- Justificación.
- Desarrollo histórico de
la microbiología. - Técnicas de la
microbiología - Clasificación de los
microorganismos. - ¿Cómo afectan
los microorganismos nuestra vida? - ¿Cómo combatir
los microorganismos? - Los microorganismos en la
industria. - Los microorganismos en la
producción de alimentos. - Los microorganismos en la
industria farmacéutica. - Los microorganismos en la
agricultura. - Los microorganismos en la
ganadería. - Los microorganismos en la
formación de humus. - Enfermedades producidas por
los microorganismos: - Control
biológico. - Glosario.
- Bibliografía.
La Microbiología, el estudio de los
organismos microscópicos, deriva de 3 palabras
griegas: mikros (pequeño), bios
(vida) y logos (ciencia)
que conjuntamente significan el estudio de la vida
microscópica.Para mucha gente la palabra microorganismo le trae a la mente un grupo de
pequeñas criaturas que no se encuadran en ninguna de
las categorías de la pregunta clásica: ¿
es animal, vegetal o mineral ? Los microorganismos son
diminutos seres vivos que individualmente son demasiado
pequeños como para verlos a simple vista. En este
grupo se incluyen las bacterias,
hongos
(levaduras y hongos filamentosos), virus,
protozoos
y algas microscópicas.
Normalmente tendemos a asociar estos pequeños
organismos con infecciones, enfermedades
como el SIDA, o
deterioro de alimentos.
Sin embargo, la mayoría de los microorganismos
contribuyen de una forma crucial en el bienestar de la Tierra
ayudando a mantener el equilibrio
de los organismos vivos y productos
químicos en nuestro medio ambiente: Los
microorganismos de agua dulce
y salada son la base de la cadena alimentaria en
océanos, lagos y ríos; los microorganismos del
suelo
destruyen los productos de desecho e incorporan el gas
nitrógeno del aire en
compuestos
orgánicos, así como reciclan los productos
químicos en el suelo, agua y aire; ciertas bacterias y
algas juegan un papel importante en la fotosíntesis, que es unproceso que
genera nutrientes y oxígeno a partir de luz solar y
CO2 siendo un proceso
crítico para el mantenimiento de la vida sobre la Tierra;
los hombres y algunos animales
dependen de las bacterias que habitan en sus intestinos para
realizar la digestión y síntesis de algunas vitaminas
como son la K y algunas del complejo B. Los microorganismos
también tienen aplicaciones industriales ya que
se utilizan en la síntesis de productos
químicos como son acetona, ácidos
orgánicos, enzimas,
alcohol y
muchos medicamentos. El proceso de producción de acetona y butanol por
bacterias fue descubierto en 1914 por Chaim Weizmann, un
polaco que trabajaba en Inglaterra
para Winston Churchill. Cuando estalló la primera guerra
mundial en agosto de ese año, la producción
de acetona era esencial en el proceso de fabricación
de las municiones, por lo que el descubrimiento de Weizmann
jugó un papel determinante en el desarrollo
de la guerra.
Después de la guerra, rehusó todos los honores
que le propuso el gobierno
británico. Sin embargo, utilizó su influencia
para que el gobierno británico ayudara a establecer
el estado
judío en Palestina. En 1949, Weizmann fue elegido el
primer presidente de Israel. La
industria alimentaria también usa
microorganismos en la producción de vinagre, bebidas
alcohólicas, aceitunas, mantequilla, queso, yogurt y
pan. Además, las bacterias y otros microorganismos
ahora pueden ser manipulados para producir sustancias que
ellos normalmente no sintetizan. A través de esta
técnica, llamada ingeniería
genética, las bacterias pueden producir
importantes sustancias terapéuticas como insulina,
hormona de crecimiento humana e interferón.
Actualmente sabemos que los microorganismos se encuentran en
todas partes; pero hace poco, antes de la invención
del microscopio,
los microorganismos eran desconocidos para los
científicos. Miles de personas morían en las
epidemias cuyas causas no se conocían. El deterioro de
los alimentos no se podía controlar siempre y muchas
familias enteras morían debido a que no
existían vacunas y antibióticos
disponibles para combatir las infecciones.- INTRODUCCIÓN
Este trabajo lo
hemos hecho con el propósito de aprender más
íntegramente acerca de la microbiología, sus
pioneros, su historia, y
todo lo que se refiere a esta palabra.Con esta investigación podemos conocer muchos
aspectos de la microbiología que aún no
conocíamos y nos servirán para demasiado para
nuestras vidas. Por ejemplo, cuidando nuestra salud y la de nuestra
familia.
Aconsejándoles a usar las técnicas necesarias para mantener los
alimentos libres de microorganismos, y así estaremos
mucho más protegidos de cualquier enfermedad
patógena.Además con este trabajo nosotras estaremos
preparadas para cumplir las pruebas
ícfes o para cualquier examen posterior.3.
DESARROLLO HISTORICO DE LA MICROBIOLOGIAAunque los microorganismos se originaron hace
aproximadamente 4.000 millones de años, la
microbiología es relativamente una ciencia joven. Los
primeros microorganismos se observaron hace 300 años y
sin embargo pasaron unos 200 años hasta que se
reconoció su importancia.
La
microbiología surgió como ciencia tras el
descubrimiento, gracias al perfeccionamiento del microscopio,
de los microorganismos. El naturalista holandés Antoni
van Leeuwenhoek fue el primero en describir, en 1683, estos
organismos (a los que bautizó como
"animálculos"), que observó con la ayuda de un
microscopio construido por él mismo.Descubrimiento de la función de los microorganismos como
causantes de enfermedades (Koch y la bacteria del
carbunco)
Ya en 1546 Girolano Fracastoro había sugerido que las
enfermedades podían deberse a organismos tan
pequeños que no podían verse y que eran
transmitidos de una persona a
otra. Sin embargo, el descubrimiento de que las bacterias
pueden actuar como agentes específicos de las
enfermedades infecciosas en los animales fue realizado a
través del estudio del carbunco, infección
grave de los animales domésticos que es transmisible
al hombre. La
demostración concluyente de la causa bacteriana o
etiología del carbunco la proporcionó en 1876
Robert Koch, un médico rural alemán. Kosch
empezó a estudiar el mundo microbiano después
de que su mujer le
regalara por su 28 cumpleaños un microscopio. Seis
años después Koch anunció al mundo que
había encontrado la bacteria del carbunco (Bacillus
anthracis). Posteriormente él y sus colaboradores
descubrieron las bacterias que causan la tuberculosis
y el cólera.
Esta serie de experimentos
se ajustaban a los criterios necesarios para poder
establecer la relación causal entre un organismo
específico y una enfermedad específica. Estos
criterios se conocen como los postulados de Koch:1.- El microorganismo debe estar presente en todos los
casos de la enfermedad.
2.- El microorganismo debe ser aislado del hospedador enfermo
y obtenerse en cultivo puro en el laboratorio.
3.- La enfermedad específica debe reproducirse cuando
un cultivo puro del microorganismo se inocula a un hospedador
susceptible sano.
4.- El microorganismo debe ser recuperable de nuevo a partir
del hospedador inyectado experimentalmente.El descubrimiento posterior de los virus (Dimitri
Ivanovski en 1892; el virus del mosaico del tabaco
pasaba los filtros que retenían a las bacterias),
agentes que no crecen en medios
artificiales en el laboratorio como lo hacen las bacterias,
han permitido realizar algunas modificaciones en los
postulados de Koch.
Este trabajo sobre el carbunco condujo rápidamente a
la edad de oro de la
bacteriología. En 25 años la mayoría de
los agentes bacterianos de las principales enfermedades
humanas habían sido descubiertos y descritos.
