LO QUE EL OJO NO VE: LOS MICROORGANISMOS EN LA ENFERMEDAD Y EN BENEFICIO DE LA HUMANIDAD

Antonio Sánchez Amat.Catedrático de Microbiología.Departamento de Genética y MicrobiologíaUniversidad de Murcia

1. ¿Qué son los microorganismos?

Secuoyas, ≈ 90m

100 m

10 m

1 m

10 cm

1 cm

1 mm

100 µm

10 µm

1 µm

100 nm

10 nm

1 nm

ESCALA BIOLÓGICA: Observación a simple vista.

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Pínguino emperador 1,2 m

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Avispa: 1,5 cm

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Pelo 100 µm

Van Leeuwenhoek, 1680.

Primera observación microscópica de microorganismos (animálculos).

Microorganismos:Organismos no observables a simple vista

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Bacterias. Tinción de Gram

Microscopio óptico

.

Bacterias. Contraste de fases

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Microscopio electrónico

Marinomonas mediterranea

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ESCALA BIOLÓGICA: Observación microscopio electrónico.

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Microscopio electrónico

Bacteriofago T4

https://www.youtube.com/watch?v=-w4C74cu6dk

2. ¿Cuántos tipos de microorganismos hay?

Proteínas

ADN

ARN

Dogma central de la Biología. Flujo de la información genética

AUGCUGAAGC.....TGA

Met-Leu-Lys-.............Stop

ATGCTGAAGC..... TGATACGACTTCG..... ACT

Transcripción

Traducción

Núcleo

Funciones biológicas

Transcripción (Síntesis de ARN)

RNA polimerasa

Cadena de ADN molde

Cadena de ADN complementaria

Ribonucleótido

Dirección de transcripción

Traducción (Síntesis de proteínas)

Síntesis de proteínas

ARN(mensajero)

Ribosoma

Aminoácido

Proteína

Pared celular

Membrana

citoplasmática

Mitocondria

Ribosomas

Retículo endoplásmico

Aparato de Golgi

Núcleo

Citoplasma

Membrana nuclear

Eucariotas. DNA en núcleo:(animales, plantas y algunos microrganismos).

Organismos celularesEucariotasProcariotas

Eucariotas microscópicos: Mohos

Barra 25 µmPenicillium vanoranjei

Eucariotas microscópicos: Levaduras

Saccharomyces cerevisiae

Eucariotas microscópicos fotosintéticos: Algas

Eucariotas microscópicos: Algas.

Dunaliella salina

Eucariotas microscópicos: Protistas.

Ameba Diatomea

Plásmido

Ribosomas

Bacterias

Arqueas

Procariotas. No poseen núcleo.

Pared celularMembrana citoplasmática

Citoplasma

Nucleoide

Cocos Bacilos Espiroquetas

Análisis filogenético de todos los seres vivos.

Bacteria Arquea Eucariota

Comparación de secuencia de ARN ribosómico

Archaea(Arqueas)

Bacteria(Bacterias)

Eukarya(Eucariotas)

Bacterias

verdes no del

azufre

Mitocondria

Bacterias

Gram-

positivasProteobacteria

Cloroplasto

CianobacteriasBacterias

verdes del

azufre

Thermotoga

Thermodesulfobacterium

Aquifex

Crenarchaeota

Thermoproteus

Pyrodictium

Thermococcus

Nitrosopumilus Pyrolobus

Methano-

bacterium

Euryarchaeota

Methanosarcina

Thermoplasma

Methanopyrus

Halófilos

extremos

EntoamebasHongos

mucosos

Animales

Hongos

PlantasCiliados

Flagelados

Tricomónadas

Microsporidios

Diplomónadas

(Giardia)

1977. Woese, CR

Procariotas

Árbol filogenético universal de organismos celulares basado en RNA ribosómico

La inmensa mayoría de organismos vivos son microorganismos.

Métodos moleculares de estudio.Secuenciación de ADN.

Microorganismos acelulares(parasitan células):

Virus (DNA o RNA)

Virus

Virus bacterianos (Bacteriófagos)

https://www.youtube.com/watch?v=-w4C74cu6dk

Virus

Virus de plantas.

Virus de animales.

Virus del enanismo ramificado del tomate

Virus del SIDA infectando células humanas.

Viroides (RNA)(patógenos de plantas)

Viroide del tubérculo fusiforme de la patata

Priones (Proteínas)(enfermedades de animales)

Vacas locasCreutzfeldt-Jacob

Proteína prion normal Proteína prion alterada

Bioluminiscencia.

Cultivo puro de Vibrio harveyi en el labCalamar colonizado por Vibrio fischeri

2. ¿Dónde se encuentran los microorganismos?

Asociado a animales

Los microorganismos se pueden encontrar asociados a plantas.

Nódulos de rizobios en leguminosas

Chlamydomonas nivalis

Hay microorganismos en cualquier ambiente con agua líquida.

Fumarolas submarinas

Haloarcula sp.

4. Microorganismos y enfermedades.

Los microorganismos causan muchas enfermedades conocidas desde hace milenios

Peste negra. años 1348 y 1361

Teorías para explicar el origen de las enfermedades

Teoría humoral:

SangreFlemaBilisBilis negra

Teoría miasmática.

Representación de Seymour de la teoría miasmática en la epidemia de cólera del siglo XIX

Referencias antiguas a “criaturas invisibles”.

Marcus Terentius Varro (De re rustica , 36 a. C.)“...y porque hay criadas ciertas criaturas diminutas que no pueden verse con los

ojos, que flotan en el aire y entran en el cuerpo a través de la boca y la nariz y allí causan graves enfermedades”.

Abū Alī ibn Sīnā (Avicena) (Canon de medicina , 1020)Descubrió la naturaleza contagiosa de la tuberculosis y otras enfermedades

infecciosas, e introdujo la cuarentena como una manera de limitar la propagación de enfermedades contagiosas..

Ibn Jatima, (Al Andalus siglo XIV, durante la epidemia de Peste Negra) Propuso que las enfermedades infecciosas eran causadas por “cuerpos

minúsculos” que se transmitían de persona a persona y causaban la enfermedad.

Girolamo Fracastoro, (De contagione et contagiosis morbis,1546)Sostuvo que las enfermedades epidémicas estaban causadas por agentes

vivos, los cuales se podían transmitir por contacto de objetos contaminados o incluso el aire.

Los microorganismos y

el polvo son retenidos en

el cuelloVapor que sale por

el extremo abierto

Extremo abierto

Líquido no

estéril

Curvatura

cuello a la

llama

“Esterilización”

por calor

Matraz tumbado para que

entre en contacto con los

microorganismos

Crecimiento

microbiano

Líquido enfriado El líquido se

mantiene estéril

Short time

Teoría microbiana de la enfermedad.Louis Pasteur (1822-1895), la microbiología se convierte en una

disciplina científica.

1. Transformación de la materia orgánica por microorganismos. Fermentación alcohólica.

2. Refutación de la teoría de la generación espontánea. Matraces con “cuello de cisne”.

Robert Koch (1843-1919 . Postulados para establecer el origen microbiano de enfermedades.

B. anthracis, causante del carbunco.

Identificación del agente patógeno.Úlceras gástricas y Helicobacter pylori.

Marshall y Warren. Premio Nobel 2005

Ejemplos seleccionados de enfermedades microbianas según el modo de transmisión. Transmitidas por el aíre.

Víricas:

Virus de la gripe Virus del resfriado común

Bacterianas:Tuberculosis y legionelosis.

Mycobacterium tuberculosis, Tinción de Ziehl-Neelsen

Hongos: Criptocosis

Cryptococcus neoformans

Transmitidas por contacto directo.

Bacterianas: Sífilis, gonorrea

Treponema pallidum, agente causal de la síficlis

Hongos: Micosis cutáneas (tiñas)

Tricophytum rubrum

Herpes labial Herpes virus

Víricas: Herpes, SIDA

Transmitidas por vectores y animales.

Parásitos: Malaria

Anopheles gambiae

Bacterianas: Peste Pulga de la rata

Víricas: Rabia

Rhabovirus al microscopio electrónico

Transmitidas por alimentos y agua.

Víricas: Hepatitis A

Virus de la hepatitis A

Bacterianas:Cólera y salmonelosis.

Vibrio cholerae Salmonella typhimurium

Parásitos:

Amebiasis y giardiasisGiardia lamblia

6. Lucha contra infecciones microbianas:

-Medidas preventivas (Mayor higiene, evitar mecanismos de transmisión).

-Vacunación.

-Tratamientos curativos: Antibióticos y agentes quimioterapéuticos.

Vacunación.

Lady Mary Wortley Montagu

Jenner, vacunación como mecanismo de defensa frente a la enfermedad (1796)

Dibujo de la manode Sarah Nelms. Pústulas usadas en la primeravacunación

Real Expedición Filantrópica de la Vacuna.Reinado de Carlos IV.1ª Campaña de vacunación masiva a nivel mundial.

Francisco Balmis

Historia de la vacunación. Viruela.

Rahima Banu, la última niña infectada de manera natural de la cepa 'Variola major' de la viruela en Bangladés en 1975.CDC.GOV

Desarrollo científico de la vacunación (Pasteur).

Cólera aviar Rabia

Cultivo envejecido de la bacteria patógena

Cultivo fresco de la bacteria patógena

Vacunas: El caso del virus de la gripe

Proteínas inmunogénicas

Virus de RNA (8 fragmentos)

Virus relacionados infectan a diversos animales, incluyendo el hombre.

Cambios en el virus:

Deriva antigénicaSalto antigénico.

http://www.ufrgs.br/imunovet/molecular_immunology/pathoviruses_influenzaA.html

Pandemias de gripe por mezcla de diferentes virus.

Epidemia 1918 Epidemia 57 Epidemia 68 ¿La próxima?

Los microorganismos han sido utilizados en muchos procesos beneficiosos para el hombre.

Próxima clase!

Gracias por la atención!

¿Preguntas?