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1.3.4: Microbiología moderna - Biología

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OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

  • Discutir los aspectos fundamentales de la microbiología.

La microbiología moderna comenzó con el descubrimiento de microbios, y el alcance y la escala del campo continúan expandiéndose hoy. Si bien existe cierto debate, la mayoría acepta la microbiología moderna, comenzando con las observaciones del pañero y mercero holandés, Antonie van Leeuwenhoek, que vivió la mayor parte de su vida en Delft, Holanda. En 1676, van Leeuwenhoek observó bacterias y otros microorganismos utilizando un microscopio de lente única diseñado por él mismo. Aunque a menudo se cita a van Leeuwenhoek como el primero en observar microbios, Robert Hooke hizo la primera observación microscópica registrada de los cuerpos fructíferos de los mohos en 1665.

Se ha sugerido que un sacerdote jesuita llamado Athanasius Kircher fue el primero en observar microorganismos. Uno de sus libros contiene un capítulo en latín, que dice en traducción: "Acerca de la maravillosa estructura de las cosas en la naturaleza, investigada por microscopio". Aquí, escribió “quién creería que el vinagre y la leche abundan en una innumerable multitud de gusanos. ”Señaló que el material pútrido está lleno de innumerables animales rastreros. Estas observaciones son anteriores a la Micrographia de Robert Hooke en casi 20 años y se publicaron unos 29 años antes de que van Leeuwenhoek viera los protozoos.

El campo de la bacteriología (más tarde una subdisciplina de la microbiología) fue fundado en el siglo XIX por Ferdinand Cohn, un botánico cuyos estudios sobre algas y bacterias fotosintéticas lo llevaron a describir varias bacterias, incluidas Bacillus y Beggiatoa. Cohn también fue el primero en formular un esquema para la clasificación taxonómica de bacterias y descubrir esporas. Louis Pasteur y Robert Koch fueron contemporáneos de Cohn y a menudo se los considera los padres de la microbiología y la microbiología médica, respectivamente. Pasteur es más famoso por su serie de experimentos diseñados para refutar la entonces ampliamente aceptada teoría de la generación espontánea, solidificando así la identidad de la microbiología como ciencia biológica. Pasteur también diseñó métodos para la conservación de alimentos (pasteurización) y vacunas contra varias enfermedades como el ántrax, el cólera aviar y la rabia.

Koch es mejor conocido por sus contribuciones a la teoría de los gérmenes de las enfermedades, demostrando que enfermedades específicas fueron causadas por microorganismos patógenos específicos. Desarrolló una serie de criterios que se conocen como los postulados de Koch. Koch fue uno de los primeros científicos en centrarse en el aislamiento de bacterias en cultivo puro, lo que dio como resultado su descripción de varias bacterias nuevas, incluidas Mycobacterium tuberculosis, el agente causante de la tuberculosis. Si bien Pasteur y Koch a menudo se consideran los fundadores de la microbiología, su trabajo no refleja con precisión la verdadera diversidad del mundo microbiano debido a su enfoque exclusivo en los microorganismos que tienen relevancia médica directa.

No fue hasta finales del siglo XIX y el trabajo de Martinus Beijerinck y Sergei Winogradsky, los fundadores de la microbiología general (un término más antiguo que abarca aspectos de fisiología, diversidad y ecología microbiana), que se reveló la verdadera amplitud de la microbiología. Beijerinck hizo dos contribuciones importantes a la microbiología: el descubrimiento de virus y el desarrollo de técnicas de cultivo de enriquecimiento. Si bien su trabajo sobre el virus del mosaico del tabaco (TMV) estableció los principios básicos de la virología, fue su desarrollo del cultivo de enriquecimiento lo que tuvo el impacto más inmediato en la microbiología al permitir el cultivo de una amplia gama de microbios con fisiologías tremendamente diferentes. Winogradsky fue el primero en desarrollar el concepto de quimioautotrofia y así revelar el papel esencial que juegan los microorganismos en los procesos geoquímicos. Específicamente, fue responsable del primer aislamiento y descripción de bacterias nitrificantes y fijadoras de nitrógeno.

