Golden Age of Microbiology PDF

# Golden Age of Microbiology ### 1665: Hooke-First Observation of cells ### 1673: Linnaeus-Nomenclature for organisms ### 1673: van Leeuwenhoek-First Observation of live microorganisms ### 1735: Jenner-First vaccine ### 1798: Bassi-Silkworm fungus ### 1835: Semmelweis-Childbirth fever ### 18...

# Golden Age of Microbiology ### 1665: Hooke-First Observation of cells ### 1673: Linnaeus-Nomenclature for organisms ### 1673: van Leeuwenhoek-First Observation of live microorganisms ### 1735: Jenner-First vaccine ### 1798: Bassi-Silkworm fungus ### 1835: Semmelweis-Childbirth fever ### 1840: DeBary-Fungal plant disease ### 1853: Pasteur-Fermentation ### 1857: Pasteur-Disproved spontaneous generation ### 1861: Pasteur-Pasteurization ### 1864: Lister-Aseptic surgery ### 1867: *Koch-Germ theory of disease ### 1876: Neisser-Neisseria gonorrhoeae ### 1879: *Koch-Pure cultures ### 1881: Finley-Yellow fever *Koch-Mycobacterium tuberculosis Hess-Agar (solid) media ### 1882: *Koch-Vibrio cholerae ### 1883: *Metchnikoff-Phagocytosis Gram-Gram-staining procedure Escherich-Escherichia coli ### 1884: Petri-Petri dish ### 1887: Kitasato-Clostridium tetani ### 1889: *von Behring-Diphtheria antitoxin *Ehrlich-Theory of immunity ### 1890: Winogradsky-Sulfur cycle ### 1892: Shiga-Shigella dysenteriae ### 1898: Ehrlich-Syphilis ### 1908: Chagas-Trypanosoma cruzi ### 1910: Rous-Tumor-causing virus (1966 Nobel Prize) ### 1911: *Fleming, Chain, Florey-Penicillin ### 1928: Griffith-Transformation in bacteria ### 1934: Lancefield-Streptococcal antigens ### 1935: *Stanley, Northrup, Sumner-Crystallized virus ### 1941: Beadle and Tatum-Relationship between genes and enzymes ### 1943: *Delbrück and Luria-Viral infection of bacteria ### 1944: Avery, MacLeod, McCarty-Genetic material is DNA ### 1946: Lederberg and Tatum-Bacterial conjugation ### 1953: *Watson and Crick-DNA structure ### 1957: *Jacob and Monod-Protein synthesis regulation ### 1959: Stewart-Viral cause of human cancer ### 1962: *Edelman and Porter-Antibodies ### 1964: Epstein, Achong, Barr-Epstein-Barr virus as cause of human cancer ### 1971: "Nathans, Smith, Arber-Restriction enzymes (used for recombinant DNA technology) ### 1973: Berg, Boyer, Cohen-Genetic engineering ### 1975: Dulbecco, Temin, Baltimore-Reverse transcriptase ### 1978: Woese-Archaea ### 1981: *Mitchell-Chemiosmotic mechanism ### 1982: Margulis-Origin of eukaryotic cells ### 1983: *Klug-Structure of tobacco mosaic virus McClintock-Transposons ### 1988: Deisenhofer, Huber, Michel-Bacterial photosynthesis pigments ### 1994: Cano-Reported to have cultured 40-million-year-old bacteria ### 1997: *Prusiner-Prions # Teoría del Germen de la Enfermedad - Teúrgica: castigo divino - Miasmática: pestilencia, calles, basura, cuerpos enfermos en descomposición - Contagium fomites: objeto inanimado - persona enferma. - Contagium vivo: persona - Teoría Microbiana de la enfermedad. # DEFINAMOS: - Enfermedad: (RAE) alteración más o menos grave de la salud. - Patógeno: Microorganismo que desarrolla una enfermedad - Patogenicidad: capacidad de producir enfermedad, en hospedero susceptible - Virulencia: Grado de patogenicidad del microorganismo # Germenes y Enfermedad - Fuerzas intangibles, invisibles y misteriosas - presencia e intrusión temporal de cuerpos extraños o espíritus malvados - Teúrgica: castigo divino # Magia y Religión # CÉRMENES Y ENFERMEDAD ### - Teoría Cósmica y Sideral - Astrología y etiología de las enfermedades. # Peste Negra # CÉRMENES Y ENFERMEDAD ### - Teoría húmoral - Universo formado espacio, aire o viento, fuego, agua y tierra codificados en el sistema biológico en tres fuerzas flema, bilis