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Microbiología

- Ciencia biológica que estudia la estructura, fisiología, genética, ecología y las aplicaciones socioeconómicas de los microorganismos
- Utiliza técnicas como: esterilización, medios de cultivo, análisis molecular y bioquímico : aislamiento y crecimiento de microorganismos

Desarrollo histórico de la microbiología

A.- Período especulativo (3 millones de años A.C. – 1676)

- Se inicia desde los 3 a 2.5 millones de años A.C.
- El hombre inicia su relación con los microorganismos al desarrollarse las primeras prácticas agrícolas y el procesamiento empírico de los alimentos (10000 – 7000 A.C.)
- Fueron los sumerios, babilonios y egipcios los que emplearon directamente los microorganismos al desarrollar la fabricación del pan y la cerveza
- Culturas asiáticas, africanas, europeas y americanas: Bebidas alcohólicas. Alimentos fermentados han sido desde sus orígenes fundamentales en la dieta de los asiáticos
- Fracastoro (1546): sugiere que organismos invisibles eran los causantes de enfermedades
- Robert Hooke (1664) describió observaciones microscópicas de hongos
- Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) en 1676 publica en la revista “Philosophical Transactions of the Royal Society” su primer artículo sobre observaciones microscópicas. El hombre toma conciencia de la presencia de microorganismos (“animálculos”)


B.- Período de la observación (1676-1867)

- Después de las publicaciones de Leeuwenhoek, tuvieron que esperar 200 años para que la microbiología tenga un avance rápido. Esto se debió al predominio en aquella época de la Teoría generación espontánea.
- Francesco Redi (1626-1698), Lázaro Spallanzani (1729-1799), John Tyndall (1820-1893) y principalmente Louis Pasteur (1822-1895) impulsaron vigorosamente la microbiología.
- El experimento más contundente de Pasteur y que derrumbó la teoría de la generación espontánea, fue el de los “frascos con cuello de cisne” (“frascos pasteur”)

Experimento de Pasteur Cuello de cisne

- Junto con Pasteur, Tyndall y Appert contribuyeron al establecimiento de la esterilización como una de las técnicas fundamentales para la microbiología

C.- Período de los cultivos (1867-1910 aprox.)

- Robert Koch (1843-1910), ha sido fundamental en el desarrollo de la microbiología con el establecimiento de las técnicas de aislamiento de microorganismos y de los medios de cultivo

- Koch desarrolló el cultivo en medio sólido (Papa, gelatina y agar) utilizando cajas circulares de vidrio (Placas Petri) lo que permitió el aislamiento e identificación de un gran número de bacterias

- Koch realizó estudios sobre el ántrax y con el empleo de las técnicas de esterilización, de aislamiento y cultivo en medio sólido estableció los criterios para probar la relación causal de un microorganismo con una enfermedad y que ahora se denominan Postulados de Koch.

- Christian Gram en 1883, desarrolló empíricamente el método de tinción diferencial para bacterias que permite diferenciar dos tipos básicos de bacterias.

- Con las principales técnicas microbiológicas ya desarrolladas se identificaron los microbios causantes de las principales enfermedades (Período: Cazadores de microbios)

- Aún, sin el conocimiento de los procesos inmunológicos, Pasteur desarrolló las vacunas contra el ANTRAX, el cólera de las aves, la erisipela porcina y contra la rabia. Descubrió la técnica de atenuación de la virulencia y que aún se emplea en la preparación de algunas vacunas.

D.- Período de la fisiología microbiana (1910-1940´s)

- Con la facilidad para el aislamiento de microorganismos y su cultivo en forma pura, se pudo iniciar el estudio de su comportamiento fisiológico

- Esto fue iniciado por Pasteur con sus estudios sobre fermentación alcohólica y fermentación láctica en la fabricación del vino y la cerveza y la “torcedura” de ambas bebidas.

- Más tarde Winogradski (1856-1953) y M. W. Beijerinck (1851-1931) relacionaron el metabolismo microbiano con las transformaciones biogeoquímicas del suelo.