Puntos clave

  • Existe cierto debate sobre quién fue exactamente el primero, pero Antonie van Leeuwenhoek, Athanasius Kircher y Robert Hooke fueron las primeras personas en ver microbios utilizando algunos de los primeros microscopios construidos por ellos mismos.
  • Ferdinand Cohn, Louis Pasteur y Robert Koch fueron pioneros en bacteriología, el descubrimiento y la comprensión del subconjunto de microbios que son bacterias. Esto tuvo un impacto directo e inmediato en el almacenamiento de alimentos y la causalidad de las enfermedades.
  • A Martinus Beijerinck y Sergei Winogradsky se les atribuye el descubrimiento de la microbiología general, que sentó las bases para nuestra comprensión de la fisiología, la diversidad y la ecología microbianas.

Términos clave

  • quimioautotrofia: Cuando un organismo simple, como un protozoo, obtiene su energía de procesos químicos en lugar de la fotosíntesis.
  • pasteurización: tratamiento térmico de un alimento perecedero para destruir las células vegetativas sensibles al calor seguido de enfriamiento inmediato para limitar el crecimiento de las células supervivientes y la germinación de las esporas
  • rabia: una enfermedad viral que causa encefalitis aguda en animales y personas de sangre caliente, caracterizada por un comportamiento anormal como excitación, agresividad y demencia, seguido de parálisis y muerte
  • animálculo: Un término más antiguo para un animal diminuto o microscópico o protozoario.

Hongos que infectan a los humanos

Los hongos deben cumplir cuatro criterios para infectar a los humanos: crecimiento a la temperatura del cuerpo humano, elusión o penetración de las barreras superficiales, lisis y absorción de tejidos y resistencia a las defensas inmunitarias, incluidas las temperaturas corporales elevadas. La morfogénesis entre células pequeñas, redondas y desprendibles y células largas conectadas es el mecanismo por el cual los hongos resuelven problemas de locomoción alrededor o a través de las barreras del hospedador. La secreción de enzimas líticas y los sistemas de absorción de los nutrientes liberados son necesarios si un hongo va a utilizar nutricionalmente el tejido humano. Por último, el potente sistema inmunológico humano evolucionó en la interacción con posibles hongos patógenos, por lo que pocos hongos cumplen las cuatro condiciones para un huésped humano sano. Paradójicamente, los avances de la medicina moderna han hecho que millones de personas sean susceptibles a las infecciones por hongos al alterar las defensas inmunológicas. Este artículo explora cómo diferentes miembros de cuatro filos de hongos utilizan diferentes estrategias para cumplir con los cuatro criterios para infectar a los humanos: Entomophthorales, Mucorales, Ascomycota y Basidiomycota. Los rasgos únicos confieren potencial patógeno humano a varios miembros importantes de estos filos: Onygenales patógenos que comprenden dimorfos térmicos como Histoplasma y Coccidioides los Cryptococcus spp. que infectan a seres humanos inmunodeprimidos y sanos y a patógenos importantes de pacientes inmunodeprimidosCandida, Pneumocystis, y Aspergilo spp. También se discuten los agentes de enfermedades tropicales desatendidas importantes en la salud mundial como el micetoma y la paracoccidiomicosis y patógenos comunes que rara vez están implicados en enfermedades graves como los dermatofitos. El comensalismo se considera, así como el parasitismo, en la formación de genomas y sistemas fisiológicos de huéspedes y hongos durante la evolución.