y viento Enfermedad: desequilibrio de las fuerzas - Hipócrates, Galeno y Avicena, la salud depende de la armonía entre los humores y del equilibrio humoral Características de los componentes Sangrias: darle salida a la "circulación oprimida" de un humor estancado # Hematología - agua, tierra, metal, madera y fuego - Enfermedad: alternancia de dos fuerzas con cualidades opuestas yin y yang # CÉRMENES Y ENFERMEDAD ### - Teoría del miasma - Hasta el siglo XIX, insalubridad ciudades - olores nauseabundos, ausencia de alcantarillas y sitios de desecho, cuerpos enfermos. - "todo hedor es enfermedad" - El ambiente causaba enfermedad - Malaria: mal aire miasmas del pantano # Germen y Enfermedad - Teoría del contagium fómites: objeto inanimado - persona enferma. - Teoría del contagium vivo: persona - Teoría de los microorganismos - Louis Pasteur (gusano de seda, la fermentación del vino y de la cerveza) y Robert Koch (ántrax y la tuberculosis) - 1882 postulados de Koch # Teoría del Germen de la Enfermedad - Lucrecio (a.c) - "Así como hay semillas benéficas para nuestra vida, seguramente existen otras que causan enfermedad y muerte," - Francastoro de verona (1478-1553): organismos invisibles /miasmas/humores "organismos demasiado pños" - Von Plenciz de Viena - Diferentes agentes - Olliver Wendell Holmes/Ignaz Semmelweis - Fiebre puerperal - Comadronas y Médicos # POSTULADOS DE KOCH 1. The suspected germ must be present in every case of the disease. 2. The germ must be isolated and grown in pure culture. 3. The cultured germ must cause the disease when it is inoculated into a healthy, susceptible experimental host (animal or plant). 4. The same germ must be reisolated from the diseased experimental host. # Reconocimiento del papel de los microorganismos en la enfermedad # Como se defienden los hospederos Frente a los microorganismos # Inmunología - Pasteur/Edward Jenner/Behring (antitoxinas)/Metchnikoff (fagocitosis) # Tabla 1.3 Principales subdisciplinas de la microbiología | Subdisciplina | Tema | |---|---| | Fisiologia microbiana | Nutrición, metabolismo | | Genética microbiana | Genes, herencia y variación genética | | Bioquimica microbiana | Enzimas y reacciones químicas en las células | | Sistemática microbiana | Clasificación y nomenclatura| | Virologia | Virus y particulas subviricas | | Biologia molecular | Acidos nucleicos y proteinas | | Ecologia microbiana | Diversidad microbiana y actividad en habitats naturales, biogeoquimica | | Genómica | Secuenciación genómica y análisis comparativos | | Microbiologia médica | Enfermedades infecciosas | | Inmunologia | Sistemas inmunitarios | | Microbiologia agricola edáfica | Diversidad microbiana y procesos edaficos | | Microbiologia industrial | Producción a gran escala de antibióticos, alcohol y otras sustancias quimicas | | Biotecnologia | Producción de proteinas humanas mediante microorganismos modificados genéticamente | | Microbiologia acuática | Procesos microbianos en aguas y aguas residuales seguridad del agua potable | # La célula - Químicamente similares - Ácidos nucleicos - Proteínas - Lípidos - Azucares - Reacciones químicas - Metabolismo de nutrientes - Fabrica de proteínas - Almacenamiento de energía - Diferencias la estructura de las paredes celulares, de las membranas y los orgánulos # Taxonomía - Taxis: Estructuración y orden - Nomos: ley - Nemein: distribuir o gobernar - La teoría y la practica de clasificar microorganismos. - Ordena en escalera jerárquica - Ciencia de la clasificación biológica # Taxonomía - Clasificación: organización en grupos o taxones en función de sus semejanzas o parentesco evolutivo. - Nomenclatura: Nombres a grupos taxonómicos de acuerdo