UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL SIMÓN RODRÍGUEZ NÚCLEO CANOABO INGENIERÍA DE ALIMENTOS LABORATORIO DE MICROBIOLOGÍA GENERAL CUESTIONARIO Nº 1 TEMA 1 EL ALCANCE DE LA MICROBIOLOGIA 1. -¿Haga una relación de las caracteristicas comunes a todos los sistemas biológicos? Según Carpenter (1996), todos los sistemas biológicos tienen en común las caracter istic isticas siguientes: otéinas y ácidos desoxirr i b bonucleico o ácido r i b bonucleico. Tod a f or ma biológica incluye pr otéin oducir se. se. La capacidad de r e pr oduci itivas y metabo lizarlas para pr oduci oducir enegía y La facultad de inger ir y asimilar sust ancias nutr itiv desarr ollar se. se. Capacidad de excr et etar pr oductos oductos de desechos. bilidad de mutación. La susce pti b La faculdad de r eaccionar a cam bios en su medio am biente llamado en ocaciones irr it itabilidad. y y y
y y y
2.
-¿Por qué son útiles los microorganismos como sujetos para el estudio de fenómenos biólógicos? oor ganismos suele per miti mitir al investig ador estudiar La homogeniedad de una po blació n de micr oo un f en enó meno o r eacciones químicas par ticu ticular es es sin que par tici tici p pen las com plicaciones que im pone la multice lular id idad de or ganismos mayor es. es. Por ello los micr oo oor ganismos son agentes útiles para la investigació n por genetistas y f isio isio lógos celular es es (Carper te ter 1969). Pueden cultivar se se en tu bos de ensayo o en matraces ya que asi ocu pan menos es pacio y r equier en en menos cuidados que las plantas y animales grandes, además se desarr ollan rápidamente y se r e pr oducen oducen a una velocidad extraor din dinar ia; algunas es pecies alcanzan casi 100 generaciones en 24 horas, los pr ocesos ocesos metabólicos de los micr oo oo r ganismos se r igen igen por nor mas iguales a los animales y plantas su per io ior es es (Pelezar, 1977). Aún más grave, la gran var ied iedad de f or mas que incluyen el mundo micr o biano com pr ende ende en las que se encuentran en los límites entr e los micr oo oor ganismos vivos y la mater ia inanimada. El estudio de estas f or mas pr o por cion ciona conocimientos r es es pecto al carácter f und undamental de la vida (Carpenter, 1969). 3.
-Explique, ¿Por qué es de utilidad el conocimiento de la microbilogía para comprender los procesos vitales de plantas y animales superiores? Carpenter, (1969), es pecif ic ica que la micr o biología estudia los or ganismos con gran detalle y o bser va los pr ocesos ocesos vitales enf oc ocando su actividad metabólica mientras se desarr ollan, r e pr oducen oducen envejecen o muer en en, tam bién se ocu pa de las modif ic icaciones a su medio, que pueden alterar sus actividades metabólicas; r egu egular a su desarr ollo o cam biar su patrón si destr ui uirlo. oor ganismos que com par ten ten mucha de las La micr o biología es el estudio de los micr oo caracter istic isticas de ot ras f or mas de vida, al conocer su f uncion uncionamiento y acció n de los micr oo oor ganismos (Carpenter, 1969).
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-Mencione algunas razones de; ¿por qué los microorganismos tienen un margen más amplio de potencialidades f isio lógicas y bioquímicas que todos los otros microorganismos en conjunto? Los micr oo r ganismos pr esentan diver sos grados de capacidad de síntesis de sus nutr ientes, su perando asi a ot r os or ganismos, en ef ecto, existen algas y bacter ias capaces de f ijar nitró geno atmosf ér ico para sintetizar pr oteínas y ot r os com puestos or gánicos nitr ogenados com plejos, encontrándose que otras es pecies r equier en el nitrógeno or gánico e inor gánico como mater ia pr ima para elaborar sus constituyentes, existiendo micr oor ganismos capaces de sintetizar sus pr o pias vitaminas, mientras que otras es pecies se le de ben suministrar; desde el punto de vist a de r equer imientos nutr icionales se encuentran micr oor ganismos sencillos y micr oor ganismos com plejos; su menor y mayor capacidad de síntesis, de pende del grado de com plejidad de dichos r equer imentos (Carpenter, 1969). 5.
-¿Cómo nació el término Protista y a cuales organismos se alude cuando se usa el dicho término?; ¿Cuál es la diferencia entre protista inferiores y protista superiores? Según Carpenter, (1969), el tér mino pr otista f ue pr o puesto por Haeckel en 1886 y lo ex plicó para detar minar a un ter cer r eino, que incluían Bacter ias y ot r os or ganismos bastantes sencillos ; Pr otozoos, Hongos y Algas. Estos son or ganismos unicelular es o cenociticos que no son tí picamente vegetales ni animales (Pelezar, 1977). Carpenter, (1969) es pecif icamente que Stainner y colaborador es en 1957 em plear on de nuevo el tér mino Pr otista y más tar de descu br ier on los caracter es celular es que distinguen las bacter ias y las algas azul ver dosa de otras algas, hongos, pr otozoar ios, planta y animales su per ior es. El ti po celular menos desarr ollado es el de las bacter ias y algas azul ver dosas, esto es, Pr otist a inf er ior es se les llamo or igenalmente pr ocar ióticos, mientras que los Pr otist as su per ior es son micr oo r ganismos Eucar ióticos ³Algas, Hongos y Pr otozoos´ (Pelezar, 1977). 6.
