Microbiología General: Principios y Conceptos

Microbiología Agrícola

• La facultad de Agronomía, Zootecnia y Veterinaria de la Universidad Nacional de Tucumán ofrece un programa de Microbiología Agrícola.
• La Dra. Ing. Agr. Nadia C. Lovaisa es la responsable del curso.
• Los protistas inferiores desempeñan un papel crucial en la naturaleza.
• La microbiología agrícola se centra en el estudio de los microorganismos en la agricultura.
• La célula procariota es importante en microbiología agrícola.
• La célula procariota posee diferentes estructuras como: tamaño, formas y agrupaciones, apéndices superficiales (flagelos, pili, pedúnculo), cápsula y capa mucosa; pared celular y su composición química (Gram positivas y Gram negativas), membrana y región citoplasmática. También existen estructuras como vainas, quistes, zoogleas y cambios citológicos y químicos en el proceso de esporulación. Finalmente, la comparación con la célula eucariota.
• Los microorganismos son esenciales para otros organismos.
• El oxígeno que se respira es consecuencia de la actividad microbiana en el pasado.
• Bacterias, hongos, arqueas y protozoos son importantes para la vida en la Tierra.

Protistas Inferiores

• Los protistas inferiores son unicelulares o pluricelulares.
• Los microorganismos pueden ser autótrofos o heterótrofos.
• Existen diversas formas de éstos, incluyendo unicelulares y pluricelulares; y distintos tipos de microorganismos, autótrofos y heterótrofos.
• La diversidad de protistas inferiores es amplia.

Evolución de la vida en la Tierra

• Se presenta un diagrama cronológico de la evolución de la vida en la Tierra, con hitos de eventos importantes como la aparición de procariotas, eucariotas y organismos multicelulares.
• El tiempo se mide en billones de años, mostrando el tiempo de aparición de diferentes tipos de organismos, como bacterias, plantas, animales, etc.
• El diagrama muestra diferentes tipos de vida, mostrando la evolución desde organismos unicelulares a seres multicelulares.

Árbol filogenético

• Se muestra un árbol filogenético de Bacteria, Archaea y Eukarya.
• Distintas ramas incluyen diversos grupos como las Gram Positivas, Spirochaetae, Proteobacterias y Cyanobacterias, entre otros.
• También se ven grupos como Methanosarcina, Methanococcus, Halophiles, Thermoproteus, Pyrodicticum.
• Otras ramas incluyen mohos mucilaginosos, animales, hongos, ciliados y otras entidades en Eukarya.

Dominios de los Organismos

• Se mencionan tres dominios principales de organismos: Eubacterias, Arqueas, y Eucariotas.
• Estos dominios se encuentran por encima del nivel de los reinos clásicos.

Rol de los microorganismos

• Los microorganismos desempeñan un papel primordial en los ecosistemas.
• Las comunidades microbianas, en sus diferentes hábitats, contribuyen a los ciclos biogeoquímicos.
• El oxígeno se produce por actividad microbiana del pasado, por ejemplo, a través de la fotosíntesis.

Microbiología beneficiosa y perjudicial

• Se mencionan bacterias beneficiosas como bifidobacterias y lactobacilos, y perjudiciales como Escherichia coli, Campylobacter, y Clostridium difficile.
• Algunas bacterias intestinales tienen funciones en el reciclaje de nutrientes y la degradación de materia orgánica en animales.
• Los malos microorganismos están asociados a problemas de enfermedades.

Microbiología en el rumen de la vaca

• Se muestra un diagrama que describe la función de los microorganismos en el rumen de las vacas.
• En este sistema, los microorganismos digieren la celulosa de la hierba, produciendo ácidos grasos para la nutrición del animal.

Microorganismos benéficos

• Se explica la actividad de los microorganismos celulolíticos en el rastrojo de caña de azúcar.
• Las bacterias promueven el crecimiento vegetativo en frutillas.

Promoción del crecimiento vegetal

• Los microorganismos tienen un impacto positivo en el crecimiento de las plantas, por ejemplo, actuando como fitoremediadores y biorremediadores.
• Se menciona un ejemplo de asociación simbiótica entre bacterias, hongos y raíces de plantas de soja.
• Las micorrizas mejoran la superficie radicular de las plantas.

Microorganismos fitopatógenos

• Existen microorganismos perjudiciales para los cultivos.
• Se mencionan la antracnosis en frutillas o el oídio en calabazas (causadas por hongos).
• Se mencionan también enfermedades bacterianas, como la cancrosis en vid.
• El virus del mosaico del tabaco es una enfermedad viral.

Microorganismos y hábitats naturales

• Las células microbianas viven en conjunto en las poblaciones dentro de un hábitat.
• Las poblaciones microbianas derivan de una célula parental a través de divisiones celulares sucesivas.
• Las comunidades microbianas se relacionan habitualmente con otras poblaciones en conjuntos llamados hábitat.

Ecología microbiana

• Se destaca la importancia de la diversidad y abundancia de microorganismos en una comunidad, regulado por los recursos y las condiciones ambientales del medio (temperatura, pH, concentraciones de oxígeno).
• El estudio de éstos en sus hábitats naturales se llama ecología microbiana.

Número de células microbianas

• Las estimaciones sugieren la existencia de aproximadamente 5x10³° células microbianas en la Tierra.
• La cantidad de carbono en estas células es significativa en comparación con el carbono vegetal y animal.

Definición de Microbiología

• La microbiología es una rama de la biología dedicada al estudio de los microorganismos.
• Su objetivo es la clasificación, la descripción, la distribución y el análisis de las formas de vida y el funcionamiento de los microorganismos.

Microbiología General

• La microbiología general actúa como una herramienta para comprender los principios metabólicos generales, la genética y la división celular.
• Analiza las estructuras, fisiología, clasificación, diversidad, procesos bioquímicos, crecimiento y control de los microorganismos.

Microbiología Aplicada

• La microbiología aplicada se divide en, entre otras áreas, microbiología médica, industrial, energética, de los alimentos, ambiental, y agrícola.

Microbiología Agrícola (Programa Analitico)

• El programa analítico aborda los protistas inferiores, los superiores, la energética microbiana y el metabolismo (tipos, procesos bioquímicos, respiración, fotosíntesis), y la microbiología especializada del suelo(interacciones con vegetación.).

Microbiología Ambiental y de Alimentos

• El curso incluye microbiología del aire, del agua, de la leche, y los microorganismos en los alimentos (ej. conservación, supervivencia).
• Los métodos para la conservación de alimentos y la ecología de los microorganismos en alimentos se estudian dentro de la Microbiología especial.

Importancia de la Microbiología Agrícola

• Los ciclos biogeoquímicos (ej: C, N, S, P, K) son influenciados por los microorganismos.
• Los bioinsumos microbianos (ej. micorrizas, inoculantes) benefician la agricultura.
• La agrobiotecnología (ej. transferencia de genes, OGM) es una herramienta para la agricultura.

Agricultura y Microbiología

• Los microorganismos son esenciales para el desarrollo de cultivos sanos y para mantener la fertilidad del suelo.
• El uso de fertilizantes químicos es costoso, por lo cual los microorganismos son una alternativa para mejorar la productividad y reducir la contaminación ambiental.

Protistas inferiores (Bacterias, Arqueas)

• Las Arqueas son un grupo de organismos procariotas muy antiguos.
• Habitadas en condiciones extremas (agua salada, fondos anaerobios, etc).
• Las enzimas de arqueas de ambientes extremos se usan en biotecnología.

Célula procariota

• La célula procariota tiene diferentes componentes como la pared celular, membrana plasmática, citoplasma, espacio periplasmático, nucleoide, plásmidos y ribosomas.
• Se detallan las funciones de cada uno.
• Se describen las estructuras accesorias como capsulas y capas mucosas, fimbrias y pilis, flagelos, vacuolas de gas, y inclusiones citoplasmáticas.
• La división celular en procariotas es por fisión binaria.
• Los virus no poseen estructura celular y no se reproducen por sí mismos.
• Se ofrecen ejemplos de bacterias, como Bacillus megaterium, Escherichia coli, Streptococcus pneumoniae y Haemophilus influenzae; y ejemplos de virus como bacteriófagos, el virus del mosaico del tabaco, adenovirus y el virus de la gripe.
• Se hace comparación entre la célula procariota y la eucariota.

Tamaño, Formas y Agrupaciones de las bacterias

• Las bacterias se clasifican basadas en su forma y agrupamiento como cocos, diplocós, estreptococos, estafilococos, espirilos, vibriones y bacilos.

Caracterización y organización del material genético

• Los procariotas contienen ADN en el nucleoide y también en plásmidos (moléculas pequeñas de ADN que suelen llevar información secundaria).
• Descripción y clasificación de las bacterias por ubicación de sus flagelos: monotricas, lofotricas, anfitricas, y peritricas.

Apéndices Superficiales: Flagelos

• Las bacterias se mueven por flagelos que son estructuras filamentosas más simples que los de las células eucariotas.
• Se forman por tres haces de fibrillas de proteínas entrelazadas y un haz central.

Otras Estructuras Especializadas (Vaina, Zoogleas, Quistes)

• Las vainas, zoogleas y los quistes son estructuras especializadas de bacterias con funciones de protección, agregación o preservación en ciertas condiciones.
• Los cambios citológicos y químicos relacionados con esas estructuras se especifican.

Material de Reserva

• Los materiales de reserva, como el políhidroxibutirato, se sintetizan cuando hay exceso de carbono y se usan en reacciones metabólicas celulares.
• Los corpúsculos metacromáticos son inclusiones celulares que almacenan fosfatos para su uso posterior, como en la fotosíntesis.
• Se especifica la utilización de estos materiales por las células.
• Explicación detallas sobre como se usan estos materiales.

Vacuolas con azufre

• Las vacuolas con azufre ayudan a las bacterias en reacciones energéticas o fotosintéticas cuando existen condiciones ambientales correctas.
• Estas vacuolas son visibles con microscopios.

Carboxisomas

• Las inclusiones citoplasmáticas llamadas carboxisomas contienen la enzima ribulosa-1,5-bisfosfato-carboxilasa-oxigenasa, que es esencial para la fotosíntesis, mediante la fijación del CO2.

División Celular por Fisión Binaria

• La fisión binaria es el proceso de reproducción asexual en procariotas (incluyendo bacterias y arqueas) por el cual una célula única se divide en dos células hijas.
• Los elementos cruciales de este proceso, como la copia y el reparto del ADN, se analizan.

Comparación con la célula eucariota (Azolla-Anabaena)

• Se proporciona un ejemplo de la asociación entre las plantas de helecho y bacterias fijadoras de nitrógeno (ejemplo: Azolla-Anabaena) para la fertilización biológica del arroz.