiología estudia bacterias, hongos, protozoarios, algas y virus, clasificados en eucariotas (núcleo verdadero con membrana nuclear: hongos, algas, protozoarios) y procariotas (sin núcleo verdadero: bacterias). Los virus no son células.
¿De qué se trata la microbiología?
- Estudia células vivas y su funcionamiento.
- Investiga microorganismos, células capaces de existir de forma libre o independiente.
- Explora la diversidad microbiana y la evolución.
- Analiza el efecto de los microorganismos en el mundo, la sociedad, humanos, animales y plantas.
- Se centra en su papel como ciencia básica y cómo el conocimiento de los microorganismos ayuda a comprender la biología de organismos superiores.
Breve Recuerdo Histórico
Ver microorganismos se asocia al microscopio. Anton Van Leeuwenhoek (Holanda, 1680) fue el primero en observarlos en detalle con un microscopio simple, llamándolos «animáculos». Clasificó bacterias en cocos, bacilos y espirilos, considerándose el padre de la microscopía.
La pregunta sobre el origen de los microorganismos llevó a la teoría de la generación espontánea, refutada a mediados del siglo XVII. Louis Pasteur (Francia, 1822-1895), demostró su inexistencia y fue pionero en usar calor para esterilización (pasteurización). Desarrolló la vacuna contra la rabia y estudió el carbunco.
En 1884, Robert Koch postuló lo siguiente para establecer la causa de enfermedades infecciosas:
- El microorganismo debe estar presente en enfermos, no en sanos.
- Debe crecer en cultivo in vitro.
- Inoculado en especie susceptible, debe producir la enfermedad.
- Debe ser reaislado y cultivado, presentando las mismas propiedades.
Koch desarrolló medios de cultivo sólidos, aisló el bacilo de la tuberculosis (Premio Nobel), el vibrión del cólera y Bacillus anthracis. Diseñó la tinción AAR.
Alexander Fleming (1945) demostró que Penicillium producía penicilina, un antimicrobiano. Robert Hooke descubrió los mohos.
La microbiología ha avanzado desde Koch y Pasteur, siendo una ciencia biológica compleja y una disciplina independiente.
Ramas de la Microbiología
La microbiología se divide en:
- Médica: Estudia microorganismos patógenos para animales, humanos y plantas.
- Industrial: Amplia rama que estudia microorganismos en alimentos.
- Ambiental: Estudia el comportamiento de microorganismos en agua y suelo.
Relación con Otras Ciencias
Se relaciona con bioquímica, biotecnología, genética, inmunología, epidemiología y ecología.
Bolilla 2: Microorganismos como Seres Vivos
Los microorganismos son formas de vida unicelulares o en grupos, observables al microscopio. Generalmente realizan sus procesos vitales independientemente, excepto los virus (ácido nucleico recubierto de proteínas).
Características de los microorganismos:
- Autoalimentación/nutrición: Toman sustancias, las transforman, liberan energía y eliminan desechos.
- Autoreplicación/crecimiento: Dirigen su propia síntesis.
- Diferenciación: Forman estructuras para reproducción, dispersión o supervivencia.
- Señalización química: Responden a estímulos y interactúan con otras células.
- Evolución: Cambios hereditarios influyen en la adaptación.
Los protistas (organización simple, uni o multicelulares) se dividen en procariotas y eucariotas:
| Procariota | Eucariota |
|---|---|
| Menor tamaño | Mayor tamaño |
| Sin núcleo verdadero (sin membrana nuclear) | Núcleo verdadero (con membrana nuclear) |
| Una molécula de ácido nucleico | Varias moléculas de ADN (cromosomas) |
| División no mitótica | División mitótica |
| Sin mitocondrias ni cloroplastos | Organelos citoplasmáticos |
| Inclusiones (materiales de reserva) | Pueden presentar flagelos |
Clasificación de los Microorganismos
Bacterias
Procariotas, más pequeñas que eucariotas. Cuerpo nuclear (nucleoide) con cromosoma de ADN cíclico, sin membrana nuclear. Carecen de mitocondrias y organelos complejos, pero tienen vesículas gasíferas, gránulos y mesosomas. Membrana plasmática con bicapa lipídica, proteínas y glúcidos. Pared celular de peptidoglicano (forma, rigidez, resistencia). Tinción de Gram: Gram+ (50% peptidoglicano, 50% ácido teicoico y teicurónico, producen exotoxinas) y Gram- (10% peptidoglicano, espacio periplásmico, membrana externa con lipopolisacáridos, producen endotoxinas).
