Introducción a la microbiología: definición, clasificación y morfología

06/09/2024

Microbiología: Definición y Conceptos Fundamentales

Microbiología (definición)

• Etimológicamente: mikros "pequeño", bios, "vida" y logos, "estudio"
• Es la ciencia encargada del estudio de los microorganismos, seres vivos pequeños, también conocidos como microbios.
• Es la rama de la biología dedicada a estudiar los organismos que son solo visibles a traves del microscopio como los virus, organismos procarióticos_y eucariotas simples.

Se estima que sólo un 1% de los microbios existentes en la biosfera han sido estudiados hasta el momento.

Tema 1. Introducción a la microbiología.

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¿Qué son los microorganismos?

• Organismos que no pueden verse a simple vista, al menos en parte de su ciclo
• Organismos que viven como células aisladas o entidades que contienen ácidos nucleicos capaces de replicarse, por lo menos en parte de su ciclo.
• Incluye algas, hongos, protozoos, bacterias, archeas y virus.

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Sistema de Tres Dominios (Woese 1977)

Bacteria Planctomyces www Flavobacterium Dominio Phodocyclus . Agrobacterium Flexibacter Reino Chlorobium Lepionema Methanop. Filo/ Clostridium Hellobacterium División Arttırobacter DOPS19 Chioroflexus - Thermus OOPS66 Clase Aquifex Orden Familia Cryptomonas Achlya Costaria Porphyr Genero Dictyostellum Entamoeba Nasgleda Especie Sistema de tres dominios (Woese 1977)

Bacteria ~Planctomyces Rhodocyclus mitochondrion Escherichia Agrobacterium Flexibacter marine low lamp ww Archaeoglobus Haloterax Leptonema marine Gp. 1 low temp Clostridium Hellobacterium Gp. 3 low temp Sullolobus Archaea Aquitex - EM17 - PP 27 KUP 78 0.1 changes per site Cryptomonas Achtyn Costaru Babasig Dictyostelium Entamoeba Euglena Trypanosoma Physarum ... Trichomonas Vairimerpl

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Nomenclatura Biológica

• 1731 Carl Linnaeus (sueco) Carolus Linnaeus
• Sistema binomial
• Latín
• Género y especie
• Ej: Staphylococcus aureus (S.aureus) o Staphylococcus aureus

Nomenclatura

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Microbiología: Unicidad y diversidad en un mismo concepto

El microorganismo

A B. Fig. 3. F Mathsnocodas www Thermoplasma Chlorobium Giocobacter Methanopyrus PSL 13 Gp. 2 low temp POPS19 Thermus Thermotoga POPS66 Foot Thermoproteus Paramecu Giardi Eucarya w Flavobacterium Smechococcus chloroplast Chlamydia Methanospinillum Gp. 1 low temp Bacitus Arthrobacher Chloroflexus nechococcus chioroplast - Escherichia- mitochondrion- Parameckt Rabesa Eucarya

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Bacitus Thermotoga06/09/2024

Morfología de Bacterias y Arqueas (Procariotas)

Cocos y sus Agrupaciones

Cocos diplococos estreptococos tétradas sarcinas Racimos (estafilococos)

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Morfología de bacterias y arqueas (procariotas)

Cocos diplococos tétrada nes A. Sullivan www.sellsalive.com Racimos (estafilococos) Staphylococcus

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Bacilos y sus Agrupaciones

Morfología de bacterias y arqueas (procariotas)

Cocos Escherichia coli aislados Bacilos en cadenas, empalizada, roseta ... Bacillus

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Otras Morfologías Bacterianas

Morfología de bact Vibrios Cocos Esprilos etc ... Bacilos

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Morfología de Hongos

Levaduras Hongos filamentosos (mohos) dimórficos

A B C D E F G

Taxonomía y Filogenia de Protozoos

TAXONOMÍA Y FILOGÉNIA DE PROTOZOOS

Diversidad de los Protistas

Phylum Algunas caracteristicas Ejemplos

Euglenatoa Unicelulares Heterotrotos o Autótrofos Habisal 1 flagelo

Heterokontophyta Unicelulares o (algas pardas) Synedra Autotrotas

Pyrrophyta (dinoflagelados) Unicelulares Heberderofos @ Autotrofos Habitual 2 Bagelos Paridinium

Sarcodina (sarcodinos) Unicelulares Heterotrotos Poseen Amorna pseudopodos

aliophora (ciliados) Unicelulares Heterotrofos Poseen cilios Parerecren

Hastigophora flagelados) Unicelulares Hetordtrofos Parásitos importantes Bypancome

