historia , presente y futuro microbiologia
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Índice
• MICROBIOLOGÍA : TODO SER VIVO NO VISIBLE A SIMPLE VISTA, DE
TAMAÑO MICROSCOPICO O SUBMICROSCOPICO.
• EL 50% DE LAS ENFERMEDADES INFECCIOSAS SON ZOONOTICAS
• SALUD HUMANA+SALUD ANIMAL=SALUD PUBLICA
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¿Qué estudia la microbiología?
• Bacterias: No visible a simple vista (0,5 – 1,0 )• Virus: No están vivos como tal si no que se desarrolla en
una cel. viva, se mide en nanómetros • Hongos: Pluricelulares • Parásitos (protozoos)• Algas: NO
Índice
•DESCUBRIMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS
• El filósofo romano Lucrecio (98-55 A.C) y el médico Girolamo Fracastoro (siglo XV -XVI ) proponen que las enfermedades eran causadas por criaturas vivas invisibles.-
• Primeras observaciones probablemente utilizaron microscopio de Galileo ( siglo XVII)
ÍndiceDesarrollo de la Microbiología
• Anthony Van Leeuwenhoek (1675) descubre los microorganismos.
• Padre de la microscopía
ÍndiceAportes de otros investigadores• Francisco Redi: La teoría de la biogénesis derrumba la
teoría de la generación espontanea.• Spallanzani: También demostró que no existe la
generación espontánea, Spallanzani pudo demostrar que las carnes no generaban microorganismos mientras los recipientes estuvieran sellados y fue parte de la inseminación artificial.
• Tyndall: Confirmó la teoría de biogénesis (1887), aplicando esterilización por calentamiento discontinuo, que actualmente se conoce tyndalización, evidenció la existencia de formas microbacterianas por reposo, muy resistentes al calor, lo cual fue confirmado más tarde por Ferdinand Cohn.
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Experimentos
F. Redi
Experimentos Spallanzani
ÍndiceNo es hasta 200 años después que Louis Pasteur investiga y asocia enfermedades entre el hombre y los animales.
Sus investigaciones fueron base de la Microbiología, inmunología e infectología.
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Trabajos de Pasteur• Zanjó la eterna disputa de la generación
espontánea(Pasteurización 72ºC).• Descubre que las levaduras son responsables de la
fermentación alcohólica.• Elabora las vacunas del Carbunclo (ANTRAX) y
la Rabia. • Equipo formado por Roux, Chamberland, Nocard .
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PILARES DE LA MICROBIOLOGÍA
• Louis Pasteur ( Francia)
• Robert Koch (Alemania)
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• “Padre de la microbiología médica”
establece la naturaleza específica de la enfermedad infecciosa y lo hace a modo de postulados.
• Investigaciones Tuberculosis y carbunclo.
KOCH
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Postulados de Koch• 1.- El microorganismo causal debe estar presente en cada
caso de enfermedad, pero ausente en los organismos sanos. (FALSO, hay individuos asintomáticos y sanos)
• 2.- Hay que aislar y desarrollar en cultivo puro al microorganismo sospechoso.
• 3.- Al inocular el microorganismo aislado en un huésped sano, se debe desarrollar la misma enfermedad.
• 4.-El mismo microorganismo debe aislarse de nuevo a partir del huésped enfermo.
ÍndiceConsecuencias descubrimientos de Pasteur y Koch• Nace la responsabilidad frente a
enfermedades y su asociación entre el animal y el hombre.
• Bases de la inmunología• Microbiología de los alimentos• Aplicaciones tecnológicas
ÍndiceOtros descubrimientos simultáneos• Winogradsky ( Rusia) y Beijerinck (Holanda)
realizaron el estudio de las bacterias del suelo.• Consecuencias: Descubren el concepto
ecológico microbiano que entrega el conocimiento de lo que ocasionan los microorganismos al ecosistema( frente a Koch) Ej: Ciclo del nitrógeno, del carbono,etc
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Otros investigadores……….• Posterior a estos se inicia durante el siglo
XIX una época de oro de la microbiología, conocida como “Cazadores de microbios”: Descubrían microorganismos nuevos, con nombres del descubridor o del lugar donde se encontró (en latín)
ÍndiceHallazgos importantes de la Microbiología Siglo XX • 1901:Antitoxina de la difteria. E.von Behering.• 1902: Causa y transmisión de la sífilis.• 1905: Investigación sobre la tuberculosis.R. Koch• 1928: Trabajo sobre la tifoidea . C. Nicolle• 1929: descubrimiento de la Penicilina Alexander Fleming.• 1945: Florey y Chain aislan la penicilina ganando un premio
nobel.• 1952: descubrimiento de la estreptomicina. S.A Walksman. • 1953 . Watson y Crick descifran la estructura de la molécula de
DNA.