Gram + (ejemplos: Staphylococcus, Streptococcus, Bacillus, Clostridium, Mycobacterium, Corynebacterium)
Gram – (ejemplos: E. coli, Salmonella, Pseudomonas, Vibrio)
Motilidad por flagelos (flagelina). Fimbrias para adherencia (ordinarias) o conjugación (sexuales).
Micoplasmas
No son hongos. Microorganismos más pequeños de crecimiento autónomo. Sin pared celular (pleomórficos). Estructura simple, resistentes al ambiente por esteroles en membrana (requieren esteroles en medio de cultivo). Reproducción por gemación o fisión binaria. No inhibidos por antibióticos que actúan sobre la pared celular (tratamiento con eritromicina y tetraciclina). Causan enfermedades en vías respiratorias, urogenitales y articulaciones.
Ejemplos en animales:
- Bovinos: Mycoplasma mycoides (pleuroneumonía), M. bovis (neumonía, mastitis), M. bovigenitalium (neumonía, mastitis)
- Caprinos: M. mycoides (pleuroneumonía, mastitis, artritis), M. capricolum (pleuroneumonía)
- Ovinos: M. agalactiae (agalactia), M. ovipneumoniae (neumonía)
- Porcinos: M. hyopneumoniae (neumonía enzoótica), M. hyosynoviae (artritis)
- Aves: M. gallisepticum (enfermedades respiratorias crónicas), M. synoviae (sinovitis)
Rickettsias
Bacterias Gram- intracelulares obligadas en vertebrados. Pared celular con ácido murámico y diaminopimélico. ADN y ARN. División por fisión binaria. Requieren células hospedadoras vivas. Se multiplican en citoplasma hasta liberar bacterias. Cadena respiratoria completa, sintetizan algunas moléculas, obtienen nutrientes del huésped. Transmisión por artrópodos (pulgas, piojos, ácaros).
Ejemplos de enfermedades:
| Enfermedad | Agente etiológico | Vector | Reservorio animal |
|---|---|---|---|
| Fiebre manchada de las Montañas Rocosas | _R. rickettsii_ | Garrapata | Roedores, perros |
| Fiebre Q | _Coxiella burnetii_ | Garrapata | Ganado, ovejas, cabras |
| Tifus murino | _R. typhi_ | Pulga | Roedores |
Fiebre Q: zoonosis, transmisión por placenta, leche, orina, heces, vías respiratorias. Tratamiento con antibióticos. Pruebas serológicas, animales de laboratorio, embrión de pollo.
Clamidias
Parásitos intracelulares obligados (células epiteliales). Menos evolucionados que Rickettsias. Membrana y pared celular (Gram-, sin peptidoglicano). ADN y ARN. Multiplicación por fisión binaria. Dos estadios: cuerpo elemental (resistente, infeccioso) y cuerpo reticulado (reproducción intracelular). Sensibles a antibióticos. Crecen en animales de laboratorio, cultivos celulares y embriones de pollo.
Enfermedades:
- Psitacosis (fiebre de los loros): Chlamydia psittaci
- Neumonía en equinos: Chlamydia pneumoniae
- Ceguera (tracoma): Chlamydia trachomatis
Virus
Entidades submicroscópicas. Infectan animales, plantas, bacterias, hongos. Bacteriófagos (fagos) infectan bacterias. Dos estados: extracelular (infección) e intracelular (replicación). ADN o ARN, nunca ambos. Cápside (capsómeros) con diferentes formas (icosaédrica, compleja, helicoidal). Nucleocápside (cápside + ácido nucleico). Virus envueltos (membrana) o desnudos (sin membrana).