a las normas. - Identificación: Determina que un aislamiento particular pertenece a un taxón reconocido - Acceso a la Información, Mejor clasificada mayor información # Sistemática - Estudio científico de los organismos cuyo objetivo final es caracterizarlo y agruparlo en forma ordenada - Diversidad como consecuencia de su historia evolutiva # Importancia - Organizar el conocimiento - Agrupar por características compartidas y diferenciables - Inferencias e hipótesis sobre nuevos organismos - Evolución - Caracteriza aislamientos - Microbiología clínica - Nombres precisos (comunicación eficiente) # Taxonomía y Sistemática - ESTUDIA LA CLASIFICACION DE LOS SERES VIVOS - DE ACUERDO CON SU HISTORIA EVOLUTIVA - TIENE SUS BASES EN LOS TRABAJOS DE: - DARWIN - LINNEO - A PARTIR DE CARACTERES HOMOLOGOS - A PARTIR DE CARACTERES ANALOGOS - UTILIZA CARACTERES: - MORFOLOGICOS Y ANATOMICOS - MOLECULARES - ECOLOGICOS - CITOLOGICOS - COMPORTAMENTALES - PALEONTOLOGICOS - BIOGEOGRAFICOS - NATURAL - ARTIFICIAL - EVOLUCION - SELECCION NATURAL - POSTULADOS - SOBREPRODUCCION - COMPETENCIA - SUPERVIVENCIA - SISTEMA JERARQUICO - CATEGORIAS TAXONOMICAS - NOMENCLATURA BINOMIAL - GENERO - ESPECIE - ESPECTACION # Nomenclatura - Sistema binomial científico y naturalista sueco las bases de la taxonomía moderna - Nomina si nescis, perit et cognitio rerum. # Nomenclatura - Influenciado por los botánicos - Creador de un sistema, - la nomenclatura binominal: dos términos. - el género (mayúscula inicial) y el epíteto específico (minúscula inicial), - ambos de origen latino - nombrar con precisión todas las especies de animales y vegetales (y llega a extender este sistema a los minerales # Nomenclatura - agrupó los géneros en familias, las familias en clases, las clases en tipos (filo) y los tipos en reinos. - símbolos del escudo y la lanza de Marte para señalar al macho y el espejo de Venus para indicar la hembra. # Reglas de la nomenclatura en Bacterias 1. Existe sólo un nombre correcto para cada M.O, cuando hay más de uno tiene prioridad el legitimado con más antigüedad. 2. Nombres que induzcan error o confusión deben rechazarse 3. Nombres en latín o latinizados 4. La primera palabra (letra) del nombre está siempre en mayúscula 5. La segunda palabra se escribe con minúscula 6. El nombre de género y especie mencionados juntos están subrayados o en itálico 7. El nombre correcto de una especie o las designaciones taxonómicas se determinan por una publicación válida. # Reglas de la nomenclatura en Bacterias 8. Los nombres del género y especie que aparecen en el International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Podrán ser cambiados cuando: A. Se transfiere una especie de un género a otro B. Si se encuentra que una cepa de referencia pertenece a otro género C. Si un M.O se incluye en dos o más géneros, el nombre se considera válido es el que tiene la cepa de referencia. # Candidatus - En algunos casos, los requisitos básicos del Código Procariota no se pueden satisfacer a pesar de que una especie es real y científicamente importante. - Según la nomenclatura formal, estas especies nunca recibirán su nombre de forma válida. - Entonces, los taxonomistas crearon el término "Candidatus" para apoyar el nombramiento tentativo. # Identificación - Sistemas de claves de identificación: guiando al lector hacia el taxón al que pertenece su organismo # Pattern-based identification systems | Method | Pattern to detect | Useful links | |---|---|---| | Biochemical profiles | Presence of specific enzymes and metabolic pathways | | | PCR | Presence of specific DNA sequences | | | Gene sequencing | The sequence of a gene (e.g. 16S rRNA gene, gyrB) | | | Immunological| Presence of a specific antigen | | | MALDI-TOF | Mass spectra of whole cells. Patterns are mainly from ribosomal proteins that are most abundant in cells. | Seng et al. 2009 | | Chemical | Profile of chemical components (e.g. cellular fatty acids, whole proteins). MALDI-TOF is one of these.| | # Genome-based bacterial taxonomy - Genome assembly - Obtain full length 16S rRNA gene sequence - 16S rRNA DB of type strains - Search/Compare - Find the phylogenetic neighbors - If 16S sequence similarity is <98.7% - If 16S sequence similarity is ≥ 98.7% - Genome DB of type strains - If ANI is ≥ 95-96% - If ANI is < 95-96% - Identified as a known species - New species # Otras categorias..... - Domain - Phylum - Class - Order - Family - Genus - Species # Categoría frente a Sufijo | Categoría | Sufijo | |---|---| | Clase | -la | | Orden | -ales | | Familia | -aceae | # Especie - Especie: Predomina (categoría taxonómica Básica) - "una especie es una categoría que circunscribe un grupo (preferentemente) genómicamente coherente de aislados individuales que comparten un alto grado de similitud en (varias) características independientes, probadas bajo condiciones altamente estandarizadas." # Contenido - Diversidad Fisiológica Cap 2 - Célula Procariota Cap 4 - Organización Célula Procariota - Núcleo - Membrana celular - Cuerpos de inclusión - Ribosomas. # Diversidad Fisiológica ### - Energía - Compuestos Químicos Quimiotrofía - Orgánicos Quimiorganotrofos - Inorgánicos Quimiolitotróficos - Luz Fototrofía - Fototrofos - ATP Trifosfato de adenosina # 02 - Aerobios estrictos - Anaerobios estrictos - Anaerobios aerotolerantes - Facultativos - Microaerófilos - Carbono Nutriente principal - Heterótrofos - Autótrofos (Co2) # Tolerancia Ambiental - Habilidad para crecer en habitas extremos - Alcalófilo - pH 7-25°C - Psicrófilo - Hipertermófilo - acidófilo - Halófilo - Barófilos # Archaea - Extremófilos, No todas - Quimiotrofas : mayoría quimiolitotrófos, hidrógeno gaseoso - (Halobacterium: Luz, pigmentos fotosensibles) - Metanógenos anaerobios estrictos - Halófilos, requieren NaCl - Y O2 - Termoacidófilos: sin pared # Células Procariotas - Célula que no posee un núcleo definido por una membrana lipídica o membrana nuclear. - material genético condensado en el el citosol denominada "nucleoide" # Células Procariotas - Morfología - Cocos - Agrupaciones según plano de división celular - Bacilos - espirilos - Espiroquetas - Bacterias Filamentosas # Membrana plasmática - Imprescindible en todo ser vivo - Interacción ambiente (selectiva) - Mantener su interior en estado constante - Proteínas periféricas pueden actuar como receptores o enzimas de procesos metabólicos # Organización celular | Estructura | Función | |---|---| | Membrana Plasmática | Barrera permeable, selectiva, frontera mecánica de la célula, transporte de nutrientes y residuos, localización de muchos procesos metabólicos (respiración y fotosintesis), detección de señales ambientales quimiotácticas | | Vacuolas de gas | Hincha la célula para flotar en medios acuáticos| | Ribosomas | Sintesis de proteinas| | Cuerpos de Inclusión | Almacenamiento de carbono, fosfatos y otras sustancias.| | Nucleoide | Localización del material genético| | Espacio periplásmico | Contiene enzimas hidroliticas y proteinas de unión para la captura y transporte de nutrientes| | Pared celular | Confiere a la bacteria una forma rigida y las protege frente a la lisis en soluciones diluidas | | Cápsula y Slime | Resistencia frente a la fagocitosis, adherencia a superficies| | Fimbrias y Pilis | Adherencia a superficies, conjugación | | Flagelos | Movimiento | | Endospora | Supervivencia en condiciones adversas |