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 MARACAIBO, MA YO DE 2012. Lic. Liliana Gómez Gamboa (Mg.Sc.) TEMA 1: GENERALIDADES DE MICROBIOLOGÍA REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULT AD DE MEDICINA ESCUELA DE MEDICINA UNIDAD CURRICULAR: BACTERIOLOGÍA Y VIROLOGÍA

TEMA 1 GENERALIDADES DE MICROBIOLOGÍA

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http://slidepdf.com/reader/full/tema-1-generalidades-de-microbiologia-55b07a99c1525 1/57MARACAIBO, MAYO DE 2012.

Lic. Liliana Gómez Gamboa (Mg.Sc.)

TEMA 1:GENERALIDADES DE MICROBIOLOGÍA

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE MEDICINA ESCUELA DE MEDICINA 

UNIDAD CURRICULAR: BACTERIOLOGÍA Y VIROLOGÍA 

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MICROORGANISMOS

BacteriasHongosProtozoos

Microalgas/Cianobacterias Virus

Seres vivos diminutos que individualmentesuelen ser demasiado pequeños para ser observados a simple vista.

Existe una tendencia a asociar estos microorganismos sólo conenfermedades, infecciones desagradables o inconvenientesfrecuentes (deterioro de los alimentos).

La mayoría de ellos realizan contribuciones fundamentales albienestar de los habitantes del mundo porque ayudan a mantenerel equilibrio de los organismos vivos y las sustancias químicas ennuestro ambiente.

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Microorganismos marinos y de agua dulce base de la cadenaalimentaria en los océanos, lagos y ríos.

Microbios del suelo ayudan a degradar los residuos eincorporan gas nitrógeno del aire a los compuestos orgánicos, poreso reciclan los elementos químicos en el suelo, agua y aire.

Ciertos microbios cumplen funciones importantes en la

fotosíntesis, un proceso que genera alimento y oxígeno y que esfundamental para la vida en la tierra.

Los seres humanos y muchos otros animales dependen de losmicrobios presentes en su intestino para la digestión y la síntesisde algunas de las vitaminas que necesitan sus cuerpos, como

ciertas vitaminas del complejo B para el metabolismo y la vitamina K para la coagulación de la sangre.

Los microorganismos y sus aplicaciones comerciales síntesisde productos químicos como acetona, ácidos orgánicos, enzimas,alcoholes y muchos fármacos.

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BREVE HISTORIA DE LA MICROGIOLOGÍA

La ciencia de la microbiología tiene una antigüedad de sólo 200 años.

El descubrimiento reciente del ADN de M. tuberculosis  en momiasegipcias de 3000 años nos recuerda que los microorganismos hanestado presentes durante mucho más tiempo.

Los ancestros bacterianos fueron las primeras células vivas que

aparecieron en la Tierra.

1. Hipócrates.

2. Galeno

3. Aristóteles y Marcus T. Varro.

4. Roger Bacon5. Girolamo Francastorium

6. Zacarias Janssen

7. Galileo

ÉPOCA DE LASESPECULACIONES 8. Anthony Van Leeuwenhoek

9. John Needham

10. Francesco Redi

11. Charles Linnaeus

12. Spallanzani

13. Edward Jenner 

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BREVE HISTORIA DE LA MICROGIOLOGÍA

LAS PRIMERASOBSERVACIONES

Robert Hooke (inglés, 1665): después deobservar una rodaja delgada de corcho informóal mundo que las unidades estructurales máspequeñas de la vida eran “celdillas pequeñas” o

“células” 

marcó el comienzo de la teoríacelular    “todos los seres vivos estáncompuestos por células”.

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 Anton van Leeuwenhoek (holandés) observó realmentemicroorganismos vivos a través de las lentes de aumentocon las que construyó mas de 400 microscopios. Entre1673 y 1723 escribió cartas a la Royal Society de Londrescon la descripción de los “animáculos” que vio a través desu microscopio simple, con una sola lente. Realizó dibujosdetallados de los “animáculos” en agua de lluvia, en suspropias heces y en material de raspado de sus dientes(representaciones de bacterias y protozoos)

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EL DEBATE SOBRELA GENERACIÓN

ESPONTÁNEA 

Hasta la segunda mitad del siglo XIX muchoscientíficos y filósofos creían que algunas formasde vida podían originarse de forma espontáneaa partir de la materia inerte (Generación

espontánea).

