Primeras hipotesis hacia el mundo miscroscopico
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| MICROBIOLOGIA Primeras hipotesis hacia el mundo miscroscopico L  as civilizaciones más organizadas de la antigüedad, como Grecia, Egipto, Mesopotamia, India y China, atribuían las causas de las enfermedades a un castigo enviado por los dioses a los hombres que infringían las leyes morales de la comunidad. En las alegorías griegas, por ejemplo, se hacía referencia a cómo algunos dioses del Olimpo se divertían repartiendo dardos hacia la Tierra. Estos causaban pestes, epidemias y muerte. Tales de Mileto fue el primero en suponer que las enfermedades se debían a causas naturales. Hipócrates enseñaba que la identificación de las causas de enfermedades sólo era posible a través de la observación y control del enfermo. Se daban así los primeros pasos para la formación de los pioneros de la medicina. Antes de que la ciencia investigase la Naturaleza con instrumentos apropiados, las enfermedades eran interpretadas como castigo de Dios. Hoy sabemos que una peste, como el cólera, no se ahuyenta tocando campanas sino con higiene, de modo que el vibrión o bacteria del cólera no encuentre condiciones favorables para su desarrollo. En nuestros días estos mitos y leyendas se han erradicado de nuestra cultura, al considerar que las enfermedades son causadas por agentes biológicos. Entremos al estudio de estos pequeños amigos o enemigos. Consulta: que es una alegoría. La biografía de Tales de Mileto e Hipócrates. Consulta el sobre el juramento hipocrático y realiza un análisis de este.  Historia de la microbiología Los microorganismos fueron descubiertos en 1674, por Antony van Leeuwenhoek, quien era de origen holandés, y un gran observador de la naturaleza. Leeuwenhoek se volvió experto en hacer lentes que aumentaban hasta 200 veces el tamaño de las cosas. Diseñó el primer microscopio óptico, con el cual pudo observar, en una muestra de agua, una serie de "animálculos" que le llamaron la atención. Examinó agua de lluvia, infusión de pimienta, saliva humana y excrementos. Años después, los científicos encontraron que las descripciones realizadas por Leeuwenhoek, correspondían a microorganismos que se encuentran presentes en diversos ambientes. Con su trabajo, y el aporte de otros investigadores, se logró constituir la microbiología. La microbiología estudia las características biológicas y ecológicas de los microorganismos, así como los métodos para clasificarlos, las técnicas para utilizarlos en la industria y los mecanismos para controlar las enfermedades, que producen en plantas y animales.  El microscopio es un poderoso auxiliar en la investigación científica. Actividad de clase Señala sus principales partes Para facilitar este estudio, la microbiología se ha dividido en varias ramas como son: la virología, que estudia los virus, la bacteriología, que estudia las bacterias, la protozoología, que estudia los protozoos, la micología, que estudia los hongos y la microbiología médica, que se preocupa por aquellos microorganismos que producen enfermedades. Aportes científicos Investigadores del mundo microscópico —Los chinos conocían la viruela y sabían que era transmisible entre humanos desde hace 2.500 años. Desde fines del siglo XIV se empezó a descubrir el mundo microscópico; entre los principales científicos que aportaron sus conocimientos para el desarrollo de la microbiología, se destacan: J. Jansen en 1590 fabrica el primer microscopio rudimentario. AntonyVan Leeuwenhoek (1676) perfecciona el microscopio y comunica que encontró en una gota de agua muchos animalitos. Se le puede considerar como el primer zoólogo. Robert Hooke por las mismas fechas utiliza el microscopio para observar células de corcho y organismos microscópicos.   Antony Van Leeuwenhoek . Luis Pasteur Luis Pasteur (1822-1895) utilizó métodos modernos para el estudio de las enfermedades causadas por microorganismos, principalmente por bacterias. Es el iniciador de la microbiología y de las vacunas. Pasteur, quien demostró que el aire es un medio en el que se encuentran microorganismos. De esta manera, refutó la teoría de la generación espontánea. Estudió la fermentación de la cerveza y el vino, encontrando que la causa que la producía eran los microorganismos presentes en ellos. También trabajó con algunas enfermedades como el cólera en las aves, y descubrió el principio de vacunación contra las enfermedades. Es considerado como el padre de la microbiología. Robert Koch, nacido en Alemania en 1843, estudió con rigor científico, enfermedades infecciosas. Murió en 1919. Koch, quien realizó estudios sobre el carbunco, o ántrax, una enfermedad del ganado vacuno y del ganado lanar. Mejoró los métodos de estudio de las bacterias, ideó un método para reproducirlas