Manteniendo sus
propiedades antimicrobianas. Después de ensayar 605
sustancias con estas características encontró
un compuesto, el 606, que cumplía estos requisitos. A
esta sustancia la llamó Salvarsan y fue el primer
compuesto químico sintetizado en laboratorio que
podía curar una enfermedad sin ser tóxico para
el paciente. Gracias a este descubrimiento le concedieron el
premio Nobel en 1908. Hoy en día ya no se utiliza
salvarsan para tratar la sífilis ya que ha sido reemplazado por
un producto
mucho más efectivo, el antibiótico
penicilina.Louis Pasteur
Louis Pasteur fue un químico y biólogo
francés que fundó la ciencia
de la microbiología. Comenzó investigando los
procesos
de fermentación del vino y la cerveza y
descubrió la existencia de las bacterias que
interferían en este proceso. Aplicó sus
conclusiones al estudio de la causa y el desarrollo de las
enfermedades y demostró la teoría de los gérmenes como
causantes de las mismas. También desarrolló
vacunas
que consiguieron salvar miles de vidas.Pasteur observó que en la fabricación de la
cerveza y el vino, a veces los dos líquidos resultaban
buenos y otras agrios. Decidió estudiar el proceso con
el microscopio y descubrió que cuando la
fermentación era normal participaban las
pequeñas células de la levadura. En cambio,
cuando resultaban agrios era porque en el proceso
participaban organismos como las bacterias.Antoni van Leeuwenhoek:
(1632-1723), fabricante holandés de microscopios
pionero en descubrimientos sobre los protozoos, los
glóbulos rojos de la sangre, el
sistema de
capilares y los ciclos vitales de los insectos.Nacido en Delft, Leeuwenhoek recibió escasa
formación científica. Mientras trabajaba como
comerciante y ayudante de cámara de los alguaciles de
Delft, construyó como entretenimiento diminutas lentes
biconvexas montadas sobre platinas de latón, que se
sostenían muy cerca del ojo. A través de ellos
podía observar objetos, que montaba sobre la cabeza de
un alfiler, ampliándolos hasta trescientas veces
(potencia
que excedía con mucho la de los primeros microscopios
de lentes múltiples). En 1668 confirmó y
desarrolló el descubrimiento de la red de capilares del
italiano Marcello Malpighi, demostrando cómo
circulaban los glóbulos rojos por los capilares de la
oreja de un conejo y la membrana interdigital de la pata de
una rana. En 1674 realizó la primera descripción precisa de los
glóbulos rojos de la sangre. Más tarde
observó en el agua de
un estanque, el agua de lluvia y la saliva humana, lo que
él llamaría animálculos, conocidos en la
actualidad como protozoos y bacterias. En 1677
describió los espermatozoos de los insectos y los
seres humanos.Leeuwenhoek se enfrentó a la teoría, por
aquel entonces en vigor, de la generación
espontánea demostrando que los gorgojos, las pulgas y
los mejillones no surgían espontáneamente a
partir de granos de trigo y arena, sino que se desarrollaban
a partir de huevos diminutos. Describió el ciclo vital
de las hormigas mostrando que las larvas y pupas proceden de
huevos. También examinó plantas y
tejidos
musculares, y describió tres tipos de bacterias:
bacilos, cocos y espirilos. Con todo, mantuvo en secreto el
arte de
construir sus lentes, por lo que no se realizaron nuevas
observaciones de bacterias hasta que se desarrolló el
microscopio compuesto en el siglo XIX.Robert Koch
(1843-1910), científico alemán galardonado
con el premio Nobel iniciador de la bacteriología
médica moderna; aisló varias bacterias
patógenas, incluida la de la tuberculosis, y
descubrió los vectores
animales de transmisión de una serie de enfermedades
importantes.Nacido en Klausthal-Zellerfeld el 11 de diciembre de 1843,
Koch se incorporó a la Universidad de Gotinga en 1862, donde
estudió botánica, física y matemáticas e inició la carrera
médica, que ocuparía el resto de su vida. Tras
breves estancias en el Hospital General de Hamburgo y en una
institución para niños discapacitados psíquicos,
comenzó a ejercer la medicina
privada. Sus actividades profesionales no le impidieron
desarrollar otros intereses como la arqueología, la
antropología, las enfermedades
ocupacionales, como el envenenamiento por plomo, y el
emergente campo de la bacteriología.Su primer descubrimiento importante se produjo en la
década de 1870, cuando demostró que el carbunco
infeccioso, también conocido como ántrax,
sólo se desarrollaba en los ratones cuando el material
inyectado en su torrente sanguíneo contenía
bastones o esporas viables del Bacillus anthracis. El
aislamiento del bacilo del carbunco por parte de Koch
constituyó un hito histórico, ya que por
primera vez pudo demostrarse sin duda cuál era el
agente causante de una enfermedad infecciosa. Quedó
claro que las enfermedades infecciosas no estaban causadas
por sustancias misteriosas, sino por microorganismos
específicos, en este caso bacterias. Koch
mostró también cómo debe trabajar el
investigador con dichos microorganismos, cómo
obtenerlos a partir de animales infectados, cómo
cultivarlos artificialmente y cómo destruirlos. Koch
comunicó sus observaciones al gran patólogo
alemán Julius Friedrich Cohnheim y sus colaboradores,
uno de los cuales era el bacteriólogo Paul Ehrlich,
pionero de la inmunología moderna.En 1880, tras finalizar un importante trabajo
bacteriológico sobre infecciones en las heridas, fue
nombrado consejero del gobierno en el Departamento Imperial
de la Salud en Berlín, donde, a partir de entonces,
llevó a cabo la mayoría de sus investigaciones. En 1881 dio a conocer sus
estudios sobre la tuberculosis y al año siguiente
anunció que había aislado el bacilo responsable
de tan terrible enfermedad. Sus hallazgos fueron confirmados
por investigadores de todo el mundo. El descubrimiento
permitió mejorar las técnicas
diagnósticas mediante la identificación del
bacilo en las excreciones corporales, especialmente en los
esputos.Koch dedicó entonces su atención al cólera, que en 1883
había alcanzado niveles de epidemia en la India. Se
desplazó allí, identificó el bacilo
causante de la enfermedad y descubrió que era
transmitido a los seres humanos sobre todo a través
del agua. Más tarde viajó a África,
donde estudió las causas de las enfermedades
transmitidas por insectos.En 1891 Koch fue nombrado director del Instituto de
Enfermedades Infecciosas de Berlín (que en la
actualidad lleva su nombre), creado para la
investigación médica especializada.
Permaneció al frente del mismo hasta el día de
su jubilación en 1904. En 1905 obtuvo el Premio Nobel
de Fisiología y Medicina. Murió el
27 de mayo de 1910 en el balneario alemán de
Baden-Baden.El siglo XX: los grandes avances
A finales del siglo XIX y comienzos del XX, diversos
microbiólogos como el ruso Serguei Winogradsky,
considerado el fundador de la ecología microbiana moderna,
emprendieron las investigaciones sobre el metabolismo de las bacterias (estudios
iniciados por Pasteur). Winogradsky estableció que las
bacterias funcionan según dos modelos:
la aerobiosis, que se basa en el consumo de
oxígeno; y la anaerobiosis, que permite a las
bacterias vivir en un ambiente
desprovisto por completo de oxígeno. Winogradsky
descubrió las bacterias quimiosintéticas, puso
de manifiesto la participación de los microorganismos
en el ciclo de la urea y fue uno de los primeros en estudiar
las bacterias simbióticas.El estudio de los virus se desarrolló especialmente
en el primer tercio del siglo XX. En efecto, a pesar de que
en el año 1905 varios microbiólogos
habían demostrado que las enfermedades víricas
conocidas se debían a agentes patógenos
minúsculos y no a las toxinas, los virus siguieron
siendo invisibles; y su naturaleza, desconocida, hasta la
década de 1930. En 1935 el bioquímico
estadounidense Wendell Stanley logró aislar y
cristalizar un virus: el del mosaico del tabaco. En 1938 se
observaron por primera vez los virus gracias a la
invención del microscopio electrónico.
Después, en las décadas de 1960 y 1970 se
descubrieron numerosos virus y se determinaron sus
características físicas y químicas.Posteriormente, las investigaciones microbiológicas
se sirvieron de diversas técnicas innovadoras, como el
microscopio electrónico de barrido o las
técnicas de secuenciación del ácido
desoxirribonucleico (ADN). Gracias
a todos estos avances, los microorganismos se clasificaron en
función de su estructura
molecular, incluyéndolos en tres reinos. De
este modo, las bacterias forman el conjunto de los
procariotas, es decir, organismos en los que el material
genético, en forma de ADN, se encuentra libre en el
citoplasma y no incluido en un núcleo: pertenecen al
reino Móneras. Los restantes organismos unicelulares
se clasifican como eucariotas (en los que el genoma
está incluido en el núcleo celular). Entre
estos eucariotas unicelulares se distinguen los que
pertenecen al reino Protistas (grupo que engloba a los
protozoos y algas unicelulares) y los que pertenecen al reino
Hongos (las levaduras). Los virus constituyen un mundo
aparte, ya que no pueden reproducirse por sí mismos,
sino que necesitan parasitar una célula viva para completar su ciclo
vital.Por último, el descubrimiento de los priones por
Stanley Prusiner y su equipo en 1982 ha abierto una
vía de estudio dentro de la microbiología. Los
priones, simples proteínas desprovistas de material
genético, suscitan numerosos interrogantes sobre su
funcionamiento y modo de transmisión. - JUSTIFICACIÓN
- TÉCNICAS DE LA
MICROBIOLOGÍA
Un método
fundamental para estudiar las bacterias es cultivarlas en un
medio líquido o en la superficie de un medio sólido
de agar. Los medios de cultivo contienen distintos nutrientes que
van, desde azúcares simples hasta sustancias complejas
como la sangre o el extracto de caldo de carne. Para aislar o
purificar una especie bacteriana a partir de una muestra formada
por muchos tipos de bacterias, se siembra en un medio de cultivo
sólido donde las células que se multiplican no
cambian de localización; tras muchos ciclos reproductivos,
cada bacteria individual genera por escisión binaria una
colonia macroscópica compuesta por decenas de millones de
células similares a la original. Si esta colonia
individual se siembra a su vez en un nuevo medio crecerá
como cultivo puro de un solo tipo de bacteria.