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• 1958: Genética microbiana . Beadle, Tatum y Lederberg.• 1962: Descubrimientos relativos al DNA. Crick, Watson y
Wilkins.• 1966: descubrimiento de virus cancerígenos. Rous.• 1982: desarrollo del microscopio electrónico. Klug.• 1985: Se descubre la PCR • 1986: Desarrollo del microscopio electrónico de
transmisión.Ruska.
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• 1989: Descubrimiento de oncogenes. • 1993: Descubrimiento de la Reacción en cadena de la
polimerasa PCR.• 1995. Se autoriza y difunde la terapia génica.• 1995: Primer microorganismo secuenciado. Haemophilus
influenza. • 1997: Descubrimiento de los priones. S. Prusiner.• 1997: Trabajos de clonación• 2003. Se secuencia el genoma completo de un ser humano.
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• 2006: Deinococcus radiodurans , el primer microorganismo descubierto que posee entre 4 y 12 copias adicionales de su genoma, cualquiera de las cuales puede usarse en caso de sufrir el efecto de dosis elevadas de radiaciones.
• 2010: Incorporación de bacterias en viajes interplanetarios.
• 2015: Grandes avances en terapia génica
Índice Mundo microbiano(Campylobacter j). Lo que conocemos es muy poco (10%)
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Mundo microbiano (E. coli).
ÍndiceCiencias ligadas (amigas) de la microbiología• La Genética
• La Inmunología
• La Bioquímica
• Biología molecular
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Aplicaciones de la microbiología• Diagnóstico de enfermedades• Producción de vacunas• Alimentos fermentados, prebióticos• Antibióticos = Antimicrobianos• Producción de proteínas, hormonas, insulina.• Biotecnología: Bioensayos enzimáticos/
microbiológicos : tratamientos de aguas y deshechos industriales.
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• PCR: Técnica de diagnostico (Reacción en cadena de la polimerasa) técnica molecular que replica el material genético detectando así el microorganismo con un 100% de especifidad, sin error.
• Priones: Proteinas infectantes, causantes de enfermedades, mutantes, autoreplicantes e infectantes. Causa la BSE (Bovine spongiforme encefalopatia / enfermedad de las vacas locas) produciendo que el cerebelo parezca una esponja.
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Taxonomía microbiana • Año 1978 Revolución de los paradigmas: De 2
dominios pasan a 3 dominios.• Existen ahora 3 dominios o imperios y 8 reinos
• Dominios:• Bacteria o Eubacteria: Bacterias verdaderas,
nucleoide DNA desordenado• Eucaria: Tiene nucleo DNA compactado• Arquea
ÍndiceEUBACTERIAS
ARQUEOBACTERIAS
EUCARIA
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Teoría del endosimbionte• Una bacteria fue endocitada por otra y de ella
obtiene una mitocondria por tanto su 1º organelo.
• Explicaría el origen de la célula eucariótica .• En el año 1970 Lynn Margulis publica su
libro «Origin of Eukaryotic Cells»
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En que se apoya esta teoría
• Similitud entre mitocondrias y cloroplastos.• Son del mismo tamaño, contienen DNA
redondo no lineal , con sus propios ribosomas 30 y 50 s.
• Microorganismos eucariotas primitivos no poseen mitocondrias, como Trichomonas y Giardia.
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DOMINIO ARQUEA• Los microorganismos más antiguos,
verdaderos Fósiles vivientes.• En general no causan enfermedades.• Se consideran procariontes aunque
evolutivamente se encuentran mas cercanos a los eucariontes.
• Viven en ambientes extremos (algunas bacterias visibles)
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ARQUEA
• HALÓFILOS EXTREMOS: Con mucha salinidad.