-Analice las diferencias ent re células procarióticas y eucarióticas desde los siguientes aspectos: a) Sistemas Genéticos b) Naturaleza Cito plasmática y Estr uctura del Cito plasma. c) Estr uctura Celular es Exter nas. Estas Dif er er ncias se muestran en los siguientes cuadr os.
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Cuadro 1.: Sistemas Genéticos ASPECTO
CÉLULAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS EUCARIÓTICAS Nucleoide. Cuerpo Nucleo, Mitocondr ias, Cr omatinico o Mater ial Clor o plasto. Nuclear . No por Delimitado por delimitado mem brana nuclear . mem brana nuclear .
LOCALIZACIÓN
y
y
y
y
Un
y
ESTRUCTURA NÚCLEO
DEL
El cr omosoma no contiene histor ias.
y
y
y
divisió n no es por mitosis. No poseen nucleo lo.
y
SEXUALIDAD
Cr omosoma cir cular .
y
o más cr omosomas lineales.
y
Uno
y
Los
y
División nuclear por
cr omosomas contienen histor ias.
La
genes r elacionados f uncionalmente sulen estar arracimados. Los
El zigote es mer ozigótico (D iploide Par cial).
mitosis. y
Poseen nucleo lo.
y
Los
y
genes r elacionados f uncionalmente no estan arracimados. El Zigote es D iploide.
Cuadro 2.: Naturaleza citoplasmática o estructura del citoplasma. ASPECTO COMPO NENTE Cito plasma fluyente. Pinocitosis. Vacuolas Gaseosas. Mesosomas. R i bosomas
CÉLULAS PR OCARIÓTICAS NO NO Puede Haber SI 705, distr i buidos en el Cito plasma.
CÉLULAS EUCARIÓTICAS SI SI NO NO 805, dis puestos so br e men branas en el r etículo endo plasmático. 705 en mitocondr ias y clor o plastos.
Mitocondr ias Clor o plastos Estr uctura de Golgi R etículo Endo plasmático Vacuolas Limitantes por mem branas (Ver dosas).
NO NO NO NO NO
SI Suele Haber . SI SI SI
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CUADRO 3.: Extructuras Célulares Externas. ESTRUCTURA Mem branas Cito plasmáticas.
CÉLULAS PROCARIÓTICAS Generalmente no contienen ester oles. R ealizan f unciones r es pirator ias y f otosintesis.
CÉLULAS EUCARIÓTICAS Contiene ester oles. No r ealizan f unciones de r es piració n ni de f otosintesis.
Par ed Celular
Pe ptidoglucano com ponente.
Ór ganos de Locomoción.
Fi br illas Sim ples
Multif i br illas con ³9+2´ Micr otu bulos.
Seudo pos
NO
En algunos.
como
Car ece de Petidoglucano.
7. -¿En qué dif ieren los virus de otros microorganismos? Pelezar (1977) def ine vir us como un micr oor ganismo parásito intracelular o bligado más pequeño que las bacter ias. Según Pelezar, (1977) los vir us se dif er encian de otr os micr oor ganismos en que car ecen por com pleto de células. Según Carpenter, (1969) dif er encia a los vir us de otr os micr oor ganismos en que son muy pequeños parásitos o patógenos de las plantas como las bacter ias.
8. -¿Cuál es la base de la clasif icación en cinco reinos de Whittak er Mencione una razón por la cual es tan ampliamente aceptado por la comunidad biológica. Carpenter, (1969) identif ica los sistemas de clasif icación de los cinco r einos, el cuál se basa en sus niveles de or ganizació n celular, así como en los ti pos de nutición: Fotosí ntesis. Adsorción e ingestión. De este modo, los pr ocar iotes, per tenecen al mismo r eino monera porque car ecen de modo digestivo de nutr ició n, los eucar ióticos unicelular es per tenecen al r eino pr otista, donde los modos de nutr ición son continuos mientras que los eucar ióticos multice lular es y multinuc leados se encuentran en los r einos vegetal, animal y hongos (Carpenter, 1969). Esta clasif icación es am pliamente ace ptada porque considera las r elaciones evolutivas y es com pati ble con los estudios r ecientes so br e bioquímica, genética ultraestr ustural que hacen su poner que la endosim biosis heder itar ia lleva a la célula eucar iótica a par tir d una var iedad de pr ocar iótico común (Pelezar, 1977).
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9.