Francesco Redi (1668)• Demostró que los gusanos no surgían

espontáneamente de la carne endescomposición.• Los resultados de los experimentos de

Redi representaron un duro golpe para losque habían sostenido durante tantotiempo que las formas complejas de vidapodían originarse en los elementosinertes.

 John Needham (1745)

•Descubrió que aún después de haber 

calentado líquidos nutritivos (caldode pollo y caldo de cereales) y antesde verterlos en frascos cubiertos, lassoluciones enfriadas eranrápidamente invadidas por microorganismos.

• Afirmó que los microbios sedesarrollaban espontáneamente delos líquidos.

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Sugirió la probabilidadque losmicroorganismos delaire hubieran ingresadoen las soluciones deNeedham después deque fueran hervidas.

Demostró que en loslíquidos nutritivoscalentados después dehaber sellado el frascono se producíacrecimiento microbianoalguno.

LázaroSpallanzani

(1765)Demostró laimportancia del oxígenopara la vida.

Needham la fuerza vital necesaria para lageneración espontáneahabía sido destruidapor el calor y mantenidafuera de los frascos por el sellado.

 AntonLaurent

Lavoisier 

LA TEORÍA DE LA BIOGÉNESIS

RUDOLF VIRCOW (1858) LAS CÉLULAS VIVAS SÓLOPUEDEN SURGIR DE CÉLULAS VIVAS PREEXISTENTES.

LOUIS PASTEUR (1861)Demostró que los microorganismos están presentes en la materia inerte, en

sólidos, en líquidos y en el aire y pueden contaminar soluciones estériles peroque el aire per se no crea los microbios.

Demostró que la vida microbiana puede ser destruida por el calor y que puedenidearse métodos para bloquear el acceso de microorganismos transmitidos

por el aire a medios nutritivos

 TÉCNICAS ASÉPTICAS.

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La investigación de Pasteur proporcionó evidencias de que losmicroorganismos no pueden originarse en los materiales inertes. Encambio, toda aparición de vida “espontánea” en soluciones inertespuede atribuirse a microorganismos que ya estaban presentes en elaire o en los líquidos mismos.

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ÉPOCA CONTEMPORÁNEA 

1. Twort y D´Herelle2. Albert Calmette

3. Alexander Fleming 

4. Salk y Sabin

5. Roberto Gallo6. Watson y Crick

7. Gerard Domagk

8. Avery Mac Leod

ÉPOCA DE ORO1. Louis Pasteur 

2. Joseph Lister 

3. Robert Koch

4. Petri

5. Hans Gram

6. Chamberland

7. Beijerinck

8. Ricketts

9. Paul Ehrlich

10. John Tyndall

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LA EDAD DE ORO DE LAMICROBIOLOGÍA (1857-1914)

Rápidos avances encabezados sobre todo por Pasteur y Robert Koch quecondujeron al establecimiento de la microbiología como ciencia.

Durante esos años se descubrieron los agentes causales de muchasenfermedades y se estableció el papel de la inmunidad en la prevención y lacuración de patologías.

Durante ese período los microbiólogos estudiaron las actividades químicasde los microorganismos, mejoraron las técnicas para la realización deestudios microscópicos y de cultivo de microorganismos y desarrollaron vacunas y técnicas quirúrgicas.

Fermentación y pasteurización

 Teoría germinal de laenfermedad

 Vacunación

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Fermentación y Pasteurización

Uno de los hechos clave que estableció la relación entrelos microorganismos y las enfermedades se produjo cuandoun grupo de comerciantes franceses le solicitó a Pasteur queinvestigara la razón de la acidez del vino y de la cerveza.

Pasteur descubrió que las levaduras convertían los azúcares en alcohol enausencia de aire FERMENTACIÓNLa acidez y deterioro son causadas por bacterias que en presencia de airemodifican el alcohol de las bebidas y lo convierten en vinagre (ácido acético)

Solución de Pasteur  someter la cerveza y el vino al calor durante eltiempo suficiente para destruir la mayor parte de las bacterias  PASTEURIZACIÓN.

