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Prólogo a la edición en español Prefacio VIII VII 11I DIVERSIDAD MICROBIANA 2.8 Diversidad fisiológica de los 43 microorganismos Bacterias 45 Arqueas 48 2.9 2.10 2.11 PRINCIPIOS DE MICROBIOLOGíA Microorganismos eucarióticos 43 51 Capítulo 3 Química de los componentes celulares 55 Capítulo 1 Microorganismos y microbiología 1 ENLACESQUiMICOS. MACROMOLÉCULAS ~ I 1.1 INTRODUCCiÓN A LA MICROBIO LOGiA 1.2 Los microorganismos como células 1.3 Los microorganismos naturales 6 y sus ambientes Microbiología 3.1 3.2 3 3 11 1.4 Antigüedad y amplitud de la vida microbiana 6 1.5 Impacto de los microorganismos el hombre 8 (11 sobre EN MICROBIO LOGiA 11 1.8 1.9 1.10 Hooke, van Leeuwenhoek, y Cohn 11 Pasteur y la derrota de la generación espontánea 13 Koch, la enfermedad infecciosa y la microbiología del cultivo puro 16 Diversidad microbiana y el surgimiento de la microbiología general 20 La Era Moderna de la microbiología 22 Información adicional Medios sólidos, la placa de Petri y los cultivos puros 19 Capítulo 2 Un breve viaje por el mundo microbiano 28 2.3 2.4 . 11 óptica 30 Imagen tridimensional de las células Microscopía electrónica 35 2.5 Elementos estructurales de las células y de los virus 37 2.6 Organización del DNA en las células microbianas 39 2.7 El árbol evolutivo de la vida 41 MACROMOLÉCULAS INFORMACiÓN 60 SIN Polisacáridos Lípidos 62 11I MACROMOLÉCULAS INFORMACiÓN 63 3.5 Ácidos nucleicos 3.6 3.7 Aminoácidos y enlace peptídico 65 Proteínas: estructuras primaria y secundaria 67 Proteínas: estructuras de orden superior y desnaturalización 68 3.8 60 CON 63 Capítulo 4 Estructura y función celular en Bacterias y Arqueas 73 I MORFOLOGiA y TAMAÑO CELULAR 4.1 4.2 Morfología celular 74 El tamaño celular y la importancia pequeño 75 11 MEMBRANA CITOPLASMÁTICA y TRANSPORTE 78 4.4 4.5 PAREDES CELULARES DE PROCARIOTAS 86 4.6 La pared celular de bacterias: el peptidoglicano 86 La membrana externa de bacterias gramnegativas 90 Paredes celulares de arqueas 93 4.7 4.8 74 de ser Membrana citoplasmática en bacterias y arqueas 78 Funciones de la membrana citoplasmática Transporte y sistemas de transporte 82 11I 33 ESTRUCTURA CELULAR E HISTORIA EVOLUTIVA 37 Enlaces fuertes y débiles 56 Las macromoléculas y el agua como disolvente de la vida 58 3.3 4.3 LA VISiÓN DE LO MUY PEQUEÑO 29 , I 2.1 Fundamentos de microscopía óptica 29 2.2 Mejora y ajuste del contraste en microscopía 56 3.4 LOS CAMINOS DEL DESCUBRIMIENTO 1.6 Las raíces históricas de la microbiología: 1.7 Y AGUA 2 IV OTRAS ESTRUCTURAS SUPERFICIALES E INCLUSIONES CELULARES 94 4.9 Capas superficiales, pelos y fimbrias 81 94 XXII! XXIV Contenido 4.10 4.11 4.12 V 4.13 4.14 4.15 Inclusiones celulares 96 Vesículas de gas 98 Endosporas 100 MOVIMIENTO MICROBIANO Información adicional ¿Cuánto tiempo puede sobrevivir una espora? 102 Nutrición, cultivo y metabolismo microbiano 117 NUTRICiÓN Y CULTIVO DE MICROORGANISMOS 5.1 5.2 Nutrición microbiana 118 Medios de cultivo 121 5.3 Cultivo de microorganismos laboratorio 123 11 6.9 Determinación del número total de células: recuento microscópico 167 Recuento de células viables 168 Medida de la masa microbiana: métodos turbidimétricos 170 6.13 Crecimiento microbiano temperaturas 175 Crecimiento microbiano temperaturas 178 a bajas El NAD como un transportador de electrones 131 5.8 Compuestos de alta energía y almacenamiento de energía 132 Y COMPUESTOS donadores y aceptores redox BASES DEL CATABOLlSMO 133 5.9 5.10 Conservación de la energía La glucólisis como ejemplo de fermentación 134 5.11 La respiración y los sistemas de membrana transportadores de electrones 137 Respiración y fuerza motriz de protones 140 Flujo del carbono en la respiración: el ciclo del ácido cítrico 142 Diversidad catabólica 144 6.14 V 146 microbiano 154 I DIVISiÓN CELULAR BACTERIANA 155 6.1 Crecimic::nto celular y fisión binaria 155 a altas OTROS FACTORES AMBIENTALES QUE AFECTAN AL CRECIMIENTO 180 Crecimiento microbiano y pH 180 Efectos osmóticos sobre el crecimiento microbiano 182 6.17 6.18 Oxígeno y crecimiento microbiano 