-Analice el lugar de los microorganismos en el esquema de clasif icación de los cinco reinos. Según pelezar, (1977) los micr oo r ganismos se encuentran en tr es de los cienco r einos así:
a) En el reino monera: bacter ias y algas azul ver dosas b) El Reino Protista: Micr oalgas y Pr otozoos. c) El Reino de los Hongos: Levaduras y Mohos. Como los vir us no son or ganismos celular es no estan comtem plados en la clasif icación de Whitt aker . a) Bacter ias y algas azul ver dosas: son or ganismos pr ocar ióticos unicelular es que car ecen de modo ingestivo de nutr ició n; al igual que otras algas, las algas azul ver dosas contienen clor of ila y son capaces de ef ectuar f otosíntesis. b) Los micr oor ganismos Eucar ióticos unicelular es se u bican dentr o del r eino pr otista; las micr oalgas pr esentan el modo de nutr ició n por f otosíntesis, mientras que los pr otozoos poseen una f or ma de nutr ició n por ingestión. c) Los hongos no contienen clor o f ila y generalmente son multicelular es, no poseen ni raices, ni tallos, ni hojas y su tamaño y f or ma var ian desde una levadura micr ooscópica unicelular hasta el de un Cham piñó n Gigante.
10. -¿Por qué es tan importante para los bacteriólogos el Manual of Determinative Bacteriology de Bergey Es de am plia ace ptación y usado como r ef er encia estándar para taxonomía bacter iana y ademas han r econocido el r eino monera de Whitt aken per o lo ha llamado r eino pr ocar iote a causa de la naturaleza pr ocar iotica de las células. El comité que edit a el manual Of Deter minative de Bacter iology de Ber gey, apr ecia que tiene fallas y agradece las sugestiones para corr egirlos en la r evisió n anter ior, su sistema de clasif icació n cada vez adquier e más carácter inter nacional y aunque por ahora no se ace pta mundialmente, quizás sea el mejor que se dis pone (Carpenter, 1969). 11. -¿Dónde se encuentran los microorganismos en la naturaleza como se trasladan a otro lugar? Los micr oor ganismos se encuantran en tod as par tes, son t rans por t ados por las corr ientes de air e desde la su perf icie de la tierra a la par te más alta de la atmósf era, abundando en los suelos f ér tiles y en los sedentar ios de los mar es a grandes pr of undidades y ot r os grandes de pósitos de agua, si los desechos humanos, por tador es de bacter ias dañinas son ver tidos en las corr ientes de las aguas. Las enf er medades tienden y se encuentran en los alimentos, en donde se haya humedad, tem peratura adecuada será de fácil su desarr ollo y multi plicació n (Pelezar, 1977).
12. -Haga una breve descripción de un área de la microbiología aplicada. Según Garassini (1967). Hay muchos cam pos de la aplicació n de la micr o biología. Microbiología Industrial: sustancias medicinales, be bidas alcohólicas, enzimas y ácidos or gánicos son algunos ejem plos de lo que a escala comer cial pr oducen los micr oo r ganismos. Las actividades químicas úti les de las bacter ias, levadura s, mohos y algas son ex plot adas y
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y
para o btener de estos micr oor ganismos; pr oductos de valor, des pués de haberlo cultivado en un medio r elativamente costoso. Microbiología de los Alimentos: la pr esencia de los micr oor ganismos en los alimentos or igina contaminación que pueden ocacionar inf ecciones o intoxicaciones en los ser es humanos, la micr o biología de alimentos estudia todas las es pecies capaces de ocasionar daños a la salud y establece las bases o f undamentos para la aplicació n de pr ocesos de conser vació n que garanticen la destr ucción o inhi ban el cr ecimiento de dichos micr oor ganismos; el cr ecimientos de estos micr oor ganismos per miten pr evenir o r educir su ef ecto mediante ins pecció n de car nes y mater ia pr ima utilizada para la elaboración de pr oductos alimenticios, higiene de planta de pr ocesamiento, im posición de r eglamentos sanitar ios a los mani pulador es y pr e parador es de alimentos y la aplicació n adecuada de leyes y medios de pr eser vación idóneos.
TEMA 2. EVOLUCIÓN DE LA MICROBIOLOGÍA 1. -¿Por qué es necesario para el desarrollo de la microbiología refutar la teoría de la generación espontánea? Se evidenció el r echazo de la teo r ía de la generació n es pontánea ace ptada p or los científ icos de la Época Antigua, durante muchos años se penso que los or ganismos vivos pueden sur guir de nuevo y com pletamente f or mado de la mater ia or gánica en dscom posició n. Esta falacia levantó la sos pecha de nuestr os investigador es del seglo XVII. Llevar on a cabo una ser ie de ex per iementos destinados a desmostrar si los micr oor ganismos vivos tienen un or igen únicamente en otr os or ganismos vivos (Biogénesis), o la apar ició n es pontánea en la mater ia or gánica en descom posició n (abiogénesis). Hacia la mitad del siglo XVII, el poet a y f ísico R edi r ealizó ex per imentos que demostraban contrar iamente a la cr eencia po pular, que las lar vas no se f or maban es pontáneamente en la car ne en descom posició n, sino que pr ocedian de los huevos de mosca des positados en esta. La validez de la Biogénesis no f ue ya cuestinada ser iamente aunque la biogénesis par ece evidente por si misma, hoy en dia su demostar ción es de vital im por tancia para el desarr ollo de la M icr o biología. De no ser a sí, la etio logía es pecíf ica de f er mentación, la degeneració n, las enf er medades inf ecciosas y otr os f enómenos similar es hu biera podido establecer se. (Fr eeman, 1986). 2.