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La teoría germinal de la enfermedad

El reconocimiento del papel fundamental de laslevaduras en la fermentación fue la primera conexiónentre la actividad de un microorganismo y los cambiosfísicos y químicos de los materiales orgánicos.

POSIBILIDAD DE QUE LOS MICROORGANISMOS PUDIERAN TENER RELACIONES SIMILARES CON LOS VEGETALES Y  ANIMALES, ESPECÍFICAMENTE, LA POSIBILIDAD DE QUE

PUDIERAN CAUSAR ENFERMEDAD TEORÍA GERMINALDE LA ENFERMEDAD.

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•  Joseph Lister (1860): aplicó la teoría germinal a los procedimientosmédicos. Comenzó a tratar las heridas quirúrgicas con una solución de fenol

(ácido carbólico), práctica que redujo la incidencia de infecciones y muertesque otros cirujanos adoptaron de inmediato primeros intentos médicos decontrolar las infecciones causadas por microorganismos. Sus hallazgosdemostraron que los microorganismos causan infecciones de las heridasquirúrgicas. 

Agostino Bassi (1835) enfermedad del gusano de seda era producida por un

hongo.

Pasteur (1865)

infección del gusano de seda debido a un protozoo.Pasteur  relación de los microbios con enfermedades de los animales.

Ignaz Semmelweis (1840) transmisión de infecciones por la no

desinfección de manos (fiebre puerperal).

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• Primeras pruebas de que las bacterias realmente

causan enfermedades ROBERT KOCH (1876).

ESTABLECIÓ UNA SECUENCIA DE PASOS EXPERIMENTALESPARA RELACIONAR DIRECTAMENTE UN MICROBIO ESPECÍFICO

CON UNA ENFERMEDAD ESPECÍFICA.

Descubrió las bacterias en la sangre de los animalesmuertos por carbunco (B. anthracis). Las cultivó enmedios nutritivos y luego inoculó muestras de los

cultivos en animales sanos. Cuando estos animalesenfermaron y murieron Koch aisló las bacterias de susangre y las comparó con las aisladas originalmente.

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 Vacunación

Joven físico inglés Edward Jenner  4 demayo de 1976 emprendió un experimento paraproteger a las personas de la viruela (Vacunaantivariólica).

1880 Pasteur descubrió el modo en queactúan las vacunas.

• Es frecuente que un tratamiento o procedimientopreventivo surja antes de que los científicos conozcanel mecanismo por el que actúa. 

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Relación entre microorganismos y enfermedad microbiólogos médicos sededicaron a la búsqueda de sustancias concapacidad de destruir microorganismos

patógenos sin dañar al animal ni al ser humano infectados.

FARMACOTERAPIA MODERNA: SUEÑOSDE UNA “BALA MÁGICA” 

Los primeros fármacos sintéticosUn accidente afortunado: los

antibióticos.

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HISTORIA DE LA MICROGIOLOGÍAEN VENEZUELA

1. José Gregorio Hernández2. Luis Daniel Beaperthuy 3. Bernardino Mosquera4. Rafael Rangel5. Enrique Meire6. Santos Aníbal Dominici7. Jesús Rafael Risquez8. Juan Iturbe

9. Félix Pifano10. José Francisco Torrealba11. Enrique Tejera12. Arnoldo Gabaldón

13. Jacinto Convit

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 Taxonomía

• Griego taxis , estructuración u orden; y  nomos , ley onemein, distribuir, gobernar (Disposición ordenada).