en medios de cultivo sólido y descubrió el bacilo causante de la tuberculosis. Para estudiar las enfermedades, Koch tuvo en cuenta los siguientes aspectos: los microorganismos que las causan se encuentran en personas enfermas. Las muestras de microorganismos deben tomarse de los enfermos y cultivarse en el laboratorio. Y los microorganismos deben reproducir la enfermedad al inyectarse a un animal sano. Carlos J. Finlay (1833-1915) investigador cubano, demostró que la fiebre amarilla se transmitía por un mosquito como vector. Logró avances importantes en el estudio de las enfermedades tropicales. Joseph Lister, quien realizó trabajos para lograr prevenir las infecciones de las heridas. Utilizó ácido fénico como antiséptico, obteniendo excelentes resultados. Edward Jenner, quien desarrolló una vacuna contra la viruela en el año 1776. Ejercicio 1 Tema: Historia de la microbiología
LOS REINOS DE LA NATURALEZA Para tener una visión de conjunto de los organismos microscópicos podemos distribuirlos en seis Reinos. El Reino animal no encontramos sino muy contados organismos microscópicos. Evolución de unicelulares
Si analizamos cuidadosamente el cuadro anterior, podremos observar un marcado orden taxonómico y evolutivo: desde los viroides, virus que no tienen estructura celular hasta los pequeños piojillos del ganado con estructuras anatómicas complejas que nos indican un marcado avance evolutivo. Ejercicio 2 Tema: Reinos de la naturaleza 1. ¿Es correcto ubicar a los virus entre los seres vivos o los no vivos? 2. ¿Qué diferencia encuentras entre los virus y los viroides? 3. ¿Qué son los virus y por qué se caracterizan? 4  . ¿Qué son y como se clasifican las bacterias según su forma?5. ¿Cuáles son las características principales de los protistos? 6. Consulte: Ascomicetes, ficomicetes, basidiomicetes 7. Relacione: Ameba ___ Toxoplamosis Plasmodium ___Amibiasis Toxoplasma ___Malaria 8. Enuncia en que casos los hongos son útiles y en que casos son perjudiciales. 9. Dibuja en rectángulos de 8 cm por 6cm 2 representantes de cada reino que te llamen la atención y describe sus características. 10. Vocabulario: Procariota, flagelo, eucariota, sarconidos, esporozoarios, ciliados, paludismo, toxoplamosis, patógenos, penicilina, acelular, ADN, ARN: I. ACELULADOS Estos organismos o macromoléculas son sencillos; de ellos se puede dudar si son seres vivos. Por el hecho de no tener estructura celular podríamos decir que no son seres vivos. Porque son capaces de reproducirse podríamos decir que son organismos vivos. Tal vez, lo más justo es aceptar que hemos hecho unas divisiones que no existen a nivel de la Naturaleza: diremos que existe el mundo inorgánico con moléculas más o menos complejas y existen organismos vivos muy organizados. Entre ambos grupos de seres podemos ubicar a los acelulados: ¿Moléculas muy complejas u organismos supremamente simples? Ni lo uno ni lo otro: son un nivel superior a lo simplemente inorgánico y un paso más cercano de lo plenamente orgánico. A. Viroides 1. ¿Qué son los viroides? Estos seres son conjuntos de ARN sin membrana proteica. Esta molécula de ARN puede contener o estar formada por unos 400 nucleótidos. Estos nucleótidos, apenas si serían información suficiente para construir una proteína. Esto nos dice que los viroides son, realmente, seres muy rudimentarios, o moléculas químicas muy complejas. 2. Patología a) La capacidad de infección parece estar restringida a las plantas. No se ha conocido ninguna enfermedad viroide en animales, aunque probablemente exista. b) En vegetales se conocen muchas enfermedades: —En Filipinas, los viroides han destruido más de 10 millones de palmas de coco. —En USA acabaron, en los años 50, con la producción de crisantemos.      —Actualmente se desecha la siembra de algunas variedades de papa por ser susceptibles a la infección por viroides, una de las enfermedades que causan en la papa, es la llamada "tubérculo en aguja", por la forma que toma la papa infectada. B. Virus Tampoco los virus tienen estructura celular; ni poseen organelos, sistema de enzimas, ni producción de energía. Obviamente, no se observaron hasta que los detectó el microscopio electrónico. Sin embargo, en 1892 el biólogo Ivanoswsky filtró el jugo de matas de tabaco enfermas y aunque eran retenidas por los filtros, seguía el poder de infección; de este trabajo se dedujo que existían organismos más pequeños que las bacterias que tenían poder de infectar; se los llamó virus filtrables. El tamaño de un virus se mide en milésimas de micra. Estructura: El virus es un conjunto de ARN o ADN , pero no libre como en los viroides, sino recubierto con una verdadera membrana lipoproteica, formada por moléculas en forma de mosaico. A veces salen de la membrana una especie de pequeñas espinas. Las formas