-¿Qué signif ica el concepto puro, y por qué no siempre debemos estudiar los microorganismos en cultivos puros? Un cultivo pur o es quel que incluye un único ti po de micr oo r ganismos, pocas veces f uera de l laborator io se encuentran cultivos pur os, porque en la naturaleza los micr oo r ganismos suelen asociar se. No siem pr e se de ben estudiar los micr oor ganismos en cultivos pur os ya que pueden o btener se r esultados inex plicables o no deseables, es necesar io tomar en cuenta la existencia de los vir us así como interr elaciones siner gistas entr e dif er entes micr oo r ganismos para actuar desfavorablemente o causar ef ectos favorables en un pr oceso; con un cultivo pur o solamente no se pueden deter minar esos ef ectos y por lo tanto los r esultados dir ectamente basados en ellos pueden ser erróneos (Carpenter, 1969). 3.
-Como influyó el traba jo de Leeuwenhock en contribuciones de Pasteur y K och Leeuwenhock apor tó las bases generales de la micr o biología con la invenció n del micr oosco pio o btuvo la descr ició n de los micr oo r ganismos en di bujos pr ecisos que f uer on comunicados a la comuniad científ ica. Pateur logró la r elación de o bicuidad en descr ipciones y di bujos pr ecisos de micr o bios r ealizados por Leeuwenhock , Logró descu br ir la par tici pació n de estas cr iaturas en las
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r elaciones de f er mentación. A su vez, K och descu br ió su r elació n con las enf er medades a través de los cuales intr odujo la ténica ex per imental para el estudio de las enf er medades, los llamodos hoy en dia los postulados de K och (Pelezar 1977). 4.
-¿En qué modo estan relacionada la contribuciones de Ehrlish y las de fleming? Ehrlish descu br ió un com puesto químico que destr uía al micr oor ganismo causante de la Sif ilis dentr o del cuerpo, Fleming, por su par te descu br ió la acción anti bacter iana de los cultivos de penillium o sea descu br ió la Penicilina. Am bos investig ador es f ur on pr emiados con el pr emio No bel por sus traba jos de investig ació n que llevar on el em pleo de quimioterapia y de los anti bióticos en el tratamiento de las enf er medades (Carpenter 1969). 5.
-En que f orma los postulados de K och influyeron en el avance de la microbiología son todas aplicables de igual manera a las enfermedades bacterianas y las infecciones por virus. K och f ue el pr imer o en com pr o bar que una bacter ia era la causa de una enf er medad en animales, además f ue el r es ponsable del descu br imiento de medios de cultivos sólidos. Generalmente se ha r econocido a la micr o biología clínica moder na em pezó con los estudios de K och so br e el Antraz 1878, en los que llegó a la conclusión de que el bacilo de antraz esta casualmente r elacionado con la enf er medad. Para los pr imer os investigador es no todos los postulados eran aplicables a enf er medades e inf ecciosas de bido a que se desconocian los vir us en el siver gismo de dos o má s or ganismos para causar enf er medades. Hoy se pr esta atención a la s po blaciones micr o bianas mixtas y en los ef ectos que pr oducen como en los cultivos pur os (Fr eeman, 1986). 6.
-¿En qué difere la época de oro de la microbiología en el periódo de 1880-1900 de la moderna era de oro de la Biología Molecular cuál tiene repercusión de mayor alcance y por qué? De 1880 a 1990 se descu br ier on var ias técnicas para estudiar las denominadas r eacciones de inmunidad in vivo e in vitr o. Dicho per iódo se caracter iza por la contr over sia r es pecto al caracter f undamental de la inmunidad. Sin lugar a dudas la micr o biología tiene una mayor r e per cusión en tanto al alcance ya que la segunda é poca de or o inicia en 1945 cuando la bacter ia y vir us f uer on r eintr oducidos en la corr iente pr inci pal de la Biología se mantiene hasta ahora en la actualidad existiendo cada vez un mayor cam po de aplicació n en micr oor ganismo. La b iología molecular se ha centrado en los estudios de la estr uctura química y las pr o piedades r elacionadas con los micr or ganismos (Pelezar, 1977).