• TERMÓFILOS: Tº muy elevada
• METANÓGENOS: Produce metano
ÍndiceDiferencias entre Procariontes y Eucariontes
• Núcleo verdadero• Citoplasma (Sistemas de membranas
Organelos)• Membrana Citoplasmática eucarionte posee
colesterol • Pared celular procarionte posee
peptidoglicanosMICOPLASMA: No tiene pared celular, posee colesterol en su membrana citoplasmática
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Procariota v/s Eucariota• Núcleo s/membrana Núcleo con membrana• Pared de Peptidoglicano Quitina• Sin Mitocondrias Con mitocondrias• Ribososmas 70 s 80s• S/ Esteroles m.c (excepción) Presencia esteroles • Fisión binaria Mitosis y meiosis • Citoplasma indiferenciado Diferenciado• 0,5 a 10 micras Sobre 10 micras (50)
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Taxonomía: En base a RNA r 16s • Dominio• Reino• Clase• Orden• Familia• Género• Especie
BACTERIAS MAS PEQUEÑAS:RICKETZIAS, CLAMIDIAS
Espectros •Reducidos: Abarca pocos microorganismos•Amplio: Abarca muchos organismos
ÍndiceNomenclatura• Los nombres de las bacterias no son
arbitrarios.• Siempre el Género va en mayúscula y la
especie (en latín) va minúscula y en cursiva o también puede ir subrayado. El género puede abreviarse no la especie.
• Especie: Minúscula subrayado• Ej: Staphylococcus aureus o • S. aureus
ÍndiceLas partículas virales o virus•Virus en latín: Veneno•Sólo poseen un tipo de ácido nucleico DNA o RNA.•No son considerados vivos, porque viven en el interior de las células obligados.•Cuando un virus parasita a una bacteria se le denomina bacteriófagos. (se puede diagnosticar a traves de ellos)•Sufren mutaciones e intercambios genéticos frecuentemente.•La partícula vírica madura se denomina virión.
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• El genoma vírico puede ser de cadena simple o doble.• No tienen actividad metabólica propia y carecen de
sistemas enzimáticos.• No poseen ribosomas. ( excepción).• Son metabólicamente inertes y en consecuencia no son
sensibles a los antibióticos.• Su composición química es sencilla.• Primeras investigaciones Pasteur y Mayer e Iwanowsky.• 1915 Twort descubre en Inglaterra los bacteriófagos.• 1935 Stanley cristaliza el virus del mosaico del tabaco.• 1984 Robert Gallo (EEUU) y Montagnier (Francia)
descubren por separado el virus del SIDA(VIH)
Las partículas virales o virus
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• Tropismo :
• Virus de plantas• Animales • Bacterias : Virus virulentos y lisogénicos.• Gran especificidad ( factores de los que
depende)
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• Tamaño VIRUS
• El tamaño de los virus se sitúa entre el de las moléculas más grandes y las bacterias más pequeñas. (18 a 300 nm)
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Cultivo de virus• Cultivos celulares ( monocapas)• Huevos embrionados• Células madres o mesenquimales
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MORFOLOGÍA VIRUS
• SIMETRÍA ICOSAÉDRICA: Poliedro de 20 caras• SIMETRÍA HELICOIDAL: Tubular• ESTRUCTURA COMPLEJA.
• ALGUNOS POSEEN ENVOLTURA LIPIDICA (MAS SENSIBLES) , OTROS NO «VIRUS DESNUDOS»
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ESTRUCTURA VIRUS
• ACIDO NUCLEICO (DNA O RNA)• CUBIERTA PROTEICA O CÁPSIDE,
FORMADA POR SUBUNIDADES PROTEICAS «CAPSÓMEROS»
• PROTÓMEROS O POLIPEPTIDOS• FUNCIÓN PROTECTORA Y
DETERMINANTES ANTIGÉNICOS.
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Virus
• Aún cuando están dentro de la microbiología , existe una Ciencia aparte que los estudia en detalle la Virología.
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Parásitos• Los parásitos unicelulares ,
submicroscópicos pueden incorporarse dentro de la microbiología. No obstante existe una ciencia independiente que los clasifica y estudia en detalle la Parasitología.
Índice
TAXONOMIA DE LOS M.O• Fenotípicas: Aspectos de las colonias
macroscópicamente.