184 Formas tóxicas del oxígeno 186 Información adicional Crecimiento microbiano en el mundo real: biopelículas 173 BIOLOGíA MOLECULAR DE LOS MICROORGANISMOS Capítulo 7 I Información adicional Los productos de fermentación por levaduras y el efecto Pasteur 136 TEMPERATURA Y CRECIMIENTO MICROBIANO 172 6.15 6.16 134 de azúcares y polisacáridos 146 de aminoácidos y nucleótidos 147 de ácidos grasos y lípidos 148 de la actividad de enzimas 149 Crecimiento MEDIDA DEL CRECIMIENTO MICROBIANO 167 sobre el crecimiento 5.7 Capítulo 6 165 11I 126 BASES DEL ANABOLlSMO Cultivo continuo: el quimiostato 162 Efecto de la temperatura microbiano 172 Oxidación y reducción: de electrones 129 Biosíntesis Biosíntesis Biosíntesis Regulación biosintéticas 6.6 6.7 6.8 Terminología y concepto de crecimiento exponencial 161 Formulación del crecimiento exponencial Ciclo del crecimiento microbiano 163 6.12 5.6 V 6.5 CRECIMIENTO DE POBLACIONES BACTERIANAS 161 124 ENERGÉTICA Y ENZIMAS OXIDACiÓN-REDUCCIÓN DE ALTA ENERGiA 129 5.15 5.16 5.17 5.18 11 159 IV 11I 5.14 Síntesis de peptidoglicano y división celular en el Bioenergética 125 Catálisis yenzimas 5.12 5.13 6.4 6.10 6.11 118 5.4 5.5 IV Proteínas Fts y división celular 156 MreB y los determinantes de la morfología celular 157 105 Flagelos y movilidad 105 Movilidad por deslizamiento 110 El movimiento celular como respuesta sensorial: tactismos microbianos 111 Capítulo 5 6.2 6.3 7.1 11 Fundamentos de biología molecular 191 GENES y EXPRESiÓN GÉNICA Macromoléculas e información LA ESTRUCTURA DEL DNA 192 genética 192 193 7.2 La doble hélice 7.3 7.4 Superenrollamiento 196 Cromosomas y otros elementos genéticos 193 DEL DNA 198 11I LA REPLlCACIÓN 199 7.5 7.6 7.7 7.8 Moldes y enzimas 199 La horquilla de replicación 201 La replicación bidireccional yel replisoma 203 Corrección de errores y terminación 205 Contenido IV IV LA SINTESIS DEL RNA: TRANSCRIPCiÓN 206 7.9 7.10 7.11 7.12 V Aspectos generales de la transcripción Factores sigma y secuencias consenso Terminación de la transcripción 210 La unidad de transcripción 211 LA SINTESIS DE PROTEINAS 7.13 7.14 7.15 7.16 7.17 Capítulo 8 V REGULACiÓN DEL DESARROLLO EN BACTERIAS MODELO 265 9.12 9.13 Esporulación en Bacillus 265 Diferenciación en Caulobacter 266 212 VI 9.14 9.15 9.16 221 Biología molecular de arqueas y eucariotas 226 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 8.10 I 9.1 9.4 Una visión rápida de los virus y la virología 274 10.1 10.2 10.3 10.4 BIOLOGiA MOLECULAR EUCARIÓTICA 232 10.5 Características vírica 282 10.6 10.7 Unión y penetración víricas 283 Producción de ácidos nucleicos y proteínas víricas 285 11 Genes y cromosomas en los eucariotas 232 Visión general de la división celular eucariótica 234 Replicación del DNA lineal 235 Procesamiento del RNA 237 Transcripción y traducción en eucariotas 240 Interferencia por RNA (RNAi) 242 Información adicional Inteínas y empalme de proteínas 238 Regulación de la expresión génica 245 GENERALIDADES DE LA REGULACiÓN Principales tipos de regulación 246 246 Proteínas de unión al DNA 247 Control negativo de la transcripción: represión e inducción 249 Control positivo de la transcripción 11I 10.8 10.9 10.10 10.11 10.12 IV I 11 I PROTEiNAS DE UNiÓN AL DNA Y REGULACiÓN DE LA TRANSCRIPCiÓN 9.2 9.3 267 en arqueas 227 Transcripción y procesamiento del RNA en arqueas 229 Síntesis de proteínas en arqueas 230 Características comunes en bacterias y arqueas 231 Capítulo 9 I Regulación por RNA y RNA antisentido Interruptores de RNA 268 Atenuación 270 ESTRUCTURA Y CRECIMIENTO DE LOS VIRUS 275 8.1 Cromosomas y replicación del DNA 8.3 8.4 REGULACiÓN BASADA EN EL RNA 267 Capítulo 10 BIOLOGIA MOLECULAR DE LAS ARQUEAS 227 8.2 MECANISMOS REGULADORES GLOBALES 260 9.9 El control global y el operon lac 260 9.10 La respuesta estricta 261 9.11 Otras redes de control global 263 207 208 El código genético 212 RNA de transferencia 215 Traducción: el proceso de la síntesis de proteínas 217 La incorporación de aminoácidos no estándar 220 Plegamiento y secreción de proteínas 'X'J0I 10.13 10.14 10.15 Propiedades generales