Introducción

Los adenovirus son patógenos comunes de humanos y animales. Además, varias cepas han sido objeto de una intensa investigación y se utilizan como herramientas en biología molecular de mamíferos. Se han identificado más de 100 tipos de adenovirus serológicamente distintos, incluidos 49 tipos que infectan a los seres humanos. La familia Adenoviridae se divide en dos géneros, los adenovirus de mamíferos (mastadenovirus) y los adenovirus aviares (aviadenovirus). Los adenovirus llevan el nombre de las adenoides humanas, de las que se aislaron por primera vez.

Varios adenovirus pueden causar enfermedades respiratorias y conjuntivales. Además, algunos tipos de adenovirus humanos inducen sarcomas indiferenciados en hámsteres recién nacidos y otros roedores y pueden transformar ciertos cultivos de células humanas y de roedores. Actualmente no hay evidencia de que los adenovirus sean oncogénicos en humanos, pero la posibilidad sigue siendo interesante.


Noticias de biología

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Estudio de posgrado

El programa ofrece trabajo para los títulos de maestría en ciencias y doctorado en filosofía en microbiología y para un menor para estudiantes que se especializan en otros programas. La especialización en microbiología interdepartamental se ofrece a través de profesores ubicados en doce departamentos, que incluyen agronomía, ciencia animal, bioquímica, biofísica y biología molecular, ingeniería civil, de la construcción y ambiental, entomología, ciencia de los alimentos y nutrición humana, genética, biología celular y del desarrollo, ciencias geológicas y atmosféricas, patología vegetal y microbiología, veterinaria. Diagnóstico y Medicina Animal de Producción Microbiología Veterinaria y Medicina Preventiva y Patología Veterinaria. Los profesores coordinan la educación de posgrado y la investigación en una amplia gama de temas fundamentales para la disciplina de la microbiología. La información específica sobre los profesores individuales y sus áreas de investigación está disponible en www.micrograd.iastate.edu.

Los requisitos previos para los estudios de posgrado incluyen una sólida formación universitaria en química, matemáticas y biología, incluidas microbiología y genética.

Los graduados en el programa de Posgrado en Microbiología tienen un conocimiento amplio en los fundamentos de la microbiología, así como un conocimiento avanzado en áreas específicas según lo determinado por sus áreas de enfoque de investigación. Los estudiantes que completan la tesis tienen las habilidades técnicas, de investigación, de pensamiento crítico, de resolución de problemas y de computación para diseñar, implementar y realizar investigaciones utilizando una variedad de técnicas y equipos actuales. También pueden comunicar los resultados de la investigación de manera eficaz con grupos de pares científicos en formatos tanto orales como escritos.


Alcance y misión

Fronteras en microbiología es una revista líder en su campo, que publica investigaciones rigurosamente revisadas por pares en todo el espectro de la microbiología. El editor jefe de campo, Martin G. Klotz, de la Universidad Estatal de Washington, cuenta con el apoyo de un destacado consejo editorial de investigadores internacionales. Esta revista multidisciplinaria de acceso abierto está a la vanguardia de la difusión y comunicación del conocimiento científico y los descubrimientos impactantes a investigadores, académicos, médicos y público en todo el mundo.

A medida que tomamos en cuenta mucho mejor la mayoría invisible de la vida, desentrañe los procesos biogeoquímicos que facilitan los microbios, haciendo así que el planeta Tierra sea habitable para todas las formas de vida a medida que identificamos cada vez más las reglas por las cuales los microorganismos interactúan con los virus y macroorganismos en evolución conjunta en salud y enfermedad y a medida que encontremos más y mejores estrategias para mitigar los efectos perjudiciales de las actividades antropogénicas sobre la abundancia, diversidad, distribución y actividad de las comunidades microbianas, Fronteras en microbiología será el enfoque del siglo XXI para comunicar todo este progreso tanto al especialista como a una audiencia más amplia de lectores en el campo.

Fronteras en microbiología es miembro del Comité de Ética en Publicaciones.


Ver el vídeo: Introducción a la Microbiologia (Mayo 2022).