• Ciencia de la clasificación biológica

Compuesta por tres ramas independientes; perointer-relacionadas:

Clasificación Nomenclatura Identificación

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Estructuración de los organismos en

grupos o taxones en función de

semejanzas mutuas o del parentesco

evolutivo (grados de similitud que hayentre ellos)

ClasificaciónFenotípica

ClasificaciónAnalítica

ClasificaciónGenotípica

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Clasificación Fenotípica

Morfología microscópica

Morfología macroscópica

Biotipo

Serotipo

Patrones de antibiograma

Fagotipo

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Clasificación Analítica

Análisis de los ácidos grasos de la pared celular

 Análisis de los lípidos celulares totales Análisis de las proteínas celulares totales

Electroforesis enzimática tipo multifocus locus  

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Clasificación Genotípica

Relación guanina citosina

 Análisis de la secuencia del ácido nucleíco

 Análisis de plásmidosRibotipificación

Fragmentos de ADN cromosómico

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Asignación de nombres a grupos taxonómicos deconformidad con normas publicadas.

Carlos Linneo (1735) nomenclatura científica asigna dos nombres a cada organismo

(Sistema de Nomenclatura Binomial). 

NOMENCLATURA (DENOMINACIÓN) DE LOSORGANISMOS

Los nombres científicos

describen un organismo,honran a un investigador oidentifican el hábitat deuna especie.

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Sistema Binomial

• Nombre latinizado, en letra cursiva, consta de dospartes:

La primera, se consigna en mayúscula, es el nombre delgénero. A menudo se acorta el nombre abreviando elnombre del género con una letra.

La segunda, en minúscula, es el epíteto de especie(Nombre específico de especie).

Ejemplo: Escherichia coli (E. coli)

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Parte práctica de la taxonomía.

Consiste en determinar que un aislamiento

en particular pertenece a un taxón

reconocido

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Rangos Taxonómicos más frecuentementeempleados

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Especie

• Colección de cepas que comparten numerosas propiedadesestables y que difieren en forma significativa de otros grupos decepas

• Se caracterizan por diferencias fenotípicas y genotípicas

Población de organismos que descienden de un organismo único o de un

aislamiento en cultivo puro (axénico) Las cepas dentro de una especie pueden diferenciarse ligeramente unas de

otras:Biovariedades: diferencias bioquímicas y fisiológicasMorfovariedades: formas diferentes

Serovariedades: propiedades antigénicas diferentes

Cepa

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Género

• Grupo bien definido de una o más especies

que está claramente separado de otro.

Grupo de especies relacionadas

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Importancia de la Taxonomía

• Organizar conocimiento sobre los organismos

• Hacer predicciones y formular hipótesis para

nuevas investigaciones• Ubica a los microorganismos en grupos útiles y

significativos

• Permite a los científicos, trabajar y comunicarse deforma eficiente

• Esencial para la identificación exacta de losorganismos

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SISTEMÁTICA

• Denominada también Filogenia

• Consiste en el estudio de la historia evolutiva de

los organismos

• La jerarquía de los taxones refleja las relaciones

evolutivas o filogenéticas entre organismos

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Filogenética

Griego  phylon, tribu o raza; y génesis,generación u origen

• Desarrollo evolutivo de una especie

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SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN

• Clasificación fenética: sistema de clasificación

natural que agrupa a los organismos en funciónde las semejanzas de sus características

fenotípicas

• Clasificación filogenética: agrupación de los

organismos en función de probables relacionesevolutivas para generar un sistema filogenético

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Clasificación de los Seres VivosE. H. Haeckel, 1884 (Tres Reinos)

• Microorganismos que no son típicamente vegetales, ni

animales son incluidos en un nuevo reino PROTISTA que

incluye: bacterias, hongos, microalgas y protozoos

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Clasificación de los Seres VivosWhitaker 1.969 (Cinco Reinos)

•  Tipo celular: eucariota oprocariota

• Nivel de organización: unicelular 

o multicelular •  Tipo nutricional: absorción,

ingestión y fotosíntesis• Considera relaciones evolutivas•

Compatible con estudios debioquímica, genética y ultraestructura

•  Apoya la teoría endosimbiótica

Cl ifi ió d l S Vi

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Clasificación de los Seres VivosCarl R. Woese, 1978 (Tres Dominios)

• Basado en técnicas de biología molecular • Comparación en las secuencias de nucleótidos del ARNr, estructura de los lípidos

de la membrana, en las moléculas de ARN t y en la sensibilidad a los antibióticos.•  Tres tipos de células: uno eucariota y dos procariotas (eubacterias y 

arqueobacterias)