de los virus Naturaleza del virión 276 El hospedador Cuantificación 11I , PERCE..pCIÓN y TRANSDUCCIÓN DE SENAL 253 Sistemas reguladores de dos componentes 253 9.6 Percepción de quórum 255 9.7 Regulación de la quimiotaxis 257 9.8 Control de la transcripción en arqueas 259 generales de la replicación DIVERSIDAD ViRICA Generalidades de los virus bacterianos ENTIDADES SUBviRICAS Virus defectuosos Viroides 299 Priones 11.1 11.2 11.3 287 299 299 300 adicional los virus el DNA? 288 Fundamentos de genética bacteriana 304 CROMOSOMAS y PLAsMIDOS 9.5 287 Bacteriófagos virulentos y T4 290 Bacteriófagos atemperados, lambda y Pl 292 Generalidades de los virus animales 295 Retrovirus 297 Capítulo 11 251 280 280 REPLlCACIÓN VIRICA 282 Información ¿Inventaron 247 del virus de virus 275 BACTERIANOS 305 Mapa genético del cromosoma de Escherichia co/i 305 Plásmidos: principios generales 308 Tipos de plásmidos y su significado biológico 310 XXVI Contenido 11 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11I MUTACiÓN 312 Capítulo 13 Mutaciones y mutantes 312 Bases moleculares de la mutación Tasas de mutación 317 Mutagénesis 318 Mutagénesis y carcinogénesis: de Ames 322 315 la prueba INTERCAMBIO GENÉTICO EN PROCARIOTAS 323 I Recombinación genética Transformación 325 Transducción 328 11.14 11.15 11.16 Complementación 336 Transferencia génica en arqueas 338 DNA móvil: elementos transponibles 339 324 13.3 Genomas procarióticos: análisis bioinformáticos y distribuciones génicas 382 El genoma de los orgánulos eucarióticos 385 Genomas microbianos eucarióticos 389 13.5 13.6 13.7 11I 13.9 13.10 Capítulo 12 Ingeniería gen ética 344 HERRAMIENTAS Y TÉCNICAS DE INGENIERIA GENÉTICA 345 12.1 12.2 12.3 12.4 11 12.5 12.6 12.7 12.8 11I 12.9 12.10 IV 12.11 12.12 12.13 12.14 12.15 Enzimas de restricción y modificación 345 Hibridación de ácidos nudeicos y transferencia Southern 347 Fundamentos de la donación molecular 348 Los plásmidos como vectores de donación 349 13.11 13.12 IV 13.13 13.14 Secuenciación del DNA Métodos moleculares de mutagénesis 360 Fusiones génicas y genes testigo 362 TÉCNICAS DE AVANZADAS DE CLONACIÓN 364 de los vectores 364 A la búsqueda del don correcto 365 Vectores lanzadera y vectores de expresión 368 El bacteriófago lambda como vector de donación 371 LA EVOLUCiÓN DEL GENOMA 396 Familias génicas, duplicaciones y deleciones 396 DNA móvil: transposones y secuencias de inserción 397 Transferencia del genoma Evolución de de patogenia génica horizontal y estabilidad 398 la virulencia: islas 400 GENÓMICA AMBIENTAL 401 Detección de microorganismos no cultivados 401 Genomas víricos en la naturaleza Capítulo 14 402 Evolución y sistemática microbiana 405 LA TIERRA PRIMITIVA Y EL ORIGEN Y DIVERSIFICACiÓN DE LA VIDA 406 14.1 14.2 14.3 14.4 11 14.5 14.6 14.7 14.8 14.9 y la secuenciación Información adicional Identificación genética (huellas dactilares de DNA) 358 391 LA DIVERSIDAD MICROBIANA MANIPULACiÓN DE GENES BACTERIANOS 360 Vectores para la donación genómicas 373 Micromatrices y transcriptoma Proteómica 394 Metabolómica 395 352 Amplificación de DNA: reacción en cadena de la polimerasa 356 Hospedadores de donación FUNCiÓN Y REGULACiÓN DEL GENOMA 391 Información adicional Edición del RNA 388 SECUENCIACIÓN. SINTESIS. y AMPLIFICACiÓN DEL DNA 352 Secuenciación y registro de genomas completos 354 Síntesis de DNA 356 379 Breve historia de la genómica 379 Genomas procarióticos: tamaños y contenido de ORF 379 11 Conjugación: características esenciales 331 Formación de las cepas Hfr y movilización cromosómica 333 GENO MAS MICROBIANOS 378 13.1 13.2 13.4 13.5 11.9 11.10 11.11 11.12 11.13 Genómica microbiana 11I 14.10 14.11 Formación e historia primitiva de la Tierra 406 Origen de la vida celular 408 Diversificación microbiana: consecuencias para la biosfera terrestre 412 Origen endosimbiótico de los eucariotas 413 EVOLUCiÓN MICROBIANA 416 El proceso evolutivo 416 Análisis evolutivo: aspectos teóricos 417 Análisis evolutivo: métodos analíticos 419 Filogenia microbiana 421 Aplicaciones de los métodos filogenéticos basados en el SSU rRNA 423 