Unidad Nomenclatura, taxonomía y características de los microorganismos




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TEMARIO.
Unidad 1. Introducción a la microbiología.
1.1. Antecedentes

1.2. Desarrollo histórico

1.3. Conceptos básicos

1.4. Relación con otras ciencias

1.5. Importancia

1.5.1. La distribución de los microorganismos en la naturaleza

1.5.2. Campos de aplicación de la microbiología.
Unidad 2. Métodos microbiológicos.
2.1. Métodos de cultivo

2.1.1. Tipos

2.1.2. Clasificación de medios por uso

2.2. Preparación de medios

2.3. Técnicas de cultivo

2.3.1. Métodos para aislar cultivos puros.

2.3.2. Siembra en tubo

2.4. Preparaciones para microscopia

2.4.1. Tipos de microscopios

2.5. Características para la identificación

2.5.1. Morfológicas

2.5.2. Bioquímicas

2.5.3. Antigénicas
Unidad 3. Nomenclatura, taxonomía y características de los microorganismos
3.1. Virus

3.1.1. Propiedades generales

3.1.2. Criterios de clasificación

3.1.3. Nomenclatura y taxonomía

3.1.4. Estructura

3.1.5. Reproducción

3.1.6. Importancia

3.2. Bacterias

3.2.1. Propiedades generales

3.2.2. Criterios de clasificación

3.2.3. Nomenclatura y taxonomía

3.2.4. Estructura

3.2.5. Reproducción

3.2.6. Importancia

3.3. Algas

3.3.1. Propiedades generales

3.3.2. Criterios de clasificación

3.3.3. Nomenclatura y taxonomía

3.3.4. Estructura

3.3.5. Reproducción

3.3.6. Importancia

3.4. Protozoarios

3.4.1. Propiedades generales

3.4.2. Criterios de clasificación

3.4.3. Nomenclatura y taxonomía

3.4.4. Estructura

3.4.5. Reproducción

3.4.6. Importancia

3.5. Hongos

3.5.1. Propiedades generales

3.5.2. Criterios de clasificación

3.5.3. Nomenclatura y taxonomía

3.5.4. Estructura

3.5.5. Reproducción

3.5.6. Importancia

3.6. Nematodos

3.6.1. Propiedades generales

3.6.2. Criterios de clasificación

3.6.3. Estructura

3.6.4. Reproducción

3.6.5. Importancia
Unidad 4. Factores Ambientales que afectan el crecimiento, desarrollo y reproducción de microorganismos.
4.1. Factores de crecimiento

4.2. Presión Hidrostática

4.3. Temperatura

4.4. Potencial de Hidrógeno (pH)

4.5. Oxígeno

4.6. Nutrientes

Unidad 5. Metabolismo Microbiano.
5.1. Origen de las cepas industriales

5.2. Propiedades de un microorganismo industrial

5.3. Productos industriales

5.3.1. Empleo de microorganismos en la elaboración de alimentos

5.4. Metabolitos microbianos

5.4.1. Primarios

5.4.2. Secundarios

5.5. Control del crecimiento microbiano en alimentos

5.5.1. Control químico

5.5.1.1. Actividad antimicrobiana

5.5.2. Control biológico

5.5.2.1. Antimicrobianos naturales

Unidad 1. Introducción a la microbiología
1.1. Antecedentes

El conocimiento humano sobre los efectos producidos por los microorganismos ha estado presente incluso desde antes de tener conciencia de su existencia; debido a procesos de fermentación provocados por levaduras se puede hacer pan, bebidas alcohólicas y productos derivados de la leche. En la antigüedad la causa de las enfermedades era atribuida a castigos divinos, fuerzas sobrenaturales o factores físicos (La palabra malaria significa “mal aire”, se creía que era el aire viciado de los pantanos el que provocaba esta enfermedad). Durante este periodo previo al descubrimiento de los microorganismos, los naturalistas solo podían especular sobre el origen de las enfermedades.

La microbiología es la ciencia encargada del estudio de los microorganismos, seres vivos pequeños (de mikros "pequeño", bios, "vida" y logos, "estudio"), también conocidos como microbios. Es la rama de la biología dedicada a estudiar los organismos que son solo visibles a través del microscopio (virus, procariontes y eucariontes simples). Son considerados microbios todos los seres vivos microscópicos consistentes en una sola célula, es decir unicelulares, así como aquellos que forman agregados celulares en los cuales todas las células son equivalentes (en los cuales no existe diferenciación celular). Los microorganismos pueden ser eucariotas (las células poseen núcleo), tales como los hongos y los protistas, o procariotas (células carentes de núcleo), como las bacterias y los virus (aunque los virus no son considerados seres vivos estrictamente hablando).