pueden ser: redondeadas, alargadas, geométricas. Actividad: Como no poseen enzimas, ni posibilidad de producir ATP u otra clase de energía, son parásitos obligados. Por lo mismo, no tienen posibilidad de movimiento: podrán ser transportados por los líquidos, por el aire u otro transporte externo, un virus solamente puede vivir dentro de una célula y no está en capacidad de reproducirse. R  eproducción: Ya hemos visto que no pueden producir ATP o energía para duplicar los elementos y formar otro organismo. Sin embargo, han logrado una adaptación interesante: obligan a la célula hospedadora a proporcionar los elementos necesarios para la reproducción del invasor. Sigamos punto por punto los pasos de un virus en su reproducción. a. El virus independiente o virión se pega a la célula. b. El ácido nucleico penetra en la célula. La cápsula queda afuera, adherida a la pared celular. c. Se duplica el ácido nucleico. d. Se recombinan el ácido nucleico y las nuevas cápsulas para formar nuevos virus. e. Se rompe la célula invadida y son liberados nuevos virus. En algún tiempo se pensó que podría tomarse esta reproducción como la duplicación de un cristal, pero, evidentemente, se trata del mismo tipo de duplicación del ADN que sucede en cualquier célula normal.   a) ¿Por qué los virus no pueden reproducirse, ni moverse? b) ¿Por qué tienen que ser parásitos obligados? c) ¿Cuál es la razón por la que siempre son patógenos? 4. Enfermedades producidas por virus: Cáncer: Se sabe que ciertos productos químicos colorantes son considerados como carcinógenos, estimuladores del proceso canceroso; ciertos virus también tienen ese poder para desatar la reproducción descontrolada de células típicas del cáncer. No suelen encontrarse virus en las células cancerosas porque estos virus se incorporan al equipo genético de las células, las cuales empiezan a comportarse como células cancerosas.
Las células cancerosas segregan un producto, el interferón; esta sustancia no ataca al virus sino que alerta a las células para que produzcan defensas; obviamente, si es un producto celular no será nocivo para las propias células. Puede suceder que en un futuro cercano sea efectivo este producto; hoy es muy difícil y costoso producirlo. Una de las características de las infecciones vírales parece ser que inmunizan al paciente y se forman defensas y anticuerpos contra el virus específico. En el caso de las gripes, parece que los virus sufren mutaciones para romper las defensas, por ello no quedamos inmunes a las gripes. No se ha encontrado, hasta el momento, antídoto directo contra las enfermedades virales. Hay alguna esperanza de que un compuesto producido por las mismas células pueda ser efectivo en el futuro; se trata del interferón. Esta es una proteína producida por las células invadidas por un virus. El interferón, no repara las células enfermas, sirve como aviso a las células sanas, de modo que alisten las defensas.   Explica el anterior diagrama Parece que los virus cuyo núcleo está formado por ARN producen enfermedades en las plantas, y aquellos que lo tienen de ADN infectan células animales. Los virus nunca tienen ambos ácidos nucleicos; o están formados por ARN o por ADN.  Consulta: sobre los diversos virus que en los últimos años han generado alarma mundial de pandemia. Qué medidas se toman de manera preventiva y curativa. Qué organismos a nivel mundial intervienes en decisiones calamitosas de pandemias. En nuestro país quién toma las decisiones para prevenir o curar estos males. II. MONERAS Este grupo está constituido por organismos procariotas. Dos son los representantes más importantes: bacterias y algas cianofíceas. Estas últimas son marinas y producen gran cantidad de oxígeno. Las bacterias, en clasificaciones anteriores, han sido colocadas entre los vegetales. Sin embargo, las plantas fotosintéticas tienen muchas características ajenas a las bacterias. Las móneras representan un nivel superior de organización al de los virus. Las bacterias superan a los virus en que: - Contienen ADN y ARN, los virus solamente uno de estos ácidos. - Poseen ribosomas, los virus no. - Tienen sistemas integrados de multienzimas, los virus sólo están dotados de enzimas individuales. A. Bacterias 1. Estructura de las bacterias: una bacteria es una célula procariótica y está formada por: —Matriz mucosa, que le sirve de envoltura protectora. Las bacterias patógenas tienen esta matriz más gruesa que las bacterias benéficas; esta membrana las protege de los antibióticos. —Membrana celular semipermeable, para controlar la entrada y salida de materiales. —Material nuclear: ADN y ARN un cromosoma. —Citoplasma, en el que flotan o están embebidos los demás organelos: ribosomas, un cromosoma, pequeñas vacuolas y gránulos que contienen lípidos. 