7. -¿En qué sentido el traba jo de Wendel Stanley sobre la enfermedad Mosaico del tabaco requirió la modif icación de los clásicos postulados de K och? Un hecho adicional r es pecto al descu br imir nto de los vir us, q ue tuvo im por tancia para sentar la s bases de la biología molecular f ue la cr istalización del Vir us del Mosaico del Tabaco llevado a cabo por Stanley en 1935 lo que influyó en la modif icació n de los postulados de K och Por este desconocer la existencia de vir us or ganismo intracelular es parásitos alojados en or ganismos celular es causantes de enf er medades y el f enó meno siver gismo y además por la contr i bució n al conocimiento de la pr oteína viral (Carpente, 1969). 8. -¿Por qué contribución a la microbiología se le recuerda a cada uno de los hombres siguientes H. W. Coum, Erwin F. Smith , Emil Cristiand Hauseu y T.Q Burrill? H. W. Coum: Ideo iniciador es de cultivos pur os para la pr oducción de la mantequilla. 7
Erwin F. S mith: Per tenecía al de par tamento de agr icultura de E.V.A el trasmitió la mancha de l durazno, una enf er medad de la plantas, de las enf er mas a las sanas por medio de injer tos. Este individuo con Bounquet pr o bó que los insectos podían alojar y transmitir los vir us desde plantas sanas Emil Cristiand Hauseu: abr ió el camino para el estudio de las f er mentaciones industr iales y f omentó el estudio en cultivos pur os de levaduras y bacter ias utilizadas en la fabr icació n del vinagr e y alentar on el uso de cultivos pur os conocidos como iniciador es. T.Q Burrill: Traba jó en Illinois y encontró que una enf er medad conocida como Tizón en las peras era causada por una bacter ia. Descu br imiento que abr ió paso al estudio de la pato logía de plantas. 9.
-Cite una contribucción importante en la microbiología que hizo cada uno de los siguentes: Jenner, Metchnikov, Lister, Reed, Welch. Jenner: Aplicó el vir us de la vir uela Bovina, en 1978, para inmunizar a las per sonas contra la vir uela humana. Metchnikov: Descu br ió los f ogocitos, cier tos glóbulos blancos que actúan como dif usiones es peciales contra las inf ecciones al comer se a las bacter ias, el descu br ió su com por tamiento. Lister: em pleó solución diluida de ácido f érr ico para evitar la inf ecció n en las her idas y acelerar la curació n, el ácido f érr ico es un bacter icida. Además f ue el pr imer o en o btener cultivo pur os de bacter ia. Reed: Dir igió el estudio so br e la f ie br e amar illa y o bser vó q ue el vir us era trasmitido a los ser es humanos por mosquitos y no se contagiaba de un enf er mo a una per sona sana. Welch: Fue uno de los dir ecta o indir ectamente r es ponsable de l desarr o llo de la bacter iología en los E.V.A, sus discí pulos y los discí pulos de sus discí pulos constituyen la flor y mata entr e los que f or jar on la cincia de la micr o biología en los Estados Unidos.
10. -Resuma los descubribientos que llegaron a establecer la micribiología como una ciencia. La Micr o biología em pezó cuando el hom br e apr endió a pulir piezas de vidr io y a com binar para og l rar aplicaciones lo suf icientemente grandes para poder ver los micr oor ganismos por Leeuwenhock. En el siglo XII R oger Bacon, postuló que la enf er medad era causada por las cr iatu ras vivas invisi bles per o no apor tó pr ue bas. Luego K ir cher f ue el pr imer o en r econocer la signif icació n de las bacter ias y otr os micr o bios en la enf er medad evolucionando esto en la o bser vació n de gr u pos invisi bles a sim ple vist a en cuerpos en descom posición. Luego R oger Hocke vió y descu br ió las células en un pedazo de cor cho y estableció el lecho de que los animales y plantas estan com puestos por par tes elementales r e petidas con fr ecuencia, aunque no f ue el pr imer o Van Leeweunhoch f ue el pr imer o en comunicar sus o bser vaciones con descr ipciones y di bujos pr ecisos y Pasteur que utilizó la levadura con f ines práticos como f ue la utilización de una levadura inoculada en com puesto or gánico para pr oducir f er mentación alcohólica y f er mentación láctica con lo que llegamos a inducir las bases teór icas de la micr o biología como ciencia (Carpenter 1969). 11.- ¿Qué es un cultivo de bacteria? Analice su importancia en la ciencia de la salud? Un cultivo atenuado de bacter ia es un cultivo pur o envejecido, o sea con var ias per sonas de antigüedad, donde las bacter ia p ier den su acció n inf ecciosa ( vir ulencia disminuida per o son capaces de ger minar anticuerpos que pr otegen or ganismo vir ulentos). La im por tancia de los cultivos atenuados en medicina se centra en la o btenció n de vacunas para pr evenir o evitar enf er medades por acción de los micr oo r ganismos vir ulentos (Carpenter, 1969). 8