Aunque los conocimientos microbiológicos de que se dispone en la actualidad son muy amplios, todavía es mucho lo que queda por conocer y constantemente se efectúan nuevos descubrimientos en este campo. Tanto es así que, según las estimaciones más habituales, sólo un 1% de los microbios existentes en la biosfera han sido estudiados hasta el momento. Por lo tanto, a pesar de que han pasado más de 300 años desde el descubrimiento de los microorganismos, la ciencia de la microbiología se halla todavía en su infancia en comparación con otras disciplinas biológicas tales como la zoología, la botánica o incluso la entomología.

Al ser muchos de estos organismos patógenos, la microbiología se relaciona con ramas de la medicina como patología, inmunología y epidemiología.
1.2. Desarrollo histórico.
En la historia evolutiva de la microbiología a permitido intervenir a varios científicos.
La microbiología inicio cuando el hombre empezó a pulir el vidrio y a combinarla con el objeto de lograr amplificaciones de organismos muy pequeños (inicio con la aparición del microscopio).
En el siglo XIII Roger Bacon, postulo que las enfermedades son causadas por seres invisibles.
En 1658 un monje llamados Kircher, hizo referencia de gusanos invisibles que intervenían en la descomposición de cuerpos orgánicos, en la carne, en la leche y en exudados diarreicos. Fue el primero en determinar que las bacterias y otros miembros producen enfermedades. En 1655 descubrió la célula en un pedazo de corcho.
De 1632 a1723 el holandés Antonio Van Leeuwenhock fue el primero en hacer descripciones y dibujos precisos de bacterias y protozoarios que fueron observados por el microscopio. Su descubrimiento no fue apreciado.
Louis Paster. Descubrió la participación de los microorganismos en la fermentación para la elaboración de vinos y cervezas. Demostró mediante experimentos que las bacterias son la causa de algunas enfermedades. Junto con Robert Koch comprobaron que el carbunco en los animales era producido por una bacteria. En 1880 aisló el germen causante del cólera aviar (gallinas), desarrollando la bacteria en cultivo puro. Trabajo con la vacuna contra la hidrofobia o rabia, aislando el germen en cultivo puro.
Robert Koch. Aisló las bacterias que causan el carbunco en bovinos y ovinos, descubriendo los bacilos en las puntas angulosas en la sangre. Fue la primera vez que se comprobó que una bacteria causa enfermedad en los animales. Con este antecedente estableció unos postulados: (postulado de Koch), que indican los siguientes.


  1. El organismo específico debe siempre estar asociado a la enfermedad.




  1. El organismo debe ser aislado y obtenido a cultivo puro en laboratorio.




  1. El cultivo puro inoculado a un animal susceptible, produce la enfermedad.




  1. Debe recuperarse en cultivo puro el organismo en el animal infectado experimentalmente.


Aisló la bacteria que causa la tuberculosis. Estableció las reglas para indicar que las bacterias son las causantes de enfermedades. Observo que si se extiende las bacterias en una lamina de vidrio delgada agregándola colorantes se podrá observar mejor. En 1905 fue acreedor al premio novel por los descubrimientos realizados
Con Louis Pasteur y Robert Koch se abrió una nueva era de conocimiento para la microbiología, a ellos asistieron varios científicos para ser asociados, para distribuir esos conocimientos en toda América y Europa.
Joseph Lister en 1878 obtuvo por primera vez cultivos pares de bacterias por diluciones sereadas en medios lípidos.
Busco una forma de apartar bacterias de las heridas y por las incisiones causadas por los cirujanos, utilizando el acido fenico y polvenizaciones de bicloruro de mercurio estableciendo la antiséptica quirúrgica y los principios de la técnica aséptica (sin intención) de hoy.
Edwin Klebs y Frederick Leoffler descubrieron el bacilo de la difteria.
Emil y Kitasado crearon la antitoxina para controlar el tétano, a demás de que ellos fueron seguidores de los descubrimientos de Pasteur y Koch que fueron aprovechados inmediatamente en el campo agropecuario y en la industria.
A finales del siglo XIX el ruso Sergio winogradski, demostró que las bacterias adsorban nitrógeno de la atmósfera haciéndose indispensable para el alimento de las plantas y de los animales.
En 1901 el microbiólogo holandés Beinbjerink descubrió el nitrógeno producida por las bacterias en el suelo. Indicando que éstas producen fertilidad en el suelo.
El Danés Anes Emil Cristian Hansen, realizó estudios para uso industrial de las fermentaciones mediante el cultivo de bacterias en la producción de vinagre (acido acético).
Conn, Cennicut y Weisman, en Alemania de 1890 a 1891 realizaron cultivos puros para la fabricación de mantequilla.
En 1889 el austriaco Avamert, creó cultivo puro para la fabricación de queso.
A final del siglo XIX Barril, descubrió la enfermedad del tizón en la pera.
En 1915 Smith y Bunquet descubrieron que los insectos son portadores de enfermedades virosas de planta infectadas a planta sana.
En el año de 1900 la microbiología causó gran importancia por que se le incluyó como una rama de la biología
1.3. Conceptos básicos
Desde el punto de vista general la microbiología: es la ciencia que trata sobre el estudio de microorganismos o microbios, sus característica y su influencia con su habitad (tiende a modificar su habitad).

En puntos de vista mas amplio la microbiología estudia a los microorganismos y sus actividades, las formas, estructuras, metabolismo, fisiología, reproducción y crecimiento, identificación, distribución en la naturaleza. Su relación con otros seres, sus efectos perjudiciales y benéficos en humanos en plantas y animales, así como las alteraciones físicas y químicas que provocan en su medio.
La microbiología estudia a los seres unicelulares. Todos los organismos vivos unicelulares están compuestos química y biológicamente de una misma forma, poseen hidratos de carbono, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, están bien constituidos por el núcleo, membrana o pared celular.
Todos los sistemas biológicos tienen en común las características de:
1. Capacidad de reproducirse.
2. Capacidad de asimilar e ingerir sustancias nutritivas y tienen la facultad de metabolizarla. Para producir energía y desarrollarse
3. Capacidad de excretar productos de desechos
4. Capacidad de reaccionar a los cambios de medio ambiente (irritabilidad).
5. La susceptibilidad a mutación.
1.4. Relación con otras ciencias
La biología
Es el estudio de los diversos organismos vivientes, en otras palabras es el estudio de la vida. Para su comprensión y entendimiento se divide en dos grandes partes:
1). Unidad taxonómica: Contempla la botánica, zoología, microbiología.
Botánica. Estudia diversas especies de plantas, se dividen en criptógamas: No poseen semillas y se reproducen sexualmente. Las fanerógamas: Dan frutos y flores, se divide en:


  • Angiosperma. Tiene el ovulo dentro del fruto y se divide en monocotiledóneas, dicotiledóneas.




  • Gimnosperma. Tienen el ovulo fuera del fruto y el ovulo fuera del ovario.


Zoología. Estudia las diversas especies de animales se divide en:


  • Invertebrados. No tienen huesos, y se dividen en invertebrados inferiores, son los que tienen mas células como; moluscos, lombrices, los invertebrados superiores son las que pueden tener algo de dureza, los artrópodos por ejemplo, chicharras, chapulines.




  • Vertebrados. Tienen huesos y se encuentran los cordados inferiores que pueden ser es la mobranquias (tiburón, pez, espora, mantaraya), y los cordados superiores como; anfibios, reptiles, aves, mamíferos.