SISTEMÁTICA MICROBIANA Análisis fenotípico Análisis genotípico 426 428 426 Contenido 14.12 14.13 14.14 Capítulo 15 Dominio Bacteria: las proteobacterias 15.1 ...11 16.7 16.8 Visión general de la filogenia de las bacterias 441 PROTEOBACTERIAS QUIMIOORGANÓTROFAS AEROBIAS y ANAEROBIAS FACULTATIVAS 456 (iV 15.14 15.15 15.16 V 15.17 15.18 15.19 IV PROTEOBACTERIAS FOTÓTROFAS, QUIMIOLlTÓTROFAS y METANÓTROFAS 443 (11I 15.11 15.12 15.13 11I 441 Bacterias Bacterias Bacterias Bacterias Bacterias 15.10 16.4 440 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 15.9 432 16.5 16.6 LA FILOGENIA DE LAS BACTERIAS I 16.3 Análisis filogenético 431 El concepto de especie en microbiología Clasificación y nomenclatura 435 16.9 fototróficas rojas 443 nitrificantes 446 oxidantes del azufre y el hierro 448 oxidantes del hidrógeno 451 metanótrofas y metilótrofas 453 Pseudomonas y pseudomonadáceas Bacterias del ácido acético 459 Dominio Bacteria: grampositivas y otras bacterias 491 VISiÓN GENERAL DE LAS BACTERIAS BACTERIAS GRAMPOSITIVAS y ACTINOBACTERIAS 942 Bacterias 16.2 de endosporas 492 Bacterias grampositivas de endosporas 496 16.16 16.17 XII 16.18 XIII 16.19 16.20 XIV 16.21 CLAMIDIAS 516 PLANCTOMYCES/PIRELLULA 17.3 519 Planctomyces: una bacteria pendunculada filogenéticamente única 519 LOS VERRUMICROBIOS Verrumicrobium 520 y Prosthecobacter LAS FLAVOBACTERIAS EL GRUPO CYTOPHAGA Chlorobium del azufre VERDES 521 522 DEL AZUFRE 523 verdes 526 526 Espiroquetas DEINOCOCCOS Deinococcus 522 relacionados y otras bacterias 523 LAS ESPIROQUETAS 520 521 Bacteroides y Flavobacterium Acidobacterias 521 529 y Thermus 529 BACTERIAS VERDES NO DEL AZUFRE Chloroflexus y organismos relacionados BACTERIAS HIPERTERMÓFILAS NITROSPIRA y DEFERRIBACTER 531 531 533 533 Thermotoga y Thermodesulfobacterium Aquifex, Thermocrinis y organismos relacionados 534 535 Nitrospira, Deferribacter, y organismos relacionados 535 Dominio Archaea FILOGENIA GENERAL 17.1 17.2 511 516 Clamidias Capítulo 17 11 formadoras 511 515 BACTERIAS grampositivas no formadoras 16.1 CIANOBACTERIAS y PROCLOROFITAS Cianobacterias Proclorofitas IX , 16.15 GRAMPOSITIVAS y OTRAS BACTERIAS 492 11 Actinobacterias filamentosas: Streptomyces y organismos relacionados 507 Cytophaga y organismos XI 481 Bacterias grampositivas que carecen de pared: los micoplasmas 501 Actinobacterias: corineformes y bacterias del ácido propiónico 503 Actinobacteria: Mycobacterium 504 16.14 X Espirilos 472 Proteobacterias con vainas: Sphaerotilus y Leptothrix 475 Bacterias pedunculadas con prostecas y que forman yemas 477 Capítulo 16 16.11 VIII MORFOLÓGICAMENTE Mixobacterias deslizantes 481 Proteobacterias reductoras de sulfato y reductoras de azufre 485 Las epsilonproteobacterias 488 VI 16.12 16.13 456 DELTAY EPSILONPROTEOBACTERIAS 16.10 VII Bacterias fijadoras de nitrógeno aerobias de vida libre 460 Neisseria, Chromobacterium y géneros relacionados 462 Enterobacterias 463 Vibrio, Aliivibrio, y Photobacterium 467 Rickettsias 469 PROTEOBACTERIAS INUSUALES 472 V XXVII 538 y METABOLISMO 539 Visión general filogenética de las arqueas Conservación de la energía y autotrofia en arqueas 540 FILUM EURYARCHAEOTA 541 Arqueas 541 halófilas extremas 539 XXVIII Contenido 17.4 17.5 17.6 17.7 17.8 11I 17.9 17.10 FILUM CRENARCHAEOTA 17.12 Crenarqueotas 17.14 17.15 I no termófilas 19.1 19.2 19.3 19.4 563 11 EVOLUCiÓN Y VIDA A ALTAS TEMPERATURAS 564 19.5 Un límite superior de temperatura para la vida microbiana 564 Adaptaciones de la vida a alta temperatura 565 Arqueas hipertermófilas, H2 y evolución microbiana 567 Capítulo 18 Biología celular y microorganismos eucariotas 18.2 18.3 18.4 18.5 11 18.6 11I 18.7 18.8 18.9 18.10 18.11 18.12 IV 18.13 18.14 18.15 18.16 18.17 18.18 18.19 11I 19.6 19.7 19.8 19.9 571 ESTRUCTURA Y FUNCiÓN DE LA CÉLULA EUCARIOTA 572 18.1 Estructura de la célula eucariota y del núcleo 572 Orgánulos respiratorios y fermentativos: la mitocondria y el hidrogenosoma 573 Orgánulos fotosintéticos: el cloroplasto 575 Endosimbiosis: relaciones de mitocondrias y cloroplastos en las bacterias 575 Otros orgánulos y