• Quimiotaxonómicas: Metabolismo de la bacteria.
• Genéticas: Contenido de los acidos nucleicos.
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Fenotípicas• Morfológicas:
• Bioquímicas/fisiológicas• Serológicas• Pruebas de inhibición
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Quimiotaxonómicas
• Membrana citoplasmática• Pared celular• proteínas
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Genéticas
• ADN/RNA : Contenido G+C secuencia ARNr
ÍndiceDesafíos actuales de la Microbiología• Ciencia independiente pero muy cercana y estrechamente
relacionada con otras áreas o disciplinas.• Nueva taxonomía y clasificación producto de la secuenciación
del RNA 16S , empleo de sondas de DNA, aplicación de técnicas de hibridación e ingeniería genética.
• Hoy la microbiología se aplica a la biotecnología y realiza aportes muy variados como la obtención de hormonas, proteínas, vacunas , etc mediante la técnica del DNA recombinante.
• Se preve mayores aplicaciones en el manejo de residuos y deshechos, investigaciones en el área de los antibiotecoterapia mediante toxicidad selectiva.
ÍndiceAplicaciones y futuro de la microbiología• Obtención de proteínas : Alimentos , actualmente
( insulina).• Eliminación de deshechos ( polución ambiental)• Los conocimientos en genética microbiana pueden
posibilitar obtención de todo tipo de sustancias.• Mayores conocimientos en antimicrobianos
(antibióticos) con acción más selectiva.• Detección de oncogenes con DNA recombinante ,
cura de algunos tipos de cánceres, etc,etc.
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Bibliografía Recomendada
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Los frutos “Publicaciones” • Dermatomicosis Aspectos farmacológicos y terapeúticos. Revista Monografías de Medicina
Veterinaria. Lázaro Zurich y Liliana Maier. 2000.Volumen 20 (1) pp-43-54.
• Contribución al estudio de Clamidiasis felina en gatos domésticos de la ciudad de Santiago. Liliana Maier ; Carlos González; Alfonso Court y Alex García. Revista Avances en Ciencias Veterinarias. 2001. Vol 16; N° 1 y 2, pp- 39-42.
• Utilización de radiación ionizante como método de eliminación de microorganismos patógenos en hamburguesas. Revista Nucleotécnica. H. Zárate, J. Espinoza; L. Maier y J.R Silva. 2002. N° 36; pp 15-20.
• Artículo en Diario el Mercurio . 4 de Abril,2004, titulado “Para comer pescados y mariscos sin peligro”.
• Artículo en Diario La Tercera 7 de Abril de 2004, titulado. Consejos para escoger y preparar pescados y mariscos en Semana Santa.
• Silva Victor, Thomson Pamela; Maier Liliana ; Anticevic Sonia. 2003. “Infección y Colonización por Dermatofitos en Cánidos del Area Sur de Santiago, Chile. Rev. Iberoam. Micol. 20:145-148.
• Revista MEVEPA . Descripción de la microbiota aerobia y anaerobia facultativa presente en la placa supragingival de caninos sanos, con gingivitis y periodontitis. Co-autor Volumen 17, N°4, Julio Agosto 2004.
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• Revista Euro Journal Lipid Science Technology. Rancidity development during the chilled storage of farmed coho salmon (Oncorhynchus kisutch). Co autora .
• Libro resúmenes XV Congreso de Ciencia y Tecnología de los Alimentos. Trabajo titulado “Estudio microbiológico de Salmón coho (Oncorhynchus kisutch) almacenado bajo condiciones de refrigeración”. Viña del Mar 23 al 25 de Agosto de 2004. Página 64.
• Libro resúmenes XIII Congreso de Medicina Veterinaria . titulo trabajo “Estudio de la calidad microbiológica de queso de cabra artesanal e industrial comercializado en la Región Metropolitana.Pagina 27. Valdivia ,4-6 de Noviembre de 2004 .
• Trabajo titulado “Clonamiento y purificación de la proteína Lip 21 de Leptospira interrogans serovar canícola desde un aislado nacional.
• En XLVIII Reunión anual de la Sociedad de Biología de Chile. • Pucón, Chile, 2005.