Microbiología. Ciencia que trata sobre el estudio de microbios o microorganismos: bacterias, hongos, virus, protozoarios, algas, nematodos.
2). Unidad básica: Corresponde al estudio de la interrelación de los diversos organismos y ciencias que la poseen.
Organismos procarióticos y eucarióticas.
1). Los organismos procarióticos. Los constituyen las células incompletas, porque no tienen núcleo definido, el jugo nuclear esta en contacto directo con la membrana celular.
2). Organismos eucarióticos. Los constituyen las células completas. Están constituidas por organelos y microestructuras.
Organeros. Tienen membrana propia y están en contacto directo con el citoplasma.
Clasificación de los reinos para los seres vivos.
Reino monera. Lo constituyen algunas bacterias y algas cianofitas, poseen células procarióticas.
Reino protista. La conforman los protozoarios, algunas bacterias y algas (clorofíceas, rodofíceas, feofíceas). Están constituidas por células eucarióticas.
Reino fungí. Lo integran los hongos, moho y levaduras. Poseen células eucarióticas.
Reino vegetal. Integrado por planta criptógamas, fanerógamas, gimnosperma, angiosperma, monocotiledóneas, dicotiledóneas. Poseen células eucarióticas.
Reino animal. Integrados por seres invertebrados y vertebrados poseen células eucarióticas.
1.5. Importancia de la microbiología.
Los microbios son microorganismos ideales para investigación, porque utilizan menos espacios y tiempo para la observación y experimentación. Los microorganismos proporcionan conceptos básicos para la comprensión de la fisiología y genética y las reacciones físicas - químicas que son la base de la vida.
Proporcionan conocimiento sobre la reproducción y desarrollo de organismos, en una bacteria por ejemplo: en 24 horas.
Se conoce el proceso metabólico de los microorganismos, que es igual a los organismos superiores.
Es importante porque se observan los diferentes cambios que se presentan por alterar el medio que nos rodea. Los microorganismos poseen potencialidades mayores que otros organismos, en el aspecto fisiológico y bioquímico.

Con la microbiología se conocen y describen nuevos microbios útiles y perjudiciales.
Con el conocimiento de la microbiología, para los microbios benéficos, se utilizan, en la industria, alimento, agricultura, medicina y en la ciencia en general.
Con los nuevos conocimientos en la química, física, matemáticas (bioestadística o biometría, ingeniería genética) se podrá aportar mayores características de la microbiología.

Los microbiólogos han hecho contribuciones fundamentales a la biología y medicina, especialmente en los campos de la bioquímia, genética y biología celular. Los microbios tienen muchas características que los hacen organismos modelo ideales:

  • Son pequeños, por lo que no consumen muchos recursos.

  • Algunos tienen tiempos de generación muy cortos (el tiempo necesario para la división de una célula baterial en dos en condiciones óptimas; ~30 minutos para E. coli, pero de 12 a 24 h para Mycobacterium tuberculosis).

  • Las células pueden sobrevivir fácilmente separadas de otras células.

  • Los eucariontes unicelulares se reproducen por división mitótica y los procariontes mediante fisión binaria. Esto permite la propagación de poblaciones clónicas genéticamente iguales.

  • Pueden permanecer congelados por grandes períodos de tiempo. Aún y cuando el 90% de las células mueran en el proceso de congelación, existen millones de células en cada mililitro de líquido cultural.

La extensiva caracterización de microbios ha permitido que éstos sean usados en la industria como herramientas experimentales en diferentes ramas de la biología.

1.5.1. La distribución de los microorganismos en la naturaleza.
Los microorganismos se encuentran en todas partes, son transportados por la corriente de aire desde la superficie de la tierra hasta el contacto con la atmósfera. Se localizan desde las partes mas profundas de los océanos hasta las partes más altas de las montañas. Se encuentran en los suelos fértiles (porque proporcionan nitrógeno (N) y transforman la materia orgánica).
Son arrastrados por arroyos y ríos para ser depositados en algunos lugares como: lagos, lagunas, esteros. Se localizan en los desechos humanos, si estas son arrastrados por aguas se infectan y causan enfermedades. Abundan donde se encuentra mucho alimento, humedad y una temperatura propicia.
Los microorganismos viven en las mismas condiciones ambientales que las personas por lo que estamos rodeados de microbios, por ejemplo en el aire, en el alimento, en la superficie de nuestros cuerpos, en las partes interna y orificios corporales, nariz, boca, esófago, oído, etc. Afortunadamente la gran mayoría de los microbios son inocuos para las partes sanas, a demás de poseer defensas contra ellos.

1.5.2. Campos de aplicación de la microbiología.
Para su aplicación varios microbiólogos se especializan en cierto tipo de conocimiento específicos de microbios, existiendo: la bacteriología, la protozoología, la parasitología (estudio de los parásitos micro y macro, existentes), micología (trata el estudio de hongos, mohos y levaduras), la virologia, ficología (estudio de algas).
Existen también otras disciplinas muchos más específicos como la genética bacteriana, la fisiología de las algas, la citología de los protozoarios. Hay muchos campos de aplicación de la microbiología tales como: la microbiología médica, industrial, de alimentos, de suelo, ambiental, acuática, agua, drenaje, aire, leche, de los insectos del espacio (exobiología) y los microorganismos y transformaciones bioquímicas
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