estructuras celulares de eucariotas 577 IV 19.10 19.11 19.12 19.13 19.14 V 19.15 DIVERSIDAD MICROBIANA EN EUCARIOTAS 580 Filogenia del dominio Eukarya PROTISTAS Estramenópilos 587 Cercozoos y radiolarios Amoebozoos 589 Diversidad viral VIRUS DE BACTERIAS 602 603 607 608 Bacteriófagos de RNA 608 Bacteriófagos de DNA de cadena sencilla 610 Bacteriófagos de DNA de doble cadena 613 Mu: un bacteriófago de DNA de doble cadena transponible 615 VIRUS DE ARQUEAS Virus de arqueas 617 617 VIRUS RNA DE EUCARIOTAS 619 Virus de RNA de plantas 619 Virus animales de RNA de cadena positiva: poliovirus y coronavirus 620 Virus animales de RNA de cadena negativa: rabia, gripe y virus relacionados 623 Virus de RNA de cadena doble: reovirus 626 VIRUS DE DNA DE EUCARIOTAS 627 Virus vegetales de DNA 627 Replicación de virus animales de DNA de doble cadena 629 Virus de DNA de doble cadena: herpesvirus 631 Virus de DNA de doble cadena: poxvirus 633 Virus de DNA de doble cadena: adenovirus 634 VIRUS QUE EMPLEAN TRANSCRIPTASA INVERSA 635 Retrovirus y hepadnavirus 635 Información adicional Mimivirus y la evolución de los virus 628 580 582 Diplomónados y parabasálidos Euglenozoos 583 Alveolados 585 HONGOS Algas rojas unicelulares Algas verdes unicelulares Capítulo 19 Hábitats y metabolismo energético en las crenarqueotas 556 Hipertermófilos de hábitats volcánicos terrestres 558 Hipertermófilos de hábitats volcánicos submarinos 560 17.13 18.20 18.21 ALGAS UNICELULARES VERDES y ROJAS 601 556 17.11 IV V Arqueas productoras de metano: metanógenos 546 Thermoplasmatales 550 Thermococcales y Methanopyrus 552 Archaeoglobales 553 Nanoarchaeum y Aciduliprofundum 554 DIVERSIDAD METABÓLlCA y ECOLOGíA MICROBIANA 583 Capítulo 20 589 592 Fisiología y estructura de los hongos; asociaciones con otros organismos 592 Reproducción y filogenia de los hongos 595 Quitridiomicetos 597 Zigomicetos 597 Glomeromicetos 598 Ascomicetos 598 Basidiomicetos 601 I 20.1 20.2 20.3 20.4 20.5 11 20.6 20.7 Diversidad metabólica: fototrofia, autotrofia, quimiolitotrofia y fijación del nitrógeno 640 EL SISTEMA DE VIDA FOTÓTROFO Fotosíntesis 641 641 Clorofilas y bacterioclorofilas 642 Carotenoides y ficobilinas 645 Fotosíntesis anoxigénica 647 Fotosíntesis oxigénica 652 AUTOTROFIA 654 El ciclo de Calvin Otras vías autótrofas 654 en los fotótrofos 656 XXIX Contenido 11I 20.8 20.9 20.10 20.11 20.12 20.13 IV 20.14 20.15 QUIMIOLlTOTROFIA 21.1 21.2 21.3 21.4 21.5 11 21.6 21.7 21.8 21.9 21.10 21.11 21.12 21.13 11I 21.14 21.15 21.16 21.17 21.18 21.19 11 Energética de la quimiolitotrofia 658 Oxidación del hidrógeno 659 Oxidación de compuestos reducidos del azufre 660 Oxidación del hierro 663 Nitrificación 666 Anamox 668 FIJACiÓN DEL NITRÓGENO 22.3 22.4 22.5 22.6 11I 669 Nitrogenasa y la fijación del nitrógeno 669 Genética y regulación de la fijación de N2 673 adicional Información Winogradsky y la quimiolitoautrofia 662 Capítulo 21 I 658 Diversidad metabólica: catabolismo de los compuestos orgánicos 677 FERMENTACIONES Fermentaciones: consideraciones energéticas y redox 678 Diversidad fermentativa: fermentaciones del ácido láctico y ácido mixta 680 Diversidad fermentativa: fermentaciones de los clostridios y del ácido propiónico 683 Fermentaciones sin fosforilación a nivel del sustrato 686 Sintrofismo 688 Metilotrofia y metanotrofia 711 Metabolismo de hexosas, pentosas y polisacáridos 713 Metabolismo de los ácidos orgánicos Metabolismo de los lípidos 717 716 ANÁLISIS DE LAS COMUNIDADES MICROBIANAS BASADOS EN TÉCNICAS DE CULTIVO 721 721 725 736 Análisis químicos, métodos radioisotópicos y microelectrodos 736 Isótopos estables 739 Ecosistemas microbianos 744 11 23.3 23.4 23.5 11I 23.6 23.7 23.8 IV 23.9 23.10 Conceptos de ecología 745 Ecosistemas microbianos y ciclo biogeoquímico 746 EL HÁBITAT MICROBIANO Ambientes y Biopelículas: superficies Biopelículas: 747 microambientes 747 crecimiento microbiano sobre las 749 ventajas y control 751 ECOSISTEMAS MICROBIANOS DE AGUA DULCE, TERRESTRE Y VEGETAL 752 Ambientes de agua dulce 752 Ambientes terrestres 754 Plantas como hábitat para los microorganismos 