- A. J. Kluyver y C. B. van Niel estudiaron el metabolismo bacteriano y la fotosíntesis bacteriana

- Pasteur convirtió sus formulaciones teóricas en soluciones útiles a los problemas de la humanidad

- El conocimiento de las características fisiológicas de los microorganismos permitió la producción económica de muchas sustancias.

- En la primera guerra mundial, Chain Weismann, llevó a cabo la producción a gran escala de acetona a partir de granos amiláceos mediante fermentación con Clostridium acetobutylicum

- En 1923, se puso en operación la primera planta mundial de ácido cítrico por Pfizer, que utilizaba la fermentación de la sacarosa por Aspergillus niger.

- En 1928, Alexander Fleming, descubre el carácter antibiótico de Penicillium notatum contra Staphylococcus aureus debido a la penicilina; condujo 20 años después a Howard Florey y Ernst Chain en plena 2da guerra mundial a la producción masiva de penicilina.

- Este período podría ser considerado como el de la “Fisiología microbiana y la microbiología industrial”

E.- Período de la genética microbiana (1941-1970)

A inicios de la década de los 40 no estaba plenamente confirmada la participación de los ácidos nucleicos como los agentes fundamentales en la transmisión hereditaria de los organismos vivientes.
Los trabajos de Mendel que dio origen a la genética, no se incluía a los microorganismos y, en todo caso, era un misterio su comportamiento genético.

- Beadle y Tatum, en 1941, probaron la relación entre los genes y las enzimas al encontrar mutantes auxótrofos

- En 1944, Avery, Mac Leod y Mc Carty, probaron contundentemente que el DNA era la molécula hereditaria y que las bacterias podían transferir genes mediante la transformación

- En 1946, Lederberg y Tatum, demostraron que algunas bacterias podían transferir genes mediante contacto célula a célula (conjugación)

- En 1952, Watson y Crick propusieron el modelo estructural del DNA

- En este período, se inicia el mejoramiento genético de microorganismos para incrementar las capacidades metabólicas de los microorganismos utilizados en la producción industrial

F.- Período de la biotecnología microbiana (1970 - )

- El gen de la somatostatina, hormona de mamífero, pudo ser expresado en E. coli. dio lugar al resurgimiento y modernización de la biotecnología.

- Actualmente se produce en forma industrial varias proteínas humanas, animales y vegetales empleando microorganismos.

- Las industrias biotecnológicas ha causado una nueva revolución industrial


MICROBIOLOGÍA Y TECNOLOGÍA

- Como ciencia, la microbiología contribuye no sólo al descubrimiento de la verdad, sino también al desarrollo socioeconómico de la humanidad

- La aplicación económica de la microbiología depende de un buen balance entre tres componentes: materia prima (MP), tecnología (T) y nivel de la microbiología (M)

- Dentro de las diferentes sociedades existentes en el mundo se pueden encontrar cuatro variaciones:

1° Japón y varios países asiáticos
2° Ex Unión Soviética
3° Europa y EEUU
4° Países del sur (tercer mundo)

APLICACIONES DE LA MICROBIOLOGÍA

- Las aplicaciones socioeconómicas de la microbiología son innumerables:

Resumen

- Microbiología es una ciencia dedicada al estudio de la biología de los microorganismos

- Se inicia con los albores del predominio del hombre en la tierra

- En 1667 con Leeuwenhoek se pudo estar seguro de la presencia de microorganismos

- Las técnicas de esterilización y de aislamiento y cultivo de microorganismo han sido la base para el avance de la microbiología

- El entendimiento del metabolismo y fisiología de los microorganismos permitió su utilización industrial

- Un microorganismo es portador y transmisor de información genética la cual puede ser modificada por mutación o recombinación

- Los nuevos conocimientos de biología molecular permitieron la manipulación de genes, dando lugar a la biotecnología

- Los niveles de conocimiento microbiológico, de tecnología y la disponibilidad de materia prima permiten la utilización económica de la microbiología en prácticamente todos los sectores de la actividad humana.