Muchas especies bacterianas son tan parecidas
morfológicamente que es imposible diferenciarlas
sólo con el uso del microscopio; en este caso, para
identificar cada tipo de bacteria, se estudian sus
características bioquímicas sembrándolas en
medios de cultivo especiales. Así, algunos medios
contienen un producto que inhibe el crecimiento de la
mayoría de las especies bacterianas, pero no la de un tipo
que deseamos averiguar si está presente. Otras veces el
medio de cultivo contiene determinados azúcares especiales
que sólo pueden utilizar algunas bacterias. En algunos
medios se añaden indicadores de
pH que cambian
de color cuando uno
de los nutrientes del medio es fermentado y se generan
catabolitos ácidos. Si las bacterias son capaces de
producir fermentación, generan gases que
pueden ser apreciados cuando el cultivo se realiza en un tubo
cerrado. Con otros medios de cultivo se identifica si las
bacterias producen determinadas enzimas que digieren los
nutrientes: así, algunas bacterias con enzimas
hemolíticas (capaces de romper los glóbulos rojos)
producen hemólisis y cambios apreciables
macroscópicamente en las placas de agar-sangre. Los
diferentes medios y técnicas de cultivo son esenciales en
el laboratorio de microbiología de un hospital, pues
sirven para identificar las bacterias causantes de las
enfermedades infecciosas y los antibióticos a los que son
sensibles esas bacterias.
3.2 Esterilización:
La esterilización es un proceso esencial para el
funcionamiento de un hospital, en el cual se deben utilizar todos
los instrumentos quirúrgicos, implantes y muchos otros
dispositivos absolutamente esterilizados. La desecación y
la congelación eliminan muchas especies de bacterias, pero
otras simplemente permanecen en estado
vegetativo. El calor seco o
húmedo elimina todas las bacterias combinando
adecuadamente factores como la temperatura a
la que se someten y el tiempo de
exposición. Se puede esterilizar por calor
seco en estufas a más de 160 °C durante media hora, o
por calor húmedo en autoclaves a 120 °C durante 20
minutos y a presión
superior a la atmosférica. La ebullición a 100
°C no elimina todos los gérmenes patógenos
(entre los que no sólo están incluidas las
bacterias sino también virus y levaduras). Otro medio
habitual de esterilización, utilizado para objetos no
resistentes al calor, son los medios químicos: el
ácido fénico, iniciador de la era de la antisepsia
(véase Fenol), el ácido cianhídrico, el
óxido de etileno, la clorhexidina, los derivados
mercuriales, los derivados del yodo (especialmente la povidona
yodada) y muchas otras sustancias. El alcohol etílico no
produce esterilización completa. Otro medio de
esterilización actual son las radiaciones ionizantes
(beta, gamma).
3.3 Pasteurización:
Pasteurización, proceso de calentamiento de un
líquido, en particular de la leche, hasta
una temperatura que oscila entre 55 y 70 °C para destruir las
bacterias perjudiciales, sin producir cambios materiales en
la composición, en el sabor, o en el valor
nutritivo del líquido. El proceso se llama así en
honor del químico francés Louis Pasteur, quien lo
ideó en 1865 con el fin de inhibir la fermentación
del vino y de la leche. La leche se pasteuriza al calentarla a 63
°C durante 30 minutos, luego se enfría con rapidez, y
se envasa a una temperatura de 10 °C. La cerveza y el vino se
pasteurizan al ser calentados a unos 60 °C durante unos 20
minutos; también se hace, según un método
más reciente, calentando a 70 °C durante 30 segundos y
envasando en condiciones estériles.
Son sustancias usadas por sus propiedades
antisépticas, es decir, por su facultad de matar
microbio o gérmenes nocivos a los animales y a las
plantas, las enfermedades contagiosas, las pestes y las
infecciones se producen por la acción de algunos microbios que en
medicina son llamados gérmenes patógenos,
estos gérmenes se encuentran en el aire, en el polvo
y en los objetos. Las sustancias desinfectantes realizan
una función destructora de estos seres no vivos y
por esta razón la desinfección es una medida
higiénica y preventiva que debe realizarse
periódicamente para prevenir enfermedades.Los desinfectantes son una arma clave para protegernos
de los microorganismos ya que estos se encuentran en casi
todas partes por eso los desinfectantes van destruyendo los
microorganismos o impidiendo su desarrollo y asimismo
protegen el área donde actúan durante un
lapso de tiempo.Basado en los hallazgos del fisiólogo
alemán Theodor Schwann y del bioquímico
francés Louis Pasteur, Lister desinfectaba las
heridas quirúrgicas y accidentales con una
solución de ácido carbólico, y en
cinco años redujo la tasa de mortalidad de las
amputaciones importantes de un 45 por ciento a un 12 por
ciento.Los desinfectantes cumplen un papel muy importante en el
campo de la salud ya que si no fuera por estos por una
simple herida podrían amputar cualquiera de nuestros
miembros.3.5 Antisépticos:
Agentes físicos o químicos que evitan la
putrefacción, infección o cambios similares,
de los alimentos y tejidos vivos, destruyendo los
microorganismos o impidiendo su desarrollo. Desde la
antigüedad los alimentos se han conservado gracias al
empleo
de agentes antisépticos como el calor durante la
cocción, la sal y el vinagre en la salazón y
adobo, y el humo de la madera
(que contiene creosota, un compuesto similar al
ácido carbólico) en el ahumado de las carnes.
En la actualidad, los principales agentes
antisépticos en la conservación de los
alimentos son el calor y el frío utilizados en
procesos como el enlatado, la pasteurización y la
refrigeración. La irradiación
es otro medio de conservación de los alimentos.El uso de antisépticos en el cuidado y
tratamiento de las heridas fue introducido por el cirujano
inglés Joseph Lister en 1865. Basado
en los hallazgos del fisiólogo alemán Theodor
Schwann y del bioquímico francés Louis
Pasteur, Lister desinfectaba las heridas quirúrgicas
y accidentales con una solución de ácido
carbólico, y en cinco años redujo la tasa de
mortalidad de las amputaciones importantes de un 45 por
ciento a un 12 por ciento. Se han introducido otros muchos
antisépticos, entre los cuales los más
importantes son el bicloruro de mercurio, el yodo, el
ácido bórico, los hipocloritos, el
mercurocromo y el mertiolato. El cloro se utiliza en la
esterilización del agua, en especial en los sistemas
públicos de suministro de agua y en las
piscinas.- Desinfectantes:
- Tinción:
Tinción de Gram, método de identificación
de bacterias mediante una tinción específica.
Desarrollado por el médico danés Hans Christian
Joachim Gram, es un procedimiento
utilizado universalmente. En un primer momento las bacterias se
tiñen con violeta de genciana (derivado metilado
anilínico) y después se tratan con la
solución de Gram (1 parte de yodo, 2 partes de yoduro
potásico y 300 partes de agua); por último se lavan
con alcohol etílico, y unas bacterias retienen el fuerte
color azul de la violeta de genciana y otras se decoloran por
completo. A veces se añade una contratinción con
fucsina o eosina para teñir las bacterias decoloradas de
color rojo y hacerlas más visibles.
Se denominan bacterias Gram positivas a aquellas que retienen
la tinción azul y bacterias Gram negativas a las que
quedan decoloradas. Algunas bacterias presentan capacidad
variable de tinción de Gram y se llaman Gram variables.
Bacterias Gram positivas típicas son los estafilococos que
producen forúnculos; Gram negativas representativas son la
Escherichia coli de la flora intestinal o los bacilos de la tos
ferina; Gram variables son los bacilos de Koch de la
tuberculosis.