757 ECOSISTEMAS MICROBIANOS MARINOS 759 Mar abierto 759 Profundidades marinas y barofilia 764 Información adicional Vida microbiana en las profundidades de la Tierra 758 Capítulo 24 Ciclos de los nutrientes, biorremediación y simbiosis CICLOS DEL CARBONO Y DEL OXIGENO 769 Métodos de ecología microbiana 720 Enriquecimiento y aislamiento Aislamiento en cultivo axénico MEDICiÓN DE LAS ACTIVIDADES MICROBIANAS EN LA NATURALEZA PRINCIPIOS DE ECOLOGIA MICROBIANA 745 PROCESOS DE QUIMIOORGANOTROFIA AEROBIA 709 El oxígeno molecular como reactivo en los procesos bioquímicos 709 Oxidación aerobia de los hidrocarburos 710 Métodos generales de tinción 727 FISH 730 Relacionar genes específicos con organismos específicos mediante PCR 732 Genómica medioambiental 735 Capítulo 23 690 Respiración anaerobia: principios generales 690 Reducción del nitrato y desnitrificación 691 Reducción del sulfato y azufre 693 Acetogenesis 696 Metanogenesis 698 Reducción de protones 702 Otros acepto res de electrones 703 Oxidación anóxica de hidrocarburos asociada a la respiración anaerobia 706 Capítulo 22 22.1 22.2 22.8 23.1 32.2 678 RESPIRACiÓN ANAEROBIA 22.7 ANÁLISIS DE LAS COMUNIDADES MICROBIANAS BASADOS EN TÉCNICAS INDEPENDIENTES DE CULTIVO 727 24.1 24.2 11 24.3 24.4 24.5 11I 24.6 El ciclo del carbono Sintrofismo 769 y metanogenesis 771 CICLOS DEL NITRÓGENO, DEL AZUFRE Y DEL HIERRO 774 El ciclo del nitrógeno 774 El ciclo del azufre 775 El ciclo del hierro 777 BIORREMEDICIÓN MICROBIANA Lixiviación microbiana minerales 781 de las menas 780 768 xxx Contenido 24.7 Transformación del mercurio y otros metales pesados 783 24.8 24.9 Biodegradación Biodegradación IV Capítulo 26 I del petróleo 785 de los xenobióticos 786 SIMBIOSIS ENTRE ANIMALES Y MICROORGANISMOS 789 24.10 24.11 El rumen y los rumiantes Ecosistemas microbianos hidrotermales 793 24.12 Simbiosis entre el calamar y Aliivibrio V 24.13 24.14 24.15 26.1 26.2 26.3 26.4 26.5 789 de las fuentes 26.6 796 SIMBIOSIS ENTRE PLANTAS Y MICROORGANISMOS 798 Líquenes y micorrizas 11 26.7 798 26.8 Tumoración por Agrobacterium 801 La simbiosis en los nódulos radicales de las leguminosas 803 26.9 26.10 MICROBIOLOGíA APLICADA Capítulo 25 Microbiología industrial Los microorganismos industriales y sus productos 812 25.2 25.3 Metabolitos primarios y secundarios Características de las fermentaciones a gran escala 814 Escalado de las fermentaciones industriales 816 25.4 11 PRODUCTOS SANITARIA La producción industrial de penicilinas y tetraciclinas 821 Las vitaminas y los aminoácidos 823 Los esteroides y otras biotransformaciones Las enzimas como productos industriales 11I 25.10 25.11 25.12 25.13 25.14 25.15 PRODUCTOS PARA LA INDUSTRIA ALIMENTAR lA 829 El vino 27.1 27.2 27.3 11 PARA LA INDUSTRIA 818 25.6 El ácido cítrico y otros compuestos orgánicos 837 La levadura como agente de fermentación y como suplemento alimenticio 838 Las setas como fuente de alimento 839 Información adicional Elaboración de cerveza casera 834 ORGANISMOS TRANSGÉNICOS 854 Modificación genética de rutas metabólicas en bacterias 854 Modificación genética de animales 855 Terapia génica en seres humanos 858 Plantas transgénicas en la agricultura 860 Información adicional La biología sintética y la fotografía bacteriana 856 CONTROL F(SICO ANTIMICROBIANO Esterilización Esterilización Esterilización CONTROL QUiMICO ANTIMICROBIANO 27.5 Agentes antimicrobianos externo 875 27.6 27.7 27.8 27.9 IV 27.10 27.11 V 27.12 27.13 866 por calor 866 por radiación 869 por filtración 871 Control químico del crecimiento microbiano 873 11I 825 826 Control del crecimiento microbiano 865 27.4 829 Elaboración de cerveza, bebidas destiladas y alcohol genérico 832 El vinagre 836 DE LA INGENIERiA 844 Principios básicos de la biotecnología 844 Expresión de genes de mamíferos en bacterias 844 Producción de hormonas 848 Otros productos y proteínas de mamíferos 849 Obtención de vacunas mediante ingeniería genética 850 La prospección de genes 853 Capítulo 27 I Aislamiento y caracterización de antibióticos 818 843 AGENTES ANTIMICROBIANOS y PATOGENICIDAD 813 25.5 25.7 