• Autores: Palma P, Gonzalez P; Riveros B; Style J; Maier L; Vasquez A. • En: Biological Reserch Volumen 38; Números 2-3 ;2005. • Trabajo titulado “Efectos de una terapia de secado con antibióticos betalactámicos en la calidad de
leche caprina”. • En: XI Congreso Latinoaméricano de Buiatría . Valdivia , Chile; 2005.• Autores: L Maier; E De Bravó ; L Zurich ; J.Burrows
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• “Identificación de otros agentes infecciosos en casos sospechosos de síndrome cardiopulmonar por Hantavirus”
• Revista Médica de Chile• María Hinojosa; Eliecer Villagra, Judith Mora y Liliana Maier • N° 134; pp 332-338
• “Utilización de radiación ionizante como método de eliminación de microorganismos patógenos en nuggets de pollo”
• Nucleotécnica• Daniela Kaempffer R; Juan espinoza B; Liliana Maier N; Ximena Torres y Herman Zárate.• N° 38 ; pp 21-28
• “Reporte clínico de infestación mixta por piojos en un canino”• Revista MEVEPA• Liliana Maier N y Pamela Tompson • Volumen 19 Nº 3 2006 páginas 4 a 9.
• Autolytic degradation and microbiological activity in farmed coho salmon (Oncorhynchus kisutch)during chilling store.
• Journal Food Chem• Santiago Aubourg; Vilma Quitral;M. Angélica Larrain ; Liliana Maier y Julia Vinagre.• Enviado el 01/06/2006 actualmente en revisión.
Índice
• “Determinación de microorganismos colonizadores en catéter venoso periférico de caninos hospitalizados en la región metropolitana”: revista MEVEPA ; Revista de la Sociedad de médicos veterinarios especialistas en pequeños animales. Volumen 20; N° 5(94) .Noviembre 2007. Revista con comité editorial.
• “Salmón- Determinación de residuos de emamectina mediante HPLC. Norma Chilena Oficial NCh 3101-2007.
• “Huevos, calidad y vida útil”. Revista Indualimentos. ISSN 0718-1728. Chile Abril 2009. Vol 11; N° 56 pp 74-77. Autor principal, se privilegió a tesista para que aparezca en primer lugar.
• 2010. Artículo denominado “Patógenos en mesones y superficies” . Revista Indualimentos. Diciembre 2010. Volumen 12, N° 66. Autores: Priscilla Parada , Liliana Maier, Jeannette Neiman y Carmen Gloria Silva.
• Pamela Wallach; Luis López L; Christel Oberpaur; Flavia Vacarezza y Pamela Wallach; Luis López L; Christel Oberpaur; Flavia Vacarezza y Liliana Maier .Liliana Maier .• ESTUDIO PRELIMINAR DE EFECTOS ANTIMICROBIANOS “IN VITRO” DEL MUSGO SPHAGNUM ESTUDIO PRELIMINAR DE EFECTOS ANTIMICROBIANOS “IN VITRO” DEL MUSGO SPHAGNUM
MAGELLANICUM BRID. Revista Agrosur Vol. 38(2) 80-86. Diciembre 2010.MAGELLANICUM BRID. Revista Agrosur Vol. 38(2) 80-86. Diciembre 2010.• Vanessa FigueroaVanessa Figueroa; ; Liliana MaierLiliana Maier; Abel Vasquez y Jeannette Neiman.; Abel Vasquez y Jeannette Neiman.• ““Staphylococcus aureus enterotoxigénicos” Revista Indualimentos; Volumen 14; N° 75; pp 25-30; Staphylococcus aureus enterotoxigénicos” Revista Indualimentos; Volumen 14; N° 75; pp 25-30;
Junio 2012.Junio 2012.
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• Expression and purification of recombinant Staphylococcal Enterotoxin A from mastitic milk of chilean goat. 2010.Articulo recibido en segunda revisión, por la revista Biological Research , co-autor.
• Pinchetti María Angélica A; Crossley Rodrigo y Maier Liliana . • FLORA BACTERIANA Y SENSIBILIDAD MICROBIANA DE CEPAS AISLADAS A PARTIR DE ÚTEROS
DE PERRAS CON PIOMETRA. Revista REDVET (Revista Electrónica Veterinaria)ISSN 1695-7504. Volumen 12;N° 9 ; pp 1-6. 2011.
Índice
• Fin