Mitocondrias

Cianobacterias

Bacterias Gram

negativas

Bacterias Gram

positivas

Cloroplasto

s

Thermotoga

Hipertermófilos

Metanógenos

Halófilosextremos

Cromista

 Amebas

Oomicotes

Mohos

mucosos

Hongos Animales

Plantas

Ciliados

Euglenozoos

Mohos

plasmodiales

Microsporas

 Archaezoa

Mayor crecimiento del

nucleoplasma

Degeneración de

mitocondrias

BACTERIA 

 ARCHAEA 

EUCARYA 

 Antepasado

universal

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Clasificación de los Seres Vivos Woese, 1990 (Seis Reinos)

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Clasificación de los Seres Vivos(Cavalier-Smith, Ocho Reinos)

• Diferencias en laestructura celular y organización genética

• Determinación de lafilogenia

• Divide todos losorganismos en dosimperios y ocho reinos

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Linneo 1735

2 reinos

Haeckel 1866 

3 reinos

Chatton 1937

2 imperios

Copeland 1956

4 reinos

 Whittaker  1969

5 reinos

 Woese et al. 1977

6 reinos

 Woese et al. 1990

3 dominios

Cavalier-Smith 1998

2 imperios y 6 reinos

(no 

tratados)  Protista 

Prokaryota  Monera  Monera Eubacteria  Bacteria 

Bacteria  Archaebacteria 

 Archaea 

Eukaryota 

Protista Protista  Protista 

Eukarya 

Protozoa 

Chromista 

 Vegetabilia  Plantae Fungi  Fungi  Fungi 

Plantae  Plantae  Plantae  Plantae 

 Animalia   Animalia   Animalia   Animalia   Animalia   Animalia 

COMPARACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN ENREINOS BIOLÓGICOS MÁS NOTABLES

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La mayoría de los biólogos consideran que el

sistema de clasificación en dos dominios

(Procariota y Eucariota) con seis reinos:Bacteria y Archae (Procariotas) y Protista,

Fungi, Plantae y Animalia (Eucariotas) es el más

preciso y fiel a las asociaciones evolutivas,tanto bioquímicas como genéticas

Clasificación de los Seres Vivos

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CLASIFICACIÓN DE LAS BACTERIAS

• International Committee on Systematic Bacteriology: 

Reglas para la denominación de procariontes

recientemente clasificados y para la asignación deprocariotas a los taxones

• International Journal of Systematic Bacteriology: 

descripción de los procariotas y las evidencias

disponibles para su clasificación

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Clasificación de las Bacterias• Manual Bergey de Bacteriología Sistemática, 2da Edición

Volumen Contenido Notas

1

 Archaea, cianobacterias,

fototrofos y géneros de

ramificación profunda

Incluye el Dominio Archaea y

algunas bacterias Gram

negativas

2 Proteobacterias Filo Proteobacteria: bacteriasGram negativas

3Gram positivas con bajo

contenido de G + C

Filo: Firmicutes (PC Gram

positiva), Filo: Mycoplasmas 

(sin PC)

4 Gram positivas con altocontenido de G + C

Incluye Actinomicetes

5Chlamydiae, Spirochaetes,

 Bacteroidetes y Fusobacteria

Filos separados de bacterias,

cada uno con una secuencia

exclusiva de ARNr

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Criterios utilizados para la Clasificación e Identificación

de los Microorganismos

• Características morfológicas

• Características metabólicas

• Características inmunológicas

• Fagotipia

• Secuenciación de aminoácidos

• Análisis de proteínas

• Composición de bases del ADN• Hibridación de ácidos nucleicos

• Taxonomía numérica

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• Microorganismos con una célula única(unicelulares) relativamente simples

• Células procariontes (sin membrananuclear ).

• Forma de bastón, esférica u oval o detirabuzón o curva, estrellada o

cuadrada.• Agrupación: pares, cadenas, racimos u

otros.

• Pared celular: peptidoglucano(carbohidrato + proteína).

• Reproducción: fisión binaria.

• Nutrición: sustancias químicasorgánicas o inorgánicas.

BACTERIAS

• Células procariontes conparedes celulares sin

peptidoglucano.• Grupos: metanógenos,

halófilos extremos ytermófilos extremos.