25.8 25.9 PRODUCTOS GENÉTICA 811 LOS MICROORGANISMOS INDUSTRIALES y LA FORMACiÓN DE PRODUCTOS 812 25.1 Biotecnología 873 químicos para uso AGENTES ANTIMICROBIANOS IN VIVO 878 UTILIZADOS Antimicrobianos sintéticos 880 Antimicrobianos naturales: los antibióticos 882 Antibióticos 13-1actámicos: las penicilinas y las cefalosporinas 883 Antibióticos producidos por procariotas 885 CONTROL DE VIRUS Y DE PATÓGENOS EUCARIÓTICOS 887 Los antivíricos Los antifúngicos 887 890 RESISTENCIA A LOS ANTIMICROBIANOS y DESCUBRIMIENTO DE NUEVOS ANTIMICROBIANOS 891 Resistencia a los antimicrobianos Búsqueda de nuevos antimicrobianos Información 892 896 adicional Cómo prevenir la resistencia a los fármacos antimicrobianos 878 Contenido Capítulo 28 Interacciones IV de los 29.9 29.10 29.11 microorganismos con la especie humana 902 \. I INTERACCIONES BENEFICIOSAS DE MICROORGANISMOS CON SERES HUMANOS 903 28.1 Principios básicos de las interacciones de microorganismos con la especie humana 903 Microbiota normal de la piel 905 Microbiota normal de la cavidad bucal 906 Microbiota normal del tracto gastrotrointestinal 909 Microbiota normal de otras regiones del cuerpo 912 28.2 28.3 28.4 28.5 11 28.6 28.7 28.8 I 111 28.9 28.10 28.11 28.12 INTERACCIONES DAÑINAS DE MICROORGANISMOS CON SERES HUMANOS 915 Entrada del patógeno en el hospedador Colonización y crecimiento 918 Virulencia 918 FACTORES DE VIRULENCIA Y TOXINAS 922 . IV FACTORES DEL HOSPEDADOR EN LA INFECCiÓN 929 28.13 Factores de riesgo de infección en el hospedador 929 Resistencia innata a la infección 28.14 Información Los probióticos 931 11I y antígenos de antígenos adaptativa adaptativa 946 a los linfocitos INMUNIDAD Y PREVENCiÓN DE LAS ENFERMEDADES INFECCIOSAS Inmunidad Inmunidad LlNFOCITOS T 951 29.7 Células T citotóxicas y células asesinas naturales 951 29.8 Células T cooperadoras: respuesta inmunitaria activavión de la 952 natural 969 artificial e inmunización Nuevas estrategias 11I 31.5 31.6 IV V 948 31.8 31.9 31.10 969 970 973 de inmunización ENFERMEDADES DE LA RESPUESTA INMUNITARIA 974 Alergia, hipersensibilidad yautoinmunidad 976 Superantígenos 979 Información adicional La promesa de nuevas vacunas Inmunología 974 982 molecular E INMUNIDAD 983 Inmunidad adaptativa y la superfamilia de las inmunoglobulinas 986 31.7 T y células T 966 y anticuerpos 968 31.2 31.3 31.4 936 966 Inmunidad innata y reconocimiento de estructuras 983 11 Células y órganos del sistema inmunitario 936 Respuesta inmunitaria innata 939 Inflamación, fiebre, y choque séptico 943 Respuesta inmunitaria adaptativa 944 Inmunógenos Presentación Inmunidad Inmunidad RECEPTORES 11 I ANTiGENOS y PRESENTACiÓN DE ANTiGENOS 946 29.5 29.6 innata 31.1 INMUNOLOGíA GENERALIDADES DE INMUNOLOGiA La inmunidad en la defensa delhospedador y en la enfermedad 964 Inmunidad Capítulo 31 Capítulo 29 Principios esenciales de inmunología 935 29.1 29.2 29.3 29.4 30.4 30.5 30.6 30.8 .. I 30.1 30.2 30.3 30.7 adicional 912 957 y destrucción INMUNIDAD Y DEFENSA DEL HOSPEDADOR 965 11I Factores de virulencia 922 Las exotoxinas 922 Las enterotoxinas 926 Las endotoxinas 928 953 Anticuerpos 953 Producción de anticuerpos Complemento, anticuerpos, del patógeno 959 Capítulo 30 11 915 ANTICUERPOS XXXI EL COMPLEJO PRINCIPAL DE HISTOCOMPATIBILlDAD 987 Estructura de las proteínas MHC 988 Polimorfismos MHC y unión del antígeno ANTICUERPOS 990 Proteínas anticuerpo y unión al antígeno Genes de anticuerpos y diversidad 991 RECEPTORES 989 DE CÉLULAS T 993 Receptores de células T: proteínas, y diversidad 993 genes, SEÑALES MOLECULARES EN LA INMUNIDAD 994 Selección donal y tolerancia 995 Activación de células T y B 997 Citocinas y quimiocinas 999 Información adicional Receptores ToIIde Drosophila: una respuesta antigua a la infección 984 990 XXXII Contenido DIAGNÓSTICOY SEGUIMIENTO DE LAS ENFERMEDADES INFECCIOSAS ENFERMEDADES MICROBIANAS Capítulo 34 Enfermedades microbianas Capítulo 32 Microbiología e inmunología diagnósticas 1003 MÉTODOS DIAGNÓSTICOS DEL CULTIVO 1004 32.1 32.2 32.3 32.4 11 32.5 32.6 32.7 32.8 32.9 32.10 32.11 11I 32.12 Capítulo I 33.1 33.2 