Los virus son entidades no celulares de muy
pequeño tamaño (normalmente inferior al del
más pequeño procariota), por lo que debe de
recurrirse al microscopio electrónico para su
visualización. Son agentes infectivos de naturaleza
obligadamente parasitaria intracelular, que necesitan su
incorporación al protoplasma vivo para que su material
genético sea replicado por medio de su asociación
más o menos completa con las actividades celulares
normales, y que pueden transmitirse de una célula a otra.
Cada tipo de virus consta de una sola clase de
ácido nucleico (ADN o ARN, nunca ambos), con capacidad
para codificar varias proteínas, algunas de las cuales
pueden tener funciones
enzimáticas, mientras que otras son estructurales,
disponiéndose éstas en cada partícula
virásica (virión)
alrededor del material genético formando una estructura
regular (cápsida); en algunos virus existe, además,
una envuelta externa de tipo membranoso, derivada en parte de
la
célula en la que se desarrolló el virión
(bicapa lipídica procedente de membranas celulares) y en
parte de origen virásico (proteínas).
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REPLICACION:
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Ciclos lítico y lisogénico de un
bacteriófago
Todos los bacteriófagos (virus que parasitan
bacterias) tienen un ciclo lítico, o infeccioso, en
el que el virus, incapaz de replicarse por sí mismo,
inyecta su material genético dentro de una bacteria.
Utilizando las enzimas y los mecanismos de síntesis de
proteínas del huésped, el virus puede reproducirse
y volverse a encapsular, fabricando unas 100 nuevas copias antes
de que la bacteria se destruya y estalle. Algunos
bacteriófagos, sin embargo, se comportan de diferente
forma cuando infectan a una bacteria. El material genético
que inyectan se integra dentro del ADN del huésped; se
replica de manera pasiva con éste, y lo hereda la progenie
bacteriana. En una de cada 100.000 de estas células
lisogénicas, el ADN viral se activa de forma
espontánea y comienza un nuevo ciclo
lítico.
Los virus, al carecer de las enzimas y precursores
metabólicos necesarios para su propia replicación,
tienen que obtenerlos de la célula huésped que
infectan. La replicación viral es un proceso que incluye
varias síntesis separadas y el ensamblaje posterior de
todos los componentes, para dar origen a nuevas partículas
infecciosas. La replicación se inicia cuando el virus
entra en la célula: las enzimas celulares eliminan la
cubierta y el ADN o ARN viral se pone en contacto con los
ribosomas, dirigiendo la síntesis de proteínas. El
ácido nucleico del virus se autoduplica y, una vez que se
sintetizan las subunidades proteicas que constituyen la
cápsida, los componentes se ensamblan dando lugar a nuevos
virus. Una única partícula viral puede originar una
progenie de miles. Determinados virus se liberan destruyendo la
célula infectada, y otros, sin embargo, salen de la
célula sin destruirla por un proceso de exocitosis que
aprovecha las propias membranas celulares. En algunos casos las
infecciones son "silenciosas", es decir, los virus se replican en
el interior de la célula sin causar daño
evidente.
Clases:
Pueden clasificarse en tres grandes grupos,
atendiendo al tipo de organismos que afectan:
fitófagos, cuando atacan a las plantas, las que
determinan multitud de enfermedades: soófagos,
cuando atacan a los animales, distinguiéndose entre estos
los dermatropos, que afectan a la piel (viruela,
herpes,
sarampión), neurotropos, que afectan a las
vías respiratorias (gripe, neumonitis),
viscerotropos, que atacan a diversas vísceras
(hepatitis
víricas, etc.), etc. y los bacteriófagos,
cuando atacan a los cultivos bacterianos, esta última
categoría reviste gran interés,
ya que ha permitido llevar a cabo una serie de experimentos que
han conducido a dilucidar algunas de las muchas incógnitas
en el campo de la genética
molecular.
5.2 Bacterias:
Anatomía de una bacteria sencilla
Una bacteria simplificada está formada por tres capas
externas que envuelven las estructuras
internas; la capa pegajosa protege la pared celular
rígida, que a su vez cubre la membrana celular
semipermeable. El flagelo es un medio de locomoción y los
pelos que se extienden por fuera de la cápsula ayudan a la
bacteria a sujetarse a las superficies. El material
genético está contenido en el ADN que forma el
nucleoide. Los ribosomas que flotan en el citoplasma intervienen
en la síntesis de proteínas.
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El material genético de la célula
bacteriana está formado por una hebra doble de ADN
circular (véase Ácidos nucleicos). Muchas bacterias
poseen también pequeñas moléculas de ADN
circulares llamados plásmidos, que llevan información genética, pero, la
mayoría de las veces, no resultan esenciales en la
reproducción. Muchos de estos
plásmidos pueden transferirse de una bacteria a otra
mediante un mecanismo de intercambio genético denominado
conjugación. Otros mecanismos por los cuales la bacteria
puede intercambiar información genética son la
transducción, en la que se transfiere ADN por virus
bacterianos (véase Bacteriófago), y la
transformación, en la que el ADN pasa al interior de la
célula bacteriana directamente desde el medio. Las
células bacterianas se dividen por fisión; el
material genético se duplica y la bacteria se alarga, se
estrecha por la mitad y tiene lugar la división completa
formándose dos células hijas idénticas a la
célula madre. Así, al igual que ocurre en los
organismos superiores, una especie de bacteria origina al
reproducirse sólo células de la misma especie.
Algunas bacterias se dividen cada cierto tiempo (entre 20 y 40
minutos). En condiciones favorables, si se dividen una vez cada
30 minutos, transcurridas 15 horas, una sola célula
habrá dado lugar a unos mil millones de descendientes.
Estas agrupaciones, llamadas colonias, son observables a simple
vista. En condiciones adversas, algunas bacterias pueden formar
esporas, que son formas en estado latente de la célula que
permiten a ésta resistir las condiciones extremas de
temperatura y humedad.
Clasificación:
La clasificación taxonómica más
utilizada divide a las bacterias en cuatro grandes grupos
según las características de la pared celular. La
división Gracilicutes incluye a las bacterias con pared
celular delgada del tipo Gram negativas; las bacterias de la
división Firmicutes tienen paredes celulares gruesas del
tipo Gram positivas; las de la Tenericutes carecen de pared
celular y las de la cuarta división Mendosicutes tienen
paredes celulares poco comunes, formadas por materiales distintos
a los típicos peptidoglucanos bacterianos. Entre las
Mendosicutes se encuentran las Arquebacterias, un grupo de
organismos poco comunes, que incluyen a las bacterias
metanogénicas, anaerobias estrictas, que producen metano a partir
de dióxido de carbono e
hidrógeno; las halobacterias, que necesitan
para su crecimiento concentraciones elevadas de sal, y las
termoacidófilas, que necesitan azufre y son muy
termófilas. Se ha discutido sobre la conveniencia de que
las Arquebacterias se incluyeran en un reino aparte, ya que
estudios bioquímicos recientes han mostrado que son tan
diferentes de las otras bacterias como de los organismos
eucariotas (con núcleo diferenciado englobado en una
membrana). Estos cuatro grandes grupos de bacterias se subdividen
además en unas 30 secciones numeradas, alguna de las
cuales se dividen a su vez en órdenes, familias y
géneros.