Sporozoa (esporozoos) Unicelulares Heterotrofos Greganna aimodum

Myxomicates (hangos Unicelulares a coloniales mucilaginosos) Heterotrofos Ciclo vital complejo Tysarum

Rhodophyta (algas rojas) Unicelulares a coloniales Algas Autótrofos Chondrus

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Características Comunes de los Protistas

Características comunes: 1. Eucariotas 2. Estar formados por una o varias células pero sin formar tejidos (grupos de células especializados en una función) Richomonas 3. Quimioheterótrofos o autótrofos Eugleng Algas coloniales Morbicenia Grateloupvar

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Cocobacilos06/09/2024

Morfología de Virus

Morfología de virus

PLUS STRAND RNA VIRUSES LEWIVIRUS AACTERRI envueltos OSAGO MCIVIC VIFUT PATHEXENDE PLANTS POL O AND OTHER desnudos DOUBLE-STRAND US STRAND RIA VIRUSES SIMETRÍA Icosaédrica VERKILLAR STOMATIS AND CT-ER DISEASES Helicoidal DOUBLE-STRAND ONA VIRUSES SINGLE-STRAND ONA VIRUS Compuesta NOVIUS PATICOEN OF BACTERIA; ICAUGIES TJMCRE MYOVOUS

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Los Microorganismos y el Hombre

Aplicaciones en Agricultura y Alimentación

Los microorganismos y el hombre

Agricultura Alimentación Fijación de nitrógeno Biocidas Alimentos fermentados Conservación de alimentos Aditivos

Reciclaje de Nutrientes y Cuidado Animal

Reciclaje de nutrientes Cuidado animal

Salud y Enfermedades Infecciosas

Salud Enfermedades infecciosas: Diagnóstico, prevención y tratamiento

Energía, Medio Ambiente y Biotecnología

Energía y Medio Ambiente Biotecnología Biocombustibles Biodescontaminación Biolixiviación Modificación genética de microorganismos Producción de fármacos Terapia génica

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N. gonorrhoeae B. burgdorferi Seres tan pequeños que S. typhi no pueden ser observado a simple vista

Ámbito de la Microbiología y Escalas

Ambito de la microbiología

Unidades

1 m Length of some nerve and muscle cells

0.1 m Chicken egg

UNAIDED EYE

1 cm Frog egg

1 mm

100 um Eukaryotic cells

Eukaryotic cells

10 μm Nucleus Most bacteria Mitochondrion

1 μm Mycoplasma

100 nm Viruses Ribosomes?"" ...

10 nm

100 nm Proteins & Lipids

1 nm Small molecules

0.1 nm

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Hitos en la Historia de la Vida

Milestones in the history of life

Magma ocean Earth heavily bombarded by enormous rocks capable of wiping out life

Water condenses into oceans

600° Syn thesis of chemicals needed for life

First flowering plants

$ 400º

-2009 Chemicals in rock indicate Stable continents form life may have been present

Oxygen begins to build up in the atmosphere

First multi-celled organisms

Humans

329

4.5 bil. years 4.0 TIME BEFORE PRESENT

3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 .5 Present

Estromatolitos

Primeros

HACE 2.500 MILLONES DE ANOS ..

O2

Photosynthetic Prokaryote

TH endosimbiótica

Ancestral Mitochondrion Cell

Chloroplast

EMITIENDO OXIGENO POORLAMOS CAUSAR UN CAMBIO CATASTROFICO EN LA ATMOSFERA, MESAS SON PAVADASI LA TIERRA ES DEMASIADO GRANDE Y NOSOTROS DEMASIADO INSIGNIFICANTES PARA TENER ALSUN EFECTO. IDEJA ESA ALARMISMO DE UNA VENI

Nucleus Aerobic Heterotrophic Prokaryote

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Metodología de Observación y Estudio Morfológico

Microscopía y Escala Métrica

Metodología de observación y estudio morfológico de los microorganismos

Microscopía

10 m Human height

Sistema métrico

Escala de nanómetros a micras

LIGHT MICROSCOF

100 jam

10 um Nucleus

LIGHT MICROSCOPE

Most bacteria Mitochondrion

1 pm ELECTRON MICROSCOPE -Mycoplasma

Viruses

RON MICROSCOPE

Atoms

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Earth forms New theorles say the first living things may have developed In extremely tough conditions, before the heavy bombardment of Earth ended.