• No causanenfermedades conocidasen los seres humanos.

 ARCHAEA • Son eucariontes.

• Unicelulares omulticelulares.

• Hongos multicelularesgrandes.

• Hongos verdaderos.

• Levaduras.

• Hongos filamentosos.

HONGOS

 TIPOS DE MICROORGANISMOS

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• PARÁSITOS ANIMALESMULTICELULARES• VIRUS

• ALGAS•PROTOZOOS

Eucariontesunicelulares que semueven por medio

de seudópodos,flagelos o cilios.

Viven comoentidades libres o

parásitos.

Eucariontesfotosintéticos conamplia variedad de

formas yreproducción

sexual y asexual.

No son microorganismosen un sentido estricto

pero tienen importanciamédica Helmintos

(cestodos, trematodos ynematodos). Durante

algunos estadios de suciclo vital presentan

tamaños microscópicos.

Son acelulares (carecen deestructura celular). Una

partícula viral consiste enun “core” (centro) formadopor un solo tipo de ácido

nucleico, rodeado por unacubierta proteica. Se

considera que son formas

vivas cuando se multiplicandentro de las células queinfectan. Son parásitos.

CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS

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CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS

EUCARYA Protistas

(mohos mucosos, protozoos y algas)

Hongos(levaduras, mohos y setas) Vegetales

(Musgos, helechos, coníferas y plantas)

 Animales(Esponjas, parásitos, insectos y 

 vertebrados)

 ARCHAEA Pared celular sinpeptidoglucano

BACTERIASPared celular conpeptidoglucano

Carl Woese (1978) sistema de clasificación basado en la organizacióncelular de los organismos.

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El estudio de las bacterias comenzó con

la primera observación de Van

Leeuwenhoek de los raspados de

dientes. Desde entonces se siguen

descubriendo regularmente nuevas

bacterias patógenas.

BACTERIOLOGÍA

Microorganismos procariotas, es decir,

microorganismos unicelulares sencillos, sinmembrana nuclear, mitocondrias, aparato de Golgi

ni retículo endoplásmico que se reproducen por 

división asexual.

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 Agente intracelular obligado

Del latín veneno

Virus 

Conformado por: ADN o ARN, cápside y 

capsómeros

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Historia m delos Virus

1892 Ivanoswki: El Mosaico del tabaco

1898: Beijerinck lo llamo “contagium vivum fluidum” 

1940: Se visualizaron por 1º vezal micróscopio electrónico.

1950: culminación del descubrimientode la partícula viral. 

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Historia

Origen de los virus:

Existen 3 hipótesis

Teoría Modular: Genoma del hospedante, es capaz de donar ADN o ARN al medio extracelular, que gana la habilidad de autoreplicarse. Lapresencia de viroides apoya esta teoría.

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 Autoreplicativa: Moléculas primitivas capaces deautoreplicarse (ARN). Los virus son capaces de incorporarsecuencias genómicas del hospedador y luego serintroducidas por el virus a otro hospedador

Historia

Origen de los virus:

Existen 3 hipótesis

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Teoría regresiva: Los virus son consecuencia de ladegeneración de otros microorganismos.

Historia

Origen de los virus:

Existen 3 hipótesis

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Virología 

Ciencia que estudia los virus

causantes de infección

(hombre, animales, plantas

y otros)

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Los virus son las partículas infecciosas de menor tamaño (18-300 nm), el tamaño de

la mayor parte de los virus es inferior a 200 nm y no pueden visualizarse mediante el

microscopio óptico.

Se han descrito más de 25 familias víricas que contienen más de 1.550 especies de

virus, muchas de las cuales se asocian a enfermedad en el ser humano.

Los virus están formados por ácido desoxirribonucleico (ADN) o ácido ribonucleico

(ARN) (no por ambos a la vez) así como por las proteínas necesarias para su

replicación y patogenia. Estos componentes se encuentran rodeados por una capade proteínas, asociada o no a una envoltura membranosa lipídica.

Estos microorganismos son verdaderos parásitos cuya replicación exige la

existencia de unas células anfitrionas.

 VIROLOGÍA

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