12.- Metchikov hizo notar que uno de los mecanismos de defensa del cuerpo contra las infecciones es un fenómeno llamado f agositosis, descrí balo y explí quelo. En la sangr e se encuentran los leucocitos o glo bulos blancos y dentr o de estas se encuentran los f ogocitos, los cuales se comen (o ingier en) dentr o del cuerpo a las bacter ias pr oductoras de enf er medades, este mecanismo es la fagocitosis y asi el or ganismo r esulta inmune a los micr oor ganismos (Garassini, 1967). 13.- Paul Ehrich tuvo una idea diferente de la de Metchnikov acerca de cómo el cuerpo se def iende contra la infección. Describala y explí quela. Paul Ehr ich sostuvo que en el fluido sanguíneo existía solidos solu bles en una f or ma es pecíf ica de r esistencia ante las inf ecciones. Metchnikov postulo la teor ía fagocitar ia en donde descu br ió como cier tos leucocitos (células blancas de la sangr e) ³comían´ dentr o del cuerpo bacter ias pr oductoras de inf ecciones. Hoy sabemos que am bos ar gumentos son muy mer itor ios y que los dos desem peñan sus par tes (Pelezar, 1977). 14.- ¿Por cuales contribuciones a la ciencia son recordados los microbiólogos siguientes. Winogradsk y, Hellriegel y Wilf arth, Bei jerinch? En 1888 Hellr iegel y wilfar th demostrar on que la r elació n benéf ica mutua, o sim biótica, entr e las las bacter ias y las plantas leguminosas, como el tr é bo l y la alfalfa En 1901 Beijer inch, famoso micr o biólogo Holandes (1851 - 1931) encontró las bacter ias f ijadoras de la vida li br e de nitró geno (azotabacter) y descr i bió su utilidad para pr omover la f er tilidad en e l suelo. El r uso Ser gio Winogradsky demostró la im por tancia de las bacter ia que absorben el nitrógeno de la atmosf era com binándolo con otr os elementos y haciéndolo dis poni ble como alimento de las plantas y estas como alimento de animales. 15.- Cite 5 personas que hayan hecho importantes contribuciones a la microbiología en los últimos 25 años ¿Cuál fue la contribución más importante de cada uno? En 1972 dos inmunólogos, Gerald, M. Edelman, de Estados Unidos y R odney Por ter, de Gran Br etaña com par tier on el pr emio no bel por sus contr i buciones al conocimiento de la estr uctura de los anticuerpos. Dos años des pués el pr emio no bel de Fisio logía y Medicina corr es pondió Alber t Claude del instituto Jules Bor det de Br uselas. Su contr i bució n más im por tante f ue la utilizació n de la centr if ugació n dif er encial para el aislamiento de par tes celular es para estudiar la estr uctura y la química de las células individuales. Junto a Alber t Claude, tam bién r eci bier on el pr emio no bel los científ icos Geor ge Emil Palade de Estados Unidos (Univer sidad de Yale) y Cr istina R ené Duve, quienes traba jar on en la Univer sidad de R ockef eller (Estados Unidos) y en la univer sidad de Lovaina en Bélgica. Palade y Duve extendier on y perf eccionar on las técnicas para el análisis bioquímico de célula y de sus com ponentes, lo cual llevo a sus descu br imientos de r i bosomas y lisosomas. 16- ¿Por qué muchos ganadores del premio nobel en f isio logía y medicina han utilizado microorganismo en su investigación? La faci lidad de desarr ollo y r e pr oducción de estos or ganismos monocelular es a velocidades extraor dinar ias como en el caso de cier tos micr oo r ganismo que alcanzan 100 generaciones en un per iodo de 24 horas, poseen el mismo pr inci pio general que los otr os or ganismos su per ior es que lleva a cabo toda sus f unciones vitales. Son f enotí picamente y genotí picamente manejables y se 9
pr o pagan rápidamente en distintos medios de cultivos han sido utilizado con r elativo éxito en el cam po de la medicina y la f isio logía (Garassini, 1967)
TEMA 3 DESCRIPCION Y CLASIFICACION DE LOS MICROORGANISMOS. 1- Def ina los términos expresiones siguientes: Cultivo axenico: Es el ór gano de una es pecie par ticular, bacter ia, hongo, alga o pr otozoo que se desarr ollan en un medio li br e de otr os or ganismos vivos. Cultivo puro: Es aquel que solo contiene una sola es pecie de micr oor ganismos. Cultivo mixto: Es cuando dos o más clases de es pecies se desarr o llan juntas. Sistemática: Es la ciencia que clasif ica animales, plantas y micr o bios. Taxonomía: Es la clasif icació n o agr u pamiento sistemático de los or ganismo en gr u pos o categor ías llamadas taxas. Nomenclatura: Es la denominación de las unidades def inidas (caracter izadas) y por la clasif icació n de manera unif or me los or ganismos de validez inter nacional. Taxón: Gr u po taxonómico, como es pecie, gener o o familia. Taxa: agr u pamiento sistemático de los or ganismos en gr u pos o categor ías. Filogenia: Es la evolució n histór ica de los micr oor ganismos. Fenetico: Ter mino usado en t axonomía para signif icar la r elació n basada en af inidades o simi litudes mas no en los antecesor es. Manual of Determinative Bacteriology de Bergcy: Es un li br o de r ef er encia que contiene las descr ipciones de la es pecies micr o bianas para bacter ia. Clave de Sk erman: Su f in es estudiar bacter ia. Es una clave para deter minar la posición genética de los or ganismos r egist rados en el manual. La clave capacita al usuar io a deter minar si cualquier micr oor ganismo aislado pr esenta alguna semejanza con un micr oor ganismo descr ito en el manual. ¿Qué signif ica la expresión sistema de nomenclatura binomial? Es un método científ ico usado para denominar plantas, animales y micr oo r ganismos (Garassini, 1967). 