TEMPERATURE (F)

First clear signs of life in the fossil record

THE ERA OF LIFE

RETROVIRUS CALSESALS HOLE LOI PLANTS HOST CELL eucariotas Host M. tuberculosis06/09/2024

Historia del Microscopio

Antony van Leeuwenhoeck y Robert Hooke

"Existen más animales en la suciedad de los dientes de una boca humana que hombres en todo un reino ... "

Antony van Leeuwenhoeck

0 O pa a b b 0 A C fig: G. Fig: E: fig F d d (b) (c)

Primeros microscopios

Isee

Primeros microscopios

1665 - Robert Hooke (1635-1703) En el libro Micrographia, publicado en 1665, desarrolla el microscopio compuesto. Su estudio del corcho conduce al término "célula"

MICROGRAPHIA: DR 10X$ Physskgicut Dyscriptions .. MINUTE BODIES NADS IF MAGNIFYING GLASSES. WITH T P

J.Paul Robinson

The Royal Society of London fue fundada en 1616 durante el reinado de Jaime I

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Copyright (@) The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

Brain Retina Eye Virtual image Ocular lens Real image Objective lens Light rays Specimen strike specimen Condenser lens Light source

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Lentes y Distancia Focal

Lentes 1

Punto focal (F) y distancia focal (f)

F - f

Distancia Focal de una lente

Distancia de trabajo Distancia entre la superficie frontal de la lente y la muestra

El poder de amplificación o potencia y la distancia de trabajo (focal) son inversas

Objective Working distance

0 Slide with specimen

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4

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Microscopio Óptico y sus Componentes

CAMERA CAMERA ADAPTER

Microscopio óptico

EXTENSIÓN TUBE - OCULAR EYEPIECE TUBE ANALYZER MAIN FOCUS KNOB MAIN BODY TUBE } Objetivo Muestra SUBSTAGE CONDENSER Condensador CONDENSER CENTERING THUMB SCREWS POLARIZER REFLECTED LIGHT BASE POLARIZER FIELD LENS Fuente BASE WITH BUILT-IN ILLUMINATION

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Sistema óptico en el microscopio compuesto

} Ocular

OBJECTIVES06/09/2024

Poder de Resolución y Apertura Numérica

Objective Working distance

℮ Slide with specimen

0.5 2 Poder resolución = n · sene

Apertura numérica AN = n.sene

Table 2.2 The Properties of Microscope Objectives

Objective Property Scanning Low Power High Power Oil Immersion

Magnification 4× 10x 40-45x 90-100x

Numerical aperture 0.10 0.25 0.55-0.65 1.25-1.4

Approximate focal length (f) 40 mm 16 mm 4 mm 1.8-2.0 mm

Working distance 17-20 mm 4-8 mm 0.5-0.7 mm 0.1 mm

Approximate resolving power with light of 450 nm (blue light) 2.3 um 0.9 um 0.35 um 0.18 um

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Tipos de Microscopios según la Fuente de Iluminación

Microscopios: tipos según la fuente de iluminación

• Luz visible: Microscopio óptico . Campo claro . Campo oscuro . Contraste de fases · Fluorescencia
• Laser: Microscopio confocal
• Luz UV: Microscopio ultravioleta
• Electrones: Microscopio electrónico · Transmisión · Barrido

A menor longitud de onda, mayor poder de resolución

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Microscopía de Luz Visible

Componentes y Ajustes

Microscopia de luz visible

Interpupillary adjustment

Ocular (eyepiece)

Amplificación (1000x-1500x)

Body Nosepiece Arm Objective lens (4) Mechanical stage Coarse focus adjustment knob Substage condenser Fine focus Aperture diaphragm control Stage adjustment knobs Base with light source Field diaphragm lever Light intensity control

Poder de Resolución y Aceite de Inmersión

Poder de resolución de un sistema óptico

El tamaño del detalle más pequeño que puede ser visualizado

¿Por qué se usa aceite de inmersión?

Indice de refracción de un medio (n): Medida de la velocidad relativa a la cual la luz atraviesa dicho medio.

Slide Air Oil Cover glass

Microwaves Ultraviolet light Gamma rays V Infrared light X-rays 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 + + Frequency in Hz

Red Orange Green Blue Violet 700 (4.3 × 1014 Hz) 600 550 500 400 (7.5 × 1014Hz) Wavelength in nm

E d = . 0.5 2 n · sene

Figure 1. The Appearance of Bacterial Cells in the Brichtfield Microsc

Unstained cell sca tters visible light by refraction

Stained cell absorbs visible light

Image of unstained cell has low contrast in brightfield microscope

Image of stained cell has high contrast in brightfield microscope

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Radio, TV waves Visible light Yellow MIC AS adjustment knob