Estructura:
La mayoría de los hongos están
constituidos por finas fibras que contienen protoplasma,
llamadas hifas. Éstas a menudo están
divididas por tabiques llamados septos. En cada hifa hay
uno o dos núcleos y el protoplasma se mueve a
través de un diminuto poro que ostenta el centro de
cada septo. No obstante, hay un filo de hongos, que se
asemejan a algas, cuyas hifas generalmente no tienen septos
y los numerosos núcleos están esparcidos por
todo el protoplasma. Las hifas crecen por alargamiento de
las puntas y también por ramificación. La
proliferación de hifas, resultante de este
crecimiento, se llama micelio. Cuando el micelio se
desarrolla puede llegar a formar grandes cuerpos
fructíferos, tales como las setas y los pedos o
cuescos de lobo. Otros tipos de enormes estructuras de
hifas permiten a algunos hongos sobrevivir en condiciones
difíciles o ampliar sus fuentes
nutricionales. Las fibras, a modo de cuerdas, del micelio
de la armilaria color de miel (Armillaria mellea),
facilitan la propagación de esta especie de un
árbol a otro. Ciertos hongos forman masas de micelio
resistentes, con forma más o menos esférica,
llamadas esclerocios. Éstos pueden ser
pequeños como granos de arena, o grandes como
melones.Reproducción:
La mayoría de los hongos se reproducen por
esporas, diminutas partículas de protoplasma rodeado
de pared celular. El champiñón silvestre
puede formar doce mil millones de esporas en su cuerpo
fructífero; así mismo, el pedo o cuesco de
lobo gigante puede producir varios billones.Las esporas se forman de dos maneras. En el primer
proceso, las esporas se originan después de la
unión de dos o más núcleos, lo que
ocurre dentro de una o de varias células
especializadas. Estas esporas, que tienen
características diferentes, heredadas de las
distintas combinaciones de genes de sus progenitores,
suelen germinar en el interior de las hifas. Los cuatro
tipos de esporas que se producen de esta manera (oosporas,
zigosporas, ascosporas y basidiosporas) definen los cuatro
grupos principales de hongos. Las oosporas se forman por la
unión de una célula macho y otra hembra; las
zigosporas se forman al combinarse dos células
sexuales similares entre sí. Las ascosporas, que
suelen disponerse en grupos de ocho unidades, están
contenidas en unas bolsas llamadas ascas. Las
basidiosporas, por su parte, se reúnen en conjuntos de cuatro unidades, dentro de unas
estructuras con forma de maza llamadas basidios.Clasificación:
A pesar de que en muchos textos se emplean
sistemas de clasificación relativamente complicados,
los micólogos utilizan por lo común un
sistema sencillo, que tiene la ventaja de ser cómodo
de usar. Según este sistema, los cuatro filos
principales son: Oomicetes (Oomycota), Zigomicetes
(Zygomycota), Ascomicetes (Ascomycota) y Basidiomicetes
(Basidiomycota) y sus respectivos individuos forman
oosporas, zigosporas, ascosporas y basidiosporas. Una gran
variedad de especies se colocan, de forma arbitraria, en un
quinto filo: Deuteromicetes (Deuteromycota), también
llamados hongos imperfectos. Se incluyen en este grupo
aquellos hongos en los que sólo se conocen procesos
de multiplicación vegetativa. Sin embargo, la
mayoría de esas especies están emparentadas
con los ascomicetes.- Hongos:
- Protozoos:
Los protozoos se incluyen en el reino Protistas, junto
con otros organismos unicelulares cuyo núcleo celular
está rodeado de una membrana. Los protozoos no tienen
estructuras internas especializadas a modo de órganos o,
si las tienen, están muy poco diferenciadas. Entre los
protozoos se suelen admitir varios grupos: los flagelados del
grupo de los Zoomastiginos, con muchas especies que viven como
parásitos de plantas y de animales; los ameboides del
grupo Sarcodinos, que incluyen a los Foraminíferos y
Radiolarios, y que son componentes importantes del plancton; los
Cilióforos, que son ciliados, con diversos representantes
que poseen estructuras especializadas que recuerdan a la boca y
al ano de los organismos superiores; los Cnidosporidios,
parásitos de invertebrados, de peces y de
algunos reptiles y anfibios, y los Esporozoos, con diversas
especies parásitas de animales y también de seres
humanos. Se conocen más de veinte mil especies de
protozoos, que incluyen organismos tan conocidos como los
paramecios y las amebas.
Muchas especies viven en hábitats
acuáticos como océanos, lagos, ríos y
charcas. Su tamaño varía desde 2 hasta 70
micrómetros. Los protozoos se alimentan de bacterias,
productos de desecho de otros organismos, algas y otros
protozoos. Muchas especies son capaces de moverse utilizando
diversos mecanismos: flagelos, estructuras propulsoras con forma
de látigo; cilios de aspecto piloso, o por medio de un
movimiento
ameboide, un tipo de locomoción que implica la
formación de pseudópodos (extensiones a modo de
pie).
6. ¿COMO
AFECTAN LOS MICROORGANISMOS NUESTRA VIDA?
Diversos tipos de microorganismos son causantes de
enfermedades de plantas y animales y al igual que nosotros. Los
microorganismos abundan casi en cualquier lugar, así que
permanentemente estamos expuestos a un contagio. Afortunadamente
el organismo cuenta con un sistema de inmunidad formado por un
ejercito de células que se encargan de eliminar a todo
intruso que penetre nuestro organismo.
La inmunidad puede inducirse mediante las
vacunas.
Los microorganismos también pueden afectarnos
en el aspecto económico ya que le producen enfermedades a
los animales y a las plantas dañando las cosechas y las
clases de ganados y otros animales domésticos que sirven
como fuente de alimento y que son nuestra principal fuente de
comercio no
sólo en Colombia sino en
todo el mundo.
7.
¿CÓMO COMBATIR LOS
MICROORGANISMOS?
Una forma de combatir los microorganismos es
utilizando los Antibióticos (del griego, anti,
‘contra’; bios, ‘vida’), cualquier
compuesto químico utilizado para eliminar o inhibir el
crecimiento de organismos infecciosos. Una propiedad
común a todos los antibióticos es la toxicidad
selectiva: la toxicidad es superior para los organismos invasores
que para los animales o los seres humanos que los hospedan. La
penicilina es el antibiótico más conocido, y ha
sido empleado para tratar múltiples enfermedades
infecciosas, como la sífilis, la gonorrea, el
tétanos o la escarlatina. La estreptomicina es otro
antibiótico que se usa en el tratamiento de la
tuberculosis. En un principio, el término
antibiótico sólo se utilizaba para referirse a los
compuestos orgánicos producidos por bacterias u hongos que
resultaban tóxicos para otros microorganismos. En la
actualidad también se emplea para denominar compuestos
sintéticos o semisintéticos. Los antibacterianos
son la principal categoría de antibióticos, pero se
incluye también en este tipo de fármacos a los
antipalúdicos, antivirales y antiprotozoos.
- ¿CÓMO CONSERVAR LAS COMIDAS SIN
MICROORGANISMOS?
Hay varios mecanismos empleados para proteger a los
alimentos contra los microbios y otros agentes responsables de su
deterioro para permitir su futuro consumo. Los alimentos en
conserva deben mantener un aspecto, sabor y textura apetitosos
así como su valor nutritivo original.
Hay muchos agentes que pueden destruir las
peculiaridades sanas de la comida fresca. Los microorganismos,
como las bacterias y los hongos, estropean los alimentos con
rapidez. Las enzimas, que están presentes en todos los
alimentos frescos, son sustancias catalizadoras que favorecen la
degradación y los cambios químicos que afectan, en
especial, la textura y el sabor. El oxígeno
atmosférico puede reaccionar con componentes de los
alimentos, que se pueden volver rancios o cambiar su color
natural. Igualmente dañinas resultan las plagas de
insectos y roedores, que son responsables de enormes
pérdidas en las reservas de alimentos. No hay
ningún método de conservación que ofrezca
protección frente a todos los riesgos
posibles durante un periodo ilimitado de tiempo. Los alimentos
enlatados almacenados en la Antártida cerca del polo sur, por ejemplo,
seguían siendo comestibles al cabo de 50 años, pero
esta conservación a largo plazo no puede producirse en el
cálido clima de los
trópicos. Además del enlatado y la
congelación, existen otros métodos
tradicionales de conservación como el secado, la
salazón y el ahumado. La desecación por
congelación o liofilización es un método
más reciente. Entre las nuevas técnicas
experimentales se encuentran el uso de antibióticos y la
exposición de los alimentos a la radiación
nuclear.
La congelación conserva los alimentos impidiendo
la multiplicación de los microorganismos. Dado que el
proceso no destruye a todos los tipos de bacterias, aquellos que
sobreviven se reaniman en la comida al descongelarse y a menudo
se multiplican mucho más rápido que antes de la
congelación. Para más información sobre este
proceso.
La congelación impide la multiplicación de
los microorganismos (bacterias y hongos microscópicos).
Por el contrario, las enzimas, cuya actividad degrada los
alimentos, sí se mantienen activas en condiciones de
congelación, aunque su actividad es mucho más
lenta. Por eso las legumbres frescas suelen blanquearse o
hervirse antes de congelarlas, con el fin de inactivar estas
sustancias e impedir que el sabor se degrade. También se
ha propuesto blanquear el pescado para destruir las bacterias
resistentes al frío que viven en las escamas. Los
métodos de congelación de los productos
cárnicos dependen del tipo de carne y del corte. El cerdo,
por ejemplo, se congela justo después del sacrificio,
mientras que el buey se cuelga durante varios días dentro
de una cámara fría para hacerlo más
tierno.
8. LOS MICROORGANISMOS EN
LA INDUSTRIA.
Existen una serie de características que
comparten todos los microorganismos y que suponen ciertas
ventajas para su uso en la industria. la más fundamental,
el pequeño tamaño de la célula microbiana y
su correspondiente alta relación de superficie a volumen. Esto
facilita el rápido transporte de
nutrientes al interior de la célula y permite, por
consiguiente, una elevada tasa metabólica. Así, la
tasa de producción de proteína en las levaduras es
varios órdenes de magnitud superior que en la planta de
soja, que, a
su vez, es 10 veces más alta que en el ganado. Esta
velocidad de
biosíntesis microbiana extremadamente alta permite que
algunos microorganismos se reproduzcan en tan solo 20 minutos
(Escherichia coli). Los ambientes capaces de albergar vida
microbiana son muy variados. Se han encontrado especies que viven
a temperaturas comprendidas entre el punto de congelación
del agua y el punto de ebullición, en agua salada y dulce,
en presencia y en ausencia de aire. Algunos han desarrollado
ciclos de vida que incluyen una fase de latencia en respuesta a
la falta de nutrientes: en forma de esporas permanecen inactivos
durante años hasta que el medio
ambiente, más favorable, permita el desarrollo de las
células. Los microorganismos se hallan capacitados para
acometer una extensa gama de reacciones metabólicas y
adaptarse así a muchas fuentes de nutrición.
Versatilidad que hace posible el que las fermentaciones
industriales se basen en nutrientes baratos.
Un microorganismo de uso industrial debe producir la sustancia de
interés; debe estar disponible en cultivo puro; debe ser
genéticamente estable y debe crecer en cultivos a gran
escala. Otra
característica importante es que el microorganismo
industrial crezca rápidamente y produzca el producto
deseado en un corto período de tiempo. El microorganismo
debe también crecer en un relativamente barato medio de
cultivo disponible en grandes cantidades. Además, un
microorganismo industrial no debe ser patógeno para
el hombre o
para los animales o plantas. Otro requisito importante es la
facilidad de separar las células microbianas del medio de
cultivo; la centrifugación es dificultosa o cara a gran
escala. Los microorganismos industriales más favorables
para esto son aquellos de mayor tamaño celular (hongos
filamentosos, levaduras y bacterias filamentosas) ya que estas
células sedimentan más fácilmente que las
bacterias unicelulares e incluso son más fáciles de
filtrar.
Los microorganismos que sintetizan productos
útiles para el hombre representan, como máximo,
unos pocos centenares de especies de entre las más de
100000 descritas en la Naturaleza. Los pocos que se han
encontrado con utilidad
industrial son apreciados por elaborar alguna sustancia que no se
puede obtener de manera fácil o barata por otros
métodos.
1.- Levaduras
Las levaduras se vienen
utilizando desde hace miles de años para la
fabricación de pan y bebidas alcohólicas. La
levadura que sin duda fué la primera y aún hoy en
día sigue siendo la más utilizada por el hombre es
Saccharomyces cerevisiae de la que se emplean diferentes
cepas para la fabricación de cerveza, vino, sake, pan y
alcoholes
industriales. Kluyveromyces fragilis es una especie
fermentadora de la lactosa que se explota en pequeña
escala para la producción de alcohol a partir del suero de
la leche. Yarrowia lipolytica es una fuente industrial de
ácido cítrico. Trichosporum cutaneum
desempeña un importante papel en los sistemas de
digestión aeróbica de aguas residuales debido a su
enorme capacidad de oxidación de compuestos
orgánicos, incluídos algunos que son tóxicos
para otras levaduras y hongos, como los derivados
fenólicos.
2.- Hongos filamentosos
Los hongos tienen una
gran importancia económica, no tan sólo por su
utilidad, sino también por el daño que pueden
causar. Los hongos son responsables de la degradación de
gran parte de la materia
orgánica de la Tierra, una actividad enormemente
beneficiosa ya que permite el reciclaje de la
materia viva. Por otro lado, los hongos causan gran cantidad de
enfermedades en plantas y animales y pueden destruir alimentos y
materiales de los que depende el hombre.
Los efectos perjudiciales de los hongos están
contrarrestados por su utilización industrial. Los hongos
son la base de muchas fermentaciones como la combinación
de soja, habichuelas, arroz y cebada que dan lugar a los
alimentos orientales miso, shoyu y tempeh. Los hongos son
también la fuente de muchos enzimas comerciales (amilasas,
proteasas, pectinasas), ácidos orgánicos
(cítrico, láctico), antibióticos
(penicilina), quesos especiales (Camembert, Roquefort) y,
evidentemente, de las setas.
3.- Bacterias
Entre las especies bacterianas
de interés industrial están las bacterias del
ácido acético, Gluconobacter y
Acetobacter que pueden convertir el etanol en ácido
acético. El género
Bacillus es productor de antibióticos (gramicidina,
bacitracina, polimixina), proteasas e insecticidas. Del
género Clostridium cabe destacar Clostridium
acetobutylicum que puede fermentar los azúcares
originando acetona y butanol. Las bacterias del ácido
láctico incluyen, entre otras, las especies de los
géneros Streptococcus y Lactobacillus que
producen yogur. Corynebacterium glutamicum es una
importante fuente industrial de lisina. El olor
característico a tierra mojada se debe a compuestos
volátiles (geosmina) producidos por Streptomyces
aunque su principal importancia radica en la producción de
antibióticos como anfotericina B, kanamicina, neomicina,
estreptomicina, tetraciclina, etc.
9. LOS
MICROORGANISMOS EN LA PRODUCCION DE ALIMENTOS.
En contra de la idea de que todos los microorganismos
son dañinos, los yogures y los quesos son ejemplos de
alimentos a los que se añaden éstos para, por
ejemplo, agriar la leche y producir yogur, u obtener la cubierta
blanca característica del queso Brie o el color azul del
queso Roquefort. De un tamaño más o menos similar
es el sector de frutas y verduras, en el que los productos pueden
no haber sufrido ninguna alteración o estar enlatados,
congelados, refrigerados o fritos.
Biotecnología con
microorganismos:
Actualmente, existen muchos otros productos
químicos que se obtienen por fermentación (un
término técnicamente restringido a los procesos que
ocurren en ausencia de aire, como la producción de alcohol
por levaduras, aunque este término a menudo se utiliza de
forma más amplia). Estos productos incluyen el
ácido oxálico utilizado en tintes y colorantes, el
ácido propenoico (ácido acrílico) utilizado
como intermediario en la producción de plásticos,
o el ácido láctico empleado para acidificar
alimentos y como anticongelante. Los microorganismos se han
usado, así mismo, en la obtención de diferentes
enzimas utilizadas para aplicaciones tan diversas, como la
eliminación de manchas en los tejidos (gracias a la
incorporación de enzimas en los detergentes que atacan
proteínas y ácidos grasos), o la conversión
de harina de maíz en
sirope (utilizado para endulzar refrescos, galletas y
pasteles).
10. LOS
MICROORGANISMOS EN LA INDUSTRIA
FARMACEÚTICA.
Otro suceso importante en el desarrollo de la
microbiología fue la producción de penicilina a
partir del hongo Penicillium. Aunque inicialmente fue un proceso
a pequeña escala, desarrollado por Howard Florey y sus
colaboradores durante la II Guerra Mundial,
poco después se consiguió producir penicilina en
grandes cantidades, al tiempo que se utilizaban otros
microorganismos para obtener una gran variedad de
antibióticos, como la estreptomicina. Hoy en día,
la biotecnología es la principal herramienta
para la obtención de nuevos antibióticos que sean
activos frente a
las bacterias patógenas resistentes a una gran gama de
antibióticos. También resulta de gran utilidad la
aplicación de la ingeniería
genética en microorganismos para sintetizar
antibióticos sintéticos, es decir, ligeramente
diferentes de aquellos obtenidos de forma natural.
Conjuntamente han llegado a "programar" bacterias con
objeto de obtener distintos tipos de drogas que, de
otra forma, estos microorganismos no podrían fabricar. La
insulina humana, necesaria para el tratamiento de la diabetes, es un
claro ejemplo de esta metodología, ya que está producida
por bacterias en las que se ha introducido, mediante ingeniería genética, el gen que
codifica la síntesis de esta hormona. A diferencia de las
hormonas
producidas por cerdos y vacas, esta hormona es idéntica a
la secretada por el páncreas humano. Igualmente, la
hormona del crecimiento humano, utilizada para el tratamiento de
niños con deficiencias en su producción, y que de
otro modo no podrían alcanzar una estatura normal,
también se obtiene a partir de bacterias en las que se ha
insertado una copia del gen humano. Este sistema, como en el caso
anterior, también presenta ventajas frente a la
obtención de la hormona a partir de cadáveres, ya
que se evita el riesgo de
contaminación con priones, agentes
causantes de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob. Otros productos
farmacéuticos generados a partir de microorganismos
manipulados genéticamente incluyen, el interferón
para el tratamiento de algunas hepatitis y ciertos
cánceres, y la eritropoyetina, que se suministra a
pacientes sometidos a diálisis para reponer los
eritrocitos perdidos durante este proceso.