3- Cite y describa brevemente las características principales de los microo rganismos que se aplican para identif icar las especies. a) Características de cultivo: Las sustancias nutr itivas necesar ias para el desarr ollo y las condiciones f ísicas en un medio que le favor ezca. b) Características morf ológicas: El tamaño de las células, su f or ma de agr u pación de dif er enciació n en tintura e identif icació n de estr ucturas. c) Características metabólicas: La manera por los micr oo r ganismos llevan a cabo los pr ocesos químicos biológicos. d) Característica de la composición bioquímica: La identif icació n de las pr inci pales de los com ponentes químicos de las células. e) Características antagónicas: La detección de los com ponentes celular es es peciales (quimicos) que dan pr ue bas de similitud entr e las es pecies. f ) Características congénitas: El análisis de la com posició n del a cido desoxirr i bonucleico (DNA) asi como la deter minació n de las r eacciones que ocurr e entr e el mater ial de DNA a par tir de dif er entes micr oo r ganismos. 2-
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¿Cuál de estas características es probablemente la más importante? ¿Por qué? La más im por t ante es la caracter ística metabólica (bioquímica) porque la identidad de un a es pecie r equier e que conozca de manera más detallada su actividad bioquímica y ot ras caracter ísticas no es suf icientemente distintiva o dif er encial (Carpenter, 1969). 4-
¿Cuál es el signif icado del código internacional de nomenclatura? Es aquella que establece r eglas inter nacionales para denominar las bacter ias y otr os micr oor ganismos para que las o bser ven todos los biólogos encontrándose una ser ie de conce ptos diver gentes. Los nom br es bacter ianos son binomiales y consiste en un nom br e genér ico con la pr imera letra en mayúscula y un nom br e es pecif ico en minúsculas tod as las letras el nom br e com pleto es estilizado o cur siva (Fr eeman 1986). 5-
¿Cuál es la inf ormación que proporciona el nombre de Bacillun albus al respecto a las características de este organismo? La inf or mació n que pr o por ciona que pr o por ciona Baci llun albus es que la pr imera palabra r e pr esenta el géner o (plural géner os) y siem pr e se escr i be con mayúsculas, mientras que la segunda palabra del nom br e suele ser la par te descr i ptiva y se escr i be en minúscula y etilizado com pletamente (Garassini, 1967) 6-
7- ¿Haga la distinción entre un sistema de clasif icación f ilogenético y otro considerado artif icial? Un sistema ar tif icial utilitar io f ue ideado solamente para identif icar un or ganismo (gr u pos es pecíf icos). Un esquema f ilogenético a manera de un árbo l genealógico intent a or denar los or ganismos de modo que denoten sus r elaciones entr e sí (Carpenter, 1967). 8-¿Por qué es esencial clasif icar los organismos, que problemas esenciales se plantea en la clasif icación de los microorganismos? La im por t ancia de un sistema adecuado de clasif icación está r elacionada con la necesidad de or ganizar conocimiento en general. Tales nor mas hacen posi ble or denar los hechos dentr o de la asom br osa diver sidad que r eina entr e las cosas vivas, así como f or mular las r elaciones que existen entr e unos pequeños conjuntos dentr o de gr u pos mayor es. La clasif icació n facilita el apr endiza je de las caracter ísticas pr inci pales de un gran númer o de es pecies (Fr eeman, 1986). 9.
Categorias Taxonómicas de microorganismos y características de cada taxón:
Especies Género Tribu Familia Orden Clase Phylum Reino
Or ganismo
de una misma es pecie. Gr u po de es pecies r elacionadas. Gr u po de géner os r elacionados. Gr u po de tr i bus ó géner os r elacionados. Gr u po de familias r elacionadas. Gr u po de ór denes r elacionados. Gr u po de clases. Gr u po de phila r elacionado, incluye todos los micr oor ganismos de un sistema.
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10. El Manual of Determinative Bacteriology de Bergey va ahora por la novena edición. ¿Cada una de la ediciones sucesivas más especies de cada género? Explique su respuesta. A dif er encia de tod as las ediciones anter ior es, que estaban or denados en jerarquias estr ictas de taxa desde es pecies a clases; en la novena edicion concede mayor im por tancia las descr ipciones de es pecie y otr os géner os; or ganizandolos por agr u paciones f enotí picas (Calo, 2009).
a)
b) c) d) e)
11. ¿Cuáles son los aspectos principales de sistemas de clasif icación andasonio? Sus pr inci pales as pectos son los siguientes: La taxonomia ideal natu ral es aquella en la que la t axa tiene el máximo contenido de inf or mació n y se basa en el mayor númer o posi bles de rangos. Cada rango tiene igual valor en la constr ucción de taxas naturales. El grado de similitud o af inidad está en f unció n de la pr o por ción de rasgos en común. Los t axa distintos se basan en los rasgos corr elacionados. La af inid ad se trat a como inde pendiente de la Filogenia, es decir, como una dimesió n taxonómica inde pendiente y es por lo tanto, f enetica.