2. Forma de las bacterias Podemos mencionar cuatro formas de bacterias: —Rickettsia: son las bacterias más pequeñas; a veces, no sobrepasan el tamaño de un virus. —Bacilos: son alargados, en forma de rodillos. —Espirilos: con forma de espiral o bastón; móviles; no producen esporas, uno de los espirilos más conocido es la espiroqueta pallidum, causante de la sífilis. —Cocos: Tienen forma esférica u ovoide; pueden presentarse en forma solitaria, en parejas o formando tétradas (grupos de a 4). 3. Movimiento de las bacterias Varias clases de bacterias tienen movimiento; otras muchas carecen de prolongaciones que las ayuden a moverse. El equipo de movimiento suele ser: —Un flagelo en un extremo de la célula. —Un flagelo en ambos extremos. —Un grupo de flagelos en un extremo. —Todo el organismo rodeado de cilios o flagelos. Estos flagelos se originan en un corpúsculo basal. 4. Reproducción de las bacterias Algunas bacterias, antes de reproducirse, presentan el proceso de conjugación, por el cual intercambian material genético entre sí varias bacterias; es la primera forma de reproducción sexual. La forma típica de bipartición es más sencilla que el proceso en células eucariotas: El cromosoma se acerca a la membrana plasmática en un lugar concreto y empieza a duplicarse. Los dos nuevos cromosomas tienen un punto de contacto con la membrana. Entre ambos cromosomas se produce invaginación y nueva membrana. Se realiza la fisión completa y se originan dos nuevas células. 5. Bacterias útiles Las bacterias han tenido muy mala prensa: decir bacteria es decir enfermedad; sin embargo, hay mayor número de bacterias beneficiosas que patógenas. Sin bacterias la vida del hombre sería casi imposible. Veamos algunos ejemplos: a) Para la salud humana —En el tubo digestivo de los mamíferos, las bacterias producen vitamina B12, vitamina E, Niacinamida, ácido pantoténico. Deficiencia de B12 significa mala incorporación del hierro y anemia. Vitamina K: Importante para la coagulación. Es producida en el intestino, probablemente en suficiente cantidad para los procesos metabólicos. A veces, algunas de estas bacterias no pueden producir esas vitaminas porque son eliminadas con el uso de antibióticos —Casi ningún organismo superior puede digerir la celulosa; son las bacterias intestinales, las que tienen esa función: algunos insectos se alimentan de celulosa, pero el trabajo de romper esa molécula corre a cargo de las bacterias. —Para los herbívoros son claves las bacterias que rompen las moléculas de celulosa; tenemos el ejemplo de los caballos, cuyo intestino posee un enorme ciego donde las bacterias descomponen la celulosa. —Observemos el estómago de un rumiante: en la panza o rumen se encuentra gran cantidad de bacterias y protistos que empiezan la ruptura de las proteínas, carbohidratos y lípidos, incluyendo la celulosa. Hay estudios que demuestran cómo un bebé, que nace por cesárea y es colocado en un medio estéril, es pobre en producción de células productoras de inmunoglobulinas, y se atrofian otras del intestino que participan en la inmunidad del organismo. —También se ha comprobado que ciertas bacterias protegen el organismo de ciertos microorganismos patógenos que llegan al intestino. —Se puede pensar que en un futuro bacterias y virus podrán emplearse para eliminar bacterias y virus patógenos como "Efecto barrera". b) Bacterias descomponedoras De no existir bacterias y hongos, los vegetales y animales muertos quedarían sin descomponerse. Esto supone que los elementos como: N, C, O, H, no serían liberados y el suelo se volvería lentamente estéril.
El nitrógeno es un componente básico de las proteínas y éstas lo son del organismo. Ni las plantas ni los animales pueden tomar el nitrógeno atmosférico. Son las bacterias nitrificantes las que forman moléculas con el nitrógeno atmosférico del suelo, de modo que las plantas lo puedan asimilar. — Bacterias proteus y clostridium convierten las proteínas y aminoácidos en amoníaco, NH3 (Desnitrificación). —Las nitrosomas convierten el amoníaco, NH3 en nitritos, NO2. —Las azotobacterias y rhizobium convierten los nitritos, NO2 en nitratos, NO3. Este producto es asimilable por las plantas.  d) Bacterias industriales —Cada vez son más utilizadas las bacterias para usos industriales: Para preparar yogures, queso Para fermentación de productos. Para purificación de aguas. B. Cianofíceas También son organismos vivos con estructura celular definida procariota: solamente poseen ribosomas individualizados, carecen de otros organelos. La mayor parte de estas móneras son marinas. Su aporte al ecosistema consiste en la producción de oxígeno, el que es liberado a la atmósfera. Además, forma parte del fitoplacton esencial en la cadena alimenticia de organismos marinos.
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