La Microbiología se puede definir, como la ciencia que trata de los seres vivos muy pequeños, concretamente de aquellos cuyo tamaño se encuentra por debajo del poder resolutivo del ojo humano. Entre las ramas que estudia la microbiología tenemos:

Bacteriología  Micología  Virología Parasitología

El objeto de esta disciplina esta determinado por la metodología apropiada para poner en evidencia, y poder estudiar, a los microorganismos. Esta determinado por:

Microscopio Técnicas de cultivo puro en laboratorio

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.

La Microbiología como ciencia no se desarrolló hasta la última parte del Siglo XIX. Este largo retraso se debe a que, además del microscopio, fue necesario idear otras técnicas básicas para el estudio de los microorganismos.

Durante el Siglo XIX la investigación en torno a dos preguntas inquietantes favorecíó el desarrollo de estas técnicas y establecíó las bases de la ciencia microbiológica:

(1) ¿Existe la generación espontánea?

(2) ¿Cuál es la causa de las enfermedades contagiosas?

A fines de dicho siglo ambas preguntas fueron contestadas y la Microbiología se establecíó firmemente como una ciencia independiente en desarrollo.

Historia de la Microbiología

Periodo especulativo (desde la antigüedad hasta primeros microscopios).           Primeros microscopistas (1675 -mediados delXIX….Cultivo de microorganismos (hasta finales del Siglo XIX)            Hasta nuestros días: multitudenfoques en el estudio microbiano (Virología, Inmunología).

Historia del microscopio

                                                                                                                                                                       El microscopio se invento, hacia 1610, por Galileo, según los italianos, o por Jansen, según los holandeses.               Sin embargo las primeras publicaciones importantes son de Malpighi, cuando prueba la teoría de Harve  sobre la circulación sanguínea al observar al microscopio los capilares sanguíneos y Hooke publica su obra Micrographia.                                               

A mediados del Siglo XVII un comerciante holandés, Leenwenhoek, utilizando microscopios simples de fabricación propia describíó por primera vez protozoos, bacterias, espermatozoides y glóbulos rojos.

Durante el Siglo XVIII el microscopio sufríó diversos adelantos mecánicos que aumentaron su estabilidad y su facilidad de uso aunque no se desarrollaron mejoras ópticas.

Las mejoras mas importantes de la óptica surgieron en 1877 cuando Abbe publica su teoría del microscopio y por encargo de Carl Zeiss mejora la microscopía de inmersión sustituyendo el agua por aceite de cedro.

Primeros Microscopistas Antón van Leeuwenhoek:

Microscopio simple —Descubrimiento de los microorganismos (“animálculos” en gota de estanque, 1675)—-Describe bacterias (1683)—-Describe protozoosRobert Hooke
Microscopio compuestoDescribe hongos filamentosos (1667)

Partes del microscopioLente ocular:

Es donde coloca el ojo el observador. Esta lente aumenta entre 10 a 15 veces el tamaño de la imagen.

Cañón:

Tubo largo de metal hueco cuyo interior es negro. Proporciona sostén al lente ocular y lentes objetivosLentes objetivos:
Grupo de lentes de 2 o 3 ubicados en el revólver.

Revólver:

Sistema que contiene los lentes objetivos y que puede girar, permitiendo el intercambio de estos lentes.

Tornillo macrométrico:

Perilla de gran tamaño, que al girarla permite acercar o alejar el objeto que se está observando
.Tornillo micrométrico: Permite afinar la imagen, enfocándola y haciéndola más clara. Platina: Plataforma provista de pinzas, donde se coloca el objeto o preparación. Diafragma: Regula la cantidad de luz que pasa a través del objeto en observaciónCondensador: Concentra el Haz luminoso en la preparación u objeto.  Fuente luminosa: refleja la luz hacia la platina

EUCARIOTAS

 Poseen un núcleo y multitud de orgánulos….. Carece de Pared celular…
. La membrana celular contiene esteroides que imparten estabilidad Osmótica….. El transporte electrónico se verifica en la membrana de  mitocondriasPROCARIOTAS…
No poseen núcleo…Tienen Pared Celular….Membrana celular sin esteroides a excepción de micoplasma que si tiene esteroides….El transporte electrónico se produce en la membrana citoplasmática

Bacterias

Las bacterias poseen una estructura relativamente simple…..Son microorganismos procariotas, es decir, unos microorganismos unicelulares sencillos, sin membrana nuclear, mitocondrias, aparato de Golgi ni retículo endoplásmico. …..Se reproducen por división asexual. La pared celular que rodea a las bacterias es compleja, y existen dos formas básicas:  una pared celular grampositiva con una gruesa capa de peptidoglucano y una pared celular gramnegativa con una delgada capa de peptidoglucano, así como una membrana externa Clasificación de las bacterias según su forma:
Hay cuatro formas básicas muy comunes en las bacterias. …..Una forma esférica u ovalada es un coco…
…..Una forma alargada o cilíndrica es un bacilo…
….Cuando aparecen uno o más dobleces en la longitud de la célula que le dan forma espiral, es un espirilo. …
….Si tienen forma de coma:

Víbríos

Resultados

Bacterias Gram +: Azul o negro

Bacterias Gram-: Rosadas o rojas

ndamento de la técnica ……El Cristal violeta sirve como colorante básico uníéndose a la pared celular bacteriana, con la ayuda del mordiente se refuerza la uníón decolorante (La función del mordiente es favorecer la fijación del colorante en las fibras). Las bacterias Gram + debido a la estructura y composición bioquímica de su pared celular retienen el complejo Cristal violeta-lugol, y aun después del tratamiento con el decolorante conservan el colorante básico, por lo que se observan al microscopio de color azul oscuro o violeta una vez concluida la técnica de tinción……..Las bacterias Gram – pierden el colorante básico cuando son tratadas con el decolorante, debido a que el alcohol disuelve el contenido lipídico de la pared celular, lo que aumenta la permeabilidad celular, dando como resultado la perdida del complejo Cristal violeta-lugol. Las bacterias decoloradas captan entonces el colorante de contraste, razón por la cual son luego observadas de color rojo o rosado al terminar la tinción.

Bacterias Gram positivas……

La envoltura celular de las bacterias Gram-positivas comprende la membrana citoplasmática y una pared celular compuesta por una gruesa capa de peptidoglicano, que rodea a la anterior.  La capa de peptidoglicano confiere una gran resistencia a estas bacterias y es la responsable de retener el tinte durante la tinción de Gram. A diferencia de las Gram-negativas, las Gram-positivas no presentan una segunda membrana lipídica externa a la pared celular y esta pared es mucho más gruesa. En las bacterias Gram positivas la red de peptidoglicanos origina varias capas superpuestas, es gruesa y homogénea y no hay membrana externa, estas bacterias se tiñen de violeta/ azul con la tinción de Gram.Incluyen especies tanto móviles (vía flagelos) como inmóviles con forma de bacilo (Bacillus, Clostridium, Corynebacterium, Lactobacillus, Listeria) o coco (Staphylococcus, Streptococcus); con gruesas paredes celulares o sin ellas (Mycoplasma). Algunas especies son fotosintéticas, pero la mayoría son heterótrofas. Muchas de estas bacterias forman endosporas en condiciones desfavorables. Realmente, no todas las bacterias del grupo son Gram-positivas (no se tiñen por la aplicación de ese método), pero se incluyen  por su similitud molecular con otras bacterias Gram-positivas.

Bacterias Gram negativas

Las bacterias Gram-negativas presentan dos membranas lipídicas entre las que se localiza una fina pared celular de peptidoglicano, mientras que las bacterias Gram-positivas presentan sólo una membrana lipídica y la pared de peptiglicano es mucho más gruesa. Al ser la pared fina, no retiene el colorante durante la tinción de Gram. En las Gram negativas, bacterias que se tiñen de rojo con la tinción de Gram, hay una sola capa de péptidoglucanos sobre la que se dispone una membrana externa constituida por una capa de fosfolípidos y otra de glicolípidos asociados, estos últimos, a polisacáridos que se proyectan hacia el exterior.

Bacterias Gram negativas

La envoltura celular de las bacterias Gram-negativas está compuesta por una membrana citoplasmática (membrana interna), una pared celular delgada de peptidoglicano, que rodea a la anterior, y una membrana externa que recubre la pared celular de estas bacterias. Entre la membrana citoplasmática interna y la membrana externa se localiza el espacio periplásmico relleno de una sustancia denominada periplasma, la cual contiene enzimas importantes para la nutrición en estas bacterias.

Bacterias Gram negativas

   Muchas especies de bacterias Gram-negativas causan enfermedades. Los cocos Gram-negativos causan la gonorrea (Neisseria gonorrhoeae), meningitis (Neisseria meningitidis) y síntomas respiratorios (Moraxella catarrhalis), entre otros. Los bacilos Gram-negativos incluyen un gran número de especies. Algunos de ellos causan principalmente enfermedades respiratorias (Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae , Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa), enfermedades urinarias (Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens) y enfermedades gastrointestinales (Helicobacter pylori, Salmonella enteritidis, Salmonella typhi).

Peptidoglucano:

El peptidoglicano o mureína es un copolímero formado por una secuencia alternante de N-acetil-glucosamina y el Ácido N-acetilmurámico unidos mediante enlaces β-1,4. La cadena es recta y no ramificada. Constituye la estructura básica de la pared celular de las bacterias

Metabolismo de la glucosa

Las bacterias degradan la glucosa en pasos independientes para poder captar la energía así producida en formas utilizables……………………………………………………Las bacterias producen energía a partir de la glucosa a través de los siguientes procesos, enumerados por orden creciente de eficiencia: fermentación, respiración anaerobia (en ambos casos en ausencia de oxígeno) o respiración aerobia.

Metabolismo de la glucosa

Para el catabolismo de la glucosa, las bacterias utilizan tres principales rutas metabólicas.

La más frecuente es la llamada ruta glucolítica o ruta de Embden-Meyerhof-Parnas (EMP).

Ciclo del ácido tricarboxílico

Ruta de las pentosas fosfato

DINÁMICA POBLACIONAL

Cuando se añaden bacterias a un medio de cultivo, antes de empezar a dividirse ha de transcurrir un cierto tiempo de adaptación al nuevo ambiente…………..Este intervalo se conoce como fase de latencia del crecimiento.

DINÁMICA POBLACIONAL…
….Durante la llamada fase logarítmica o exponencial, las bacterias se dividen y duplican su población a intervalos regulares hasta alcanzar el máximo nivel posible según el tipo de medio y las condiciones imperantes. El número de bacterias aumenta a razón de 2 elevado a n.

ESTRUCTURAS CITOPLASMICAS

El citoplasma de la célula bacteriana contiene: ….ADN cromosómico…….ARNm ……..Ribosomas………..Proteínas…………..Metabolitos.

ESTRUCTURAS CITOPLASMICAS

…

ADN Cromosómico

……………A diferencia del cromosoma de los eucariotas, el cromosoma bacteriano se compone de una única molécula circular de doble cadena que no está contenida en un núcleo, sino en una zona definida conocida como nucleoide.Este cromosoma carece de histonas que mantengan la conformación del ADN y este no forma nucleosomas…..

Plásmidos

   La célula puede también poseer plásmidos, unas moléculas extracromosómicas circulares más cortas de ADN. …Los plásmidos suelen encontrarse en las bacterias gramnegativas y, aunque por regla general no son esenciales para la supervivencia de la célula, le proporcionan a menudo una ventaja selectiva: muchos de ellos confieren resistencia frente a uno o más antibióticos. ………La falta de membrana nuclear conlleva el acoplamiento de los procesos de transcripción y de traducción; en otras palabras, los ribosomas se fijan alARNm y fabrican proteínas a medida que se está sintetizando el ARNm aún unido al ADN.

Ribosomas

   El ribosoma bacteriano consta de dos subunidades de 3OS y 5OS que forman un ribosoma 70S. Este ribosoma es distinto del ribosoma 80S (subunidades 40S y 60S) de los eucariotas………por otra parte, las proteínas y el ARN del ribosoma bacteriano son muy distintos de los observados en los ribosomas de los eucariotas y constituyen un objetivo de los fármacos antibacterianos

Membrana Citoplasmática

La membrana citoplásmica posee una estructura lipídica de doble capa, semejante a la observada en las membranas de los eucariotas, pero no contiene esteroides (p. Ej., colesterol); una excepción a esta regla son los micoplasmas. ……La membrana citoplásmica lleva a cabo muchas de las funciones atribuibles a los orgánulos de los eucariotas. ………Entre estas tareas destacan el transporte y la producción de energía, que normalmente se realizan en las mitocondriasAdemás, la membrana contiene unas proteínas de transporte que permiten la captación de metabolitos y la liberación, de otras sustancias, así como bombas de iones (para mantener un potencial de membrana) y enzimas. La membrana citoplásmica invaginada forma el mesosoma, que puede actuar en la replicación del cromosoma uníéndose a él y asegurando su distribución a las células hijas durante la división celular.

PARED CELULAR

….Las bacterias grampositívas se diferencian de las gramnegativas en la estructura de la pared celular………Los componentes de la pared celular son también exclusivos de las bacterias, y su estructura repetitiva desencadena respuestas inmunitarias innatas protectoras en el ser humano. Las membranas citoplásmicas de la mayor parte de los procariotas están rodeadas de unas rígidas capas de peptidoglucano (mureína)……..El peptidoglucano es el elemento que proporciona rigidez, por lo que también determina la forma de cada célula bacteriana. Las bacterias gramnegativas están envueltas además por membranas externas

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BACTERIAS GRAMPOSITIVAS

….Una bacteria grampositiva posee una pared celular gruesa que consta de varias capas y está formada principalmente por peptidoglucano (150 a 500 A) que rodea la membrana citoplásmica……….El peptidoglucano es un exoesqueleto en forma de malla con una función semejante a la del exoesqueleto de los insectos.

BACTERIAS GRAMPOSITIVAS

.El peptidoglucano de la célula es lo suficientemente poroso como para permitir la difusión de los metabolitos a la membrana plasmática……..El peptidoglucano es un elemento clave para la estructura, la replicación y la supervivencia de la células en las condiciones normalmente hostiles en las que proliferan las bacterias.

BACTERIAS GRAMPOSITIVAS

.Durante una infección, el peptidoglucano puede interferir en la fagocitosis y estimular diversas respuestas inmmunitarias, como procesos pirogénicos.    El peptidoglucano puede degradarse mediante el tratamiento con lisozima. La lisozima es una enzima presente en la mucosidad y las lágrimas del ser humano que también producen las bacterias y otros microorganismos. Esta enzima es capaz de degradar el esqueleto de glucano del peptidoglucano.