12. Se está copilando una cantidad considerable de conocimientos sobre genética bacteriana. ¿Cómo puede esto afectar los sistemas de clasif icación existentes? ¿Po r qué? Hay una duda considerable entor no a que existan sistemas de cxlasif icacion bacter iana y que r eflejan con toda pr ecisión las r elaciones evolutivas o naturales. Sin em bar go esta situación va aclarando conf or me se va dis poniendo de más inf o r mació n gracias a la investigació n r ealizada so br e la genética bacter iana. Algunas bacter ias pr esentan conjugación con r ecom binació n de mater ial genético. Una mayor investigació n de este cam po, es decir, la pr oducción ex per imental de hí br idos, constituira una base más sólida para r elacionar los taxa so br e la similitud genética. (Carpenter, 1969). 13. ¿En qué dif ieren el concepto de especies entre los organismos procarioticos del que se tiene entre los organismos eucarióticos? La ciencia que t rat a de cr ear un or denamiento de la es pecies dentr o de cada una de la s pr inci pales categor ías de or ganismos como animales, plantas y algunos micr oor ganismos (pr ocar iontes), se les denomina ³Sistemática´. or ganizació n de es pecies de un sistema de clasif icacion como La es pecie>>>géner o>>>tr i bu>>>familia>>>or den>>>división ó clase a pr imera vista par ece una tar ea fácil e inequívoca, per o no lo es. La es pecie es, en esencia, un gr u po de or ganismos tan similar es que r esulta indis pensable que los más ex per imentados micr o biologos convengan en que son iguales (pelezar, 1977)
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GLOSARIO DE TÉRMINOS GENERALES *Abiogénesis: Cr eencia po pular antigua que los micr oor ganismos se or iginaban de f or ma es pontánea a par tir de mater ia or gánica en descom posición. *Biogénesis: For mació n de un or ganismo a par tir de otr o or ganismo vivo. *Células Procarioticas: Células cuya sustancia nuclear no esta envuelta en una mem brana. E jem plo: algunas bacter ias y algas ver diazuladas. *Citoplasma: Es la par te del pr oto plasma que no contiene al núcleo. *Colonia: Desarr ollo visi ble micr oscópicamente de micr oor ganismos en un medio d cultivo sólido. *Cultivo: Po blación de micr oo r ganismos desarr ollados en un medio. *Especie: Clase de micr oor ganismo; su bdivisió n de un géner o y que se com pone de individuos que además de los caracter es genér icos, tienen en comun otr os, por los cuales se asemejan entr e sí. *Espiroqueta: Bacter ia en f or ma de es piral, generalmente parásita. *Estaf ilococos: Bacter ia esf ér ica (cocos) generalmente en racimos irr egular es. *Fenético: Tér mino usado en taxonomía para signif icar la r elació n basada en af inidades o similitudes más no en los antecesor es. *Filogenia: Evolución histor ica de los or ganismos. *Fisio logía: Ciencia que tiene por o b jeto el estudio de las f unciones vitales de los ser es vivos. *Incubación: Mantenimiento de cultivos de micr oor ganismos en condiciones favorables de tem peratura para su desarr ollo. *Inoculación: Intr oducción ar tif icial de micr oor ganismos o sustancias en un cuerpo o en un medio de cultivo. *Inoculo: El mater ial que se inocula. *Leucocito: Células blancas de la sangr e que se caracter izan por tener un núcleo alar gado o r edondo. *Microbio: Or ganismo micr oscópico. *Microorgannismo: For ma de vida de dimensiones micr oscópicas que designa a los ser es or ganizados. *Moho: Hongo caracter ístico por su estr uctura f ilamentosa q ue viven en medios or gánicos r icos en mater ias nutr itivas. *Nomenclatura Binomial: Método científ ico usado para denominar plantas, animales y micr oor ganismos *Protista: Tér mino que a veces se usa para r ef er ir se a todos los micr oo r ganismos. *Protozoo: Micr oo r ganismo eucar iótico con af inidad animal, cuyo cuerpo esta f or mado por una sola célula. *Sistemática: Ciencia que estudia la clasif icació n de animales, plantas y micr o bios. *Taxonomía: Ciencia que estudia la clasif icación de los or ganismos basadosen sus r elaciones naturales. *Vacuna: Sus pención de micr oo r ganismos pr oductor es de enf er medades, modif icada por calentamiento, atenuació n de modo que no canse enf er medades y estimule la f or mació n de anticuerpos. *Virus: Micr oor ganismo parásito intracelular o bligado más pequeño de las bacter ias; causante de muchas enf er medades.
Participantes:
Tor o Luis
Güer e José José Gonzalez Francia Lara
20 335 585 19 586 567 19 246 791 13