11. LOS
MICROORGANISMOS EN LA AGRICULTURA.
En este campo de la actividad humana encontramos algunos
causantes de enfermedades de los cultivos y los animales, las
bacterias y los hongos que contribuyen a la fertilidad de los
suelos.
En las granjas los cultivadores reconocen el papel que
desempeñan los microorganismos del suelo como formadores
de humus y fijadores de nitrógeno. Actualmente se utilizan
también como control
biologico. Sin embargo, en las granjas muy tecnificadas la
búsqueda de una mayor producción lleva a los
cultivadores a cambiar tanto las condiciones de humedad, PH y
textura y textura del suelo que inhiben el crecimiento de los
microorganismos.
12. LOS
MICROORGANISMOS EN LA GANADERÍA.
La ganadería
en nuestro país ocupa un renglón económico
importante. Sin embargo, esta industria se ve afectada, entre
otros problemas, por
los microorganismos que atacan el ganado produciendo
enfermedades, por esta razón las investigaciones buscan
prevenir y controlar enfermedades en el ganado así como
mejorar la calidad y la
cantidad de la producción influye en la economía del
país, ya que el ganado depende otras industrias como
la de los lacteos, las carnes y los cueros.
13. LOS MICROORGANISMOS EN
LA FORMACIÓN DE HUMUS.
El Humus es una materia orgánica en
descomposición que se encuentra en el suelo y procede de
restos vegetales y animales muertos. Al inicio de la
descomposición, parte del carbono, hidrógeno,
oxígeno y nitrógeno se disipan rápidamente
en forma de agua, dióxido de carbono, metano y
amoníaco, pero los demás componentes se descomponen
lentamente y permanecen en forma de humus. La composición
química
del humus varía porque depende de la acción de
organismos vivos del suelo, como bacterias, protozoos, hongos y
ciertos tipos de escarabajos, pero casi siempre contiene
cantidades variables de proteínas y ciertos ácidos
urónicos combinados con ligninas y sus derivados. El humus
es una materia homogénea, amorfa, de color oscuro e
inodora. Los productos finales de la descomposición del
humus son sales minerales,
dióxido de carbono y amoníaco.
Al descomponerse en humus, los residuos vegetales se
convierten en formas estables que se almacenan en el suelo y
pueden ser utilizados como alimento por las plantas. La cantidad
de humus afecta también a las propiedades físicas
del suelo tan importantes como su estructura, color, textura y
capacidad de retención de la humedad. El desarrollo ideal
de los cultivos, por ejemplo, depende en gran medida del
contenido en humus del suelo. En las zonas de cultivo, el humus
se agota por la sucesión de cosechas, y el equilibrio
orgánico se restaura añadiendo humus al suelo en
forma de compost o estiércol. Veáse también
Mantillo; Acondicionamiento del suelo.
14. ENFERMEDADES
PRODUCIDAS POR LOS MICROORGANISMOS
14.1 VIRUS:
Virus patógenos para el hombre
Los virus causan muchas enfermedades humanas comunes,
como resfriados, gripes, diarreas,
varicela, sarampión y paperas. Algunas enfermedades
víricas, como la rabia, la fiebre
hemorrágica, la encefalitis, la poliomielitis, la fiebre
amarilla o el síndrome de inmunodeficiencia adquirida, son
mortales. La rubéola y el citomegalovirus pueden provocar
anomalías graves o la muerte en
el feto. Se
estima que hay entre 1.000 y 1.500 tipos de
virus, de los que aproximadamente 250 son patógenos
para el hombre.
TIPO | VIRUS | ENFERMEDAD | ||
Adenovirus |
| Resfriado común | ||
Bunyavirus | Hantaan | Insuficiencia renal | ||
Calicivirus | Norwalk | Gastroenteritis (diarrea, | ||
Coronavirus | Corona | Resfriado común | ||
Filovirus | Ébola | Fiebre hemorrágica | ||
Flavivirus | Hepatitis C (no A, no B) | Hepatitis | ||
Hepadnavirus | Hepatitis B (VHB) | Hepatitis, cáncer de | ||
Herpesvirus | Citomegalovirus | Defectos de nacimiento | ||
Ortomixovirus | Influenza tipos A y B | Gripe | ||
Papovavirus | Virus del papiloma humano | Verrugas, cáncer de cuello | ||
Picornavirus | Coxsackievirus | Miocarditis (infección del | ||
Paramixovirus | Sarampión | Sarampión | ||
Parvovirus | B19 | Eritema infeccioso, anemia | ||
Poxvirus | Ortopoxvirus | Viruela (erradicada) | ||
Reovirus | Rotavirus | Diarrea | ||
Retrovirus | Virus de la inmunodeficiencia | Síndrome de | ||
Rhabdovirus | Rabia | Rabia | ||
Togavirus | Encefalomielitis equina del | Encefalitis |
14.2 HONGOS:
Características de las infecciones producidas
por hongos
Las micosis varían considerablemente en sus
manifestaciones, pero tienden a ser enfermedades subagudas o
crónicas de curso indolente y recurrente. Los hongos rara
vez causan infecciones agudas como las producidas por muchos
virus y bacterias.
La mayoría de las infecciones fúngicas en
el hombre no son contagiosas, aparecen tras un contacto con un
reservorio ambiental o a partir de la flora de hongos del propio
paciente.
Atendiendo al lugar y grado de afectación las
micosis pueden ser divididas para su estudio en tres grandes
grupos: micosis profundas, micosis subcutáneas y micosis
superficiales.
En la mayoría de la gente sana, las infecciones
por hongos son leves, afectan sólo a la piel, el cabello,
las uñas, u otras zonas superficiales, y se resuelven
espontáneamente. Comprenden la tiña y el pie de
atleta. Sin embargo, en las personas con un sistema
inmunológico deteriorado, este tipo de infecciones,
denominadas dermatofitosis, pueden persistir durante largo
tiempo. Los organismos responsables de las dermatofitosis
pertenece al género Microsporum,
Epidermophyton y Trichophyton.
Las enfermedades causadas por hongos son muy comunes en
pacientes que tienen muy dañado su sistema de defensa o
inmunologico como es el caso de los enfermos de SIDA, o que han
estado ingiriendo fármacos, antitumorales, o
radiación. También aparecen en pacientes tratados con
hormonas esteroideas, como el cortisol, en sujetos con diabetes y
en quienes han seguido tratamiento antibiótico durante
mucho tiempo. A estas micosis se les conoce como
"Oportunistas".
Los hongos que pertenecen al género
Candida, en especial Candida albicans (el cual
produce candidiasis), pueden infectar los órganos internos
y las membranas mucosas de la boca, garganta y tracto genital. En
las personas con inmunidad deteriorada, este organismo puede
originar una infección crónica.
Hay muchos fármacos para tratar las infecciones
por hongos, entre los que se incluyen medicamentos orales e
intravenosos, así como muchos agentes de aplicación
tópica (local). Los individuos con una infección
crónica por Candida, Histoplasma o
Cryptococcus pueden necesitar tratamiento a largo plazo
con un fármaco oral o intravenoso.
- PROTOZOOS:
Estos organismos microscópicos unicelulares
están muy extendidos por la naturaleza, su hábitat
más frecuente es la tierra y el agua. Algunos de ellos
pueden vivir durante muchos años de forma inactiva
protegidos por una cubierta en forma de quistes.
Al ser humano pasan a través del agua, alimentos,
picaduras de insectos portadores y mediante relaciones
sexuales. Una de las enfermedades producida por protozoos, y
muy extendida por todo el mundo, es la malaria,
transmitida a los humanos por picadura de un mosquito del
género anopheles. Otra enfermedad muy frecuente es la
disentería amebiana, transmitida por la ingesta de
aguas contaminadas.
Entre las infecciones que se transmiten por contagio sexual
destaca la tricomoniasis muy frecuente en nuestro medio.
Tratamiento farmacológico
Los fármacos que se usan en el tratamiento de estas
infecciones son los antiparasitarios como la cloroquina,
quinina, pirantel, metronidazol, etc. Algunos fármacos
antiparasitarios no están comercializados en España y
se importan para casos especiales como medicamento extranjero, ya
que muchas de las enfermedades producidas por protozoos son muy
raras en nuestro medio
14.4 BACTERIAS:
Bacterias que causan enfermedades
humanas
Sólo una pequeña parte de los miles de
especies de bacterias causan enfermedades humanas conocidas. Las
infecciones bacterianas se evitan destruyendo las bacterias con
calor, como se hace en las técnicas de
esterilización y pasteurización. Cuando se
producen, las enfermedades bacterianas se tratan con
antibióticos. Pero el abuso de estos compuestos en los
últimos años ha favorecido el desarrollo de cepas
de bacterias resistentes a su acción, como
Mycobacterium tuberculosis, que causa la
tuberculosis.
Tipo Especie Enfermedad | ||
Bacilo | Bacillus anthracis | Ántrax |
Clamidia | Chlamydia trachomatis | Tracoma, uretritis, cervicitis, |
Cocobacilo | Bordetella pertussis | Tos ferina |
Coco | Neisseria gonorrhoeae Streptococcus pneumoniae | Gonorrea, enfermedad inflamatoria |
Listeria | Listeria monocytogenes | Listeriosis, septicemia perinatal, |
Micoplasma | Mycoplasma pneumoniae | Neumonía |
Rickettsia | Rickettsia prowazekii | Tifus epidémico, enfermedad |
Espirilo | Campylobacter fetus jejuni | Campilobacteriosis (diarrea |
Espiroqueta | Treponema pallidum | Sífilis |
Vibrio | Aeromonas hydrophila Plesiomonas shigelloides | Gastroenteritis, septicemia, |
Cuando hablamos del uso del organismo para controlar
la proliferación excesiva de otros organismo que produces
enfermedades a las plantas, animales y hombres ,nos estamos
refiriendo al control biológico.
Este tipo de control pretende disminuir las severidad
de la enfermedad que este causando el patógeno al otro
organismo denominado huésped u hospedero
El organismo encargado de controlar el
patógeno se conoce como entagonísta, y su
acción depende del ambiente .se han usado causales de la
malaria y la uroca del café
,entre otros. .
Vacuna:
Preparado de antígenos procedentes de microorganismos
patógenos (microbios muertos de cepas virulentas o vivos
de cepas atenuadas), cuya finalidad es la creación de
anticuerpos que reconozcan y ataquen a la infección y, por
lo tanto, produzcan la inmunidad del organismo inoculado.
Véase Inmunización; Inmunología.
La vacuna suele consistir en dosis muy pequeñas
del propio agente (forma inactiva o atenuada) que origina la
enfermedad, por lo que provoca la creación de anticuerpos
que permanecen en el organismo y lo protegen en el caso de
futuros contagios. La técnica de administración depende del tipo de vacuna;
la más común es la inoculación, pero en
algunos casos es la ingestión o el spray nasal.
La primera vacuna fue descubierta por el médico
inglés Edward Jenner en 1798, cuando observó que
los humanos quedaban inmunizados frente al virus de la viruela
humana si se les inoculaba con un preparado del virus de la
viruela vacuna. El término vacuna procede del latín
vacca, y Jenner denominó al proceso descrito
vacunación.
16. GLOSARIO.
Antibiótico: literalmente
destructor de la vida. Término que comprende todas las
sustancias antimicrobianas independientemente de su origen, ya
sean derivadas de
microorganismos (bacterias, hongos, etc.) de productos
químicos sintéticos o de ingeniería
genética.
Anticuerpo:
sustancia defensora (proteína) sintetizada por el sistema
inmunológico como respuesta a la presencia de una
proteína extraña (antígeno) que el
anticuerpo neutraliza.
Anticuerpo monoclonal:
anticuerpo monoclonado a partir del cultivo de un único
tipo de células (un clon de hibridoma), y que contiene por
tanto un sólo tipo de proteínas
(inmunoglobulina).
Antígeno: sustancia
extraña a un organismo, normalmente una proteína,
que desencadena como reacción defensiva la
formación de anticuerpos que reaccionan
específicamente con el antígeno. En general,
cualquier sustancia que provoca una respuesta
inmunitaria.
Biología
Molecular: parte de la biología que trata de
los fenómenos biológicos a nivel molecular. En
sentido restringido comprende la interpretación de dichos fenómenos
sobre la base de la participación de las proteínas
y ácidos nucleicos.
Biotecnología:
toda aplicación tecnológica que utilice sistemas
biológicos y organismos vivos o sus derivados para la
creación o modificación de productos o procesos en
usos específicos.
Cepa: en
microbiología, conjunto de virus, bacterias u hongos que
tienen el mismo patrimonio
genético.
Enfermedad:
alteración o desviación del estado
fisiológico en una o varias partes del cuerpo, por causas
en general conocidas, manifestada por síntomas y signos
característicos, y cuya evolución es mas o menos previsible.
Enzima: catalizador
biológico, normalmente una proteína,
que mediatiza y promueve un proceso químico sin ser ella
misma alterada o destruida. Son catalizadores extremadamente
eficientes y muy específicamente vinculados a reacciones
particulares.
Fármaco: droga,
medicamento
Fermentación:
conversión biológica anaeróbica (sin
oxígeno) de las moléculas orgánicas,
generalmente hidratos de carbono, en alcohol, ácido
láctico y gases, mediante la acción de ciertos
enzimas que actúan bien directamente o como componentes de
ciertas bacterias y levaduras. En su uso más coloquial, el
término hace referencia a menudo a bioprocesos que no
están estrictamente relacionados con la
fermentación.
Infección: invasión de un ser vivo por un agente
patógeno que desencadena una enfermedad.
Material
genético: todo material de origen vegetal, animal,
microbiano o de otro tipo que contenga unidades funcionales de la
herencia.
Microorganismo: organismos
microscópicos pertenecientes por regla general a virus,
bacterias, algas, hongos o protozoos.
Organismo: entidad
biológica capaz de reproducirse o de transferir material
genético, incluyéndose dentro de este concepto a las
entidades microbiológicas, sean o no celulares. Casi todo
organismo está formado por células, que pueden
agruparse en órganos, y éstos a su vez en sistemas,
cada uno de los cuales realizan funciones específicas.
Patógeno: productor o
causante de enfermedad.
Profilaxis:
conjunto de medios que sirven para preservar de enfermedades al
individuo o a
la sociedad.
Sinónimo de tratamiento preventivo.
Proteína:
biomoléculas formadas por macropolímeros de
aminoácidos, o macropolipéptidos. Actúan
como enzimas, hormonas y estructuras contráctiles que
atribuyen a los organismos sus propias características de
tamaño, potencial metabólico, color y capacidades
físicas.
Retrovirus:
virus cuyo genoma está constituido por ARN monocatenario,
que es transcrito de forma inversa en ADN durante su
infección y replicación. La copia de ADN se integra
en el ADN cromosómico del huésped. Esta copia,
llamada provirus, se transcribe en ARN vírico y produce
múltiples ARNm que codifican productos proteicos del virus
o de oncogenes. Los retrovirus mas conocidos son los virus del
SIDA (VIH) y de la leucemia humana de los linfocitos T (HTLV). El
mas utilizado para la transferencia de genes es el virus de la
leucemia murina de Moloney (Mo-MLV).
Toxina: proteína
responsable de la especificidad funcional de ciertas bacterias,
que es venenosa para determinados organismos. Entre las mejor
conocidas, tanto por su estructura como por los mecanismos de
acción, figuran las toxinas colérica y
tetánica que interaccionan con las células diana a
través de gangliósidos de membrana.
Vacuna: antígeno
procedente de uno o varios organismos patógenos que se
administra para inducir la inmunidad activa protegiendo contra la
infección de dichos organismos. Es una aplicación
práctica de la inmunidad adquirida.
Virus: entidad acelular
infecciosa que, aunque puede sobrevivir extracelularmente, es un
parásito absoluto porque solamente es capaz de replicarse
en el seno de células vivas específicas, pero sin
generar energía ni ninguna actividad metabólica.
Los componentes permanentes de los virus son ácido
nucleico (ADN o ARN, de una o de dos cadenas) envuelto por una
cubierta proteica llamada cápside.
Virión: unidad
estructural de los virus. Consta fundamentalmente de dos
estructuras imprescindibles: un ácido nucleico (ADN o ARN)
y una envoltura proteica (cápside). A estas estructuras
básicas se añade en algunos casos una envoltura
lipídica (peplos) y/o espículas de
glucoproteína.
Viroides: agente
causal de ciertas enfermedades de las plantas denominado
así por su semejanza con los virus, de los que se
diferencia por carecer de cápside. Se trata de
ácido nucleico envuelto por una membrana procedente de la
célula en la que se replicó. Por extensión
se aplicaba a lo que hoy se denomina priones.
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