33.3 33.4 33.5 11 33.6 33.7 11I 33.8 33.9 33.10 33.11 33.12 transmitidas de persona a persona 1075 DEPENDIENTES Aislamiento de patógenos de muestras clínicas 1004 34.1 34.2 34.3 Métodos de identificación dependientes de cultivo 1010 Pruebas de sensibilidad a agentes antimicrobianos 1013 34.4 34.5 Seguridad en el laboratorio de microbiología 1016 34.6 INMUNOLOGfA y MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO CLlNICO 1018 34.7 34.7 Inmunoensayos para las enfermedades infecciosas 1018 Anticuerpos policlonales y monoclonales 1020 Reacciones antígeno-anticuerpo in vitro: serología 1021 Aglutinación 1024 Anticuerpos fluorescentes 1025 Ensayo de inmunoadsorbente unido a enzima y radioinmunoensayo 1028 Procedimientos de inmunoblot 1033 MÉTODOS DIAGNÓSTICOS EN ACIDOS NUCLEICOS Sondas 33 de ácidos nucleicos Epidemiología 34.8 Neisseria meningitidis, meningitis y meningococemia 1086 Virus e infecciones respiratorias Resfriados 1090 Gripe 1091 1087 TRANSMISiÓN DE ENFEMEDADES POR CONTACTO DIRECTO 1094 34.10 34.11 34.12 Staphylococcus 1094 Helicobacter pylori y úlceras gástricas Virus de la hepatitis 1097 11I 34.13 34.14 y PCR 34.15 1035 Patógenos transmitidos por el aire 1076 Enfermedades estreptocócicas 1077 Corynebacterium y difteria 1080 Bordetella y tosferina 1082 Mycobacterium. Tuberculosis y enfermedad de Hansen 1083 11 BASADOS 1035 1096 ENFERMEDADES DE TRANSMISiÓN SEXUAL 1100 Gonorrea y sífilis 1101 Chlamydia, herpes, tricomoniasis y virus del papiloma humano 1103 Síndrome de la inmunodeficiencia adquirida: SIDA y VIH 1106 1041 PRINCIPIOS DE EPIDEMIOLOGiA Capítulo 35 1042 La ciencia de la epidemiología 1042 Vocabulario de la epidemiología 1043 Reservorios de enfermedades y epidemias Transmisión de las enfermedades infecciosas 1048 La comunidad de hospedadores 1050 EPIDEMIAS ACTUALES TRANSMISiÓN DE ENFERMEDADES POR EL AIRE 1076 35.1 35.2 11 La pandemia de SIDA 1052 Infecciones hospitalarias 1054 EPIDEMIOLOGiA y SALUD PÚBLICA ENFERMEDADES TRANSMITIDAS ANIMALES 1118 1045 1052 1055 Medidas de salud pública para el control de enfermedades 1055 Consideraciones sobre la salud global 1059 Enfermedades infecciosas emergentes y reemergentes 1061 Guerra biológica y armas biológicas 1067 Carbunco como arma biológica 1070 Información adicional SARS como modelo de éxito epidemiológico 1068 Enfermedades transmitidas por vectores y por microorganismos del suelo 1117 35.3 35.4 35.5 35.6 35.7 11I 35.8 35.9 Rabia POR 1118 Síndromes por Hantavirus 1120 ENFERMEDADES TRANSMITIDAS POR ARTRÓPODOS 1122 Enfermedades producidas por rickettsias Enfermedad de Lyme 1126 Malaria 1129 Virus del Nilo occidental 1132 Peste 1134 1122 ENFERMEDADES TRANSMITIDAS A PARTIR DEL SUELO 1136 Enfermedades fúngicas Tétanos 1139 1136 Información adicional Patógenos especiales y fiebres hemorrágicas víricas 1122 Contenido Capítulo 36 Tratamiento de aguas residuales, potabilización de aguas y enfermedades microbianas transmitidas por el agua 1142 . I 36.1 36.2 36.3 11 MICROBIOLOGIA DE LAS AGUAS RESIDUALES y POTABILlZACIÓN DEL AGUA 1143 Salud pública y calidad del agua 1143 Tratamiento de aguas residuales y contaminadas 1145 Potabilización de agua para consumo humano 1149 ENFERMEDADES MICROBIANAS TRANSMITIDAS POR EL AGUA 1151 36.4 36.5 Fuentes de infección por el agua Cólera 1152 36.6 36.7 Giardiasis y criptosporidiosis 1154 Legionelosis (enfermedad de los legionarios) 1156 Fiebres tifoideas y otras enfermedades transmitidas por el agua 1157 36.8 1151 Capítulo 37 Conservación de los alimentos y enfermedades infecciosas transmitidas por los alimentos 1161 CONSERVACiÓN DE LOS ALIMENTOS Y CRECIMIENTO MICROBIANO 1162 37.1 Crecimiento microbiano y alteraciones de los alimentos 1162 37.2 37.3 11 37.4 37.5 37.6 11I 37.7 37.8 37.9 37.10 37.11 Conservación de los alimentos Alimentos fermentados 1166 XXXIII 1163 DETECCiÓN DE MICROORGANISMOS E INTOXICACiÓN ALlMENTARIA 1168 Enfermedades transmitidas por los alimentos y detección de microorganismos 1168 Intoxicación alimentaria por estafilococos 1170 Intoxicación alimenticia por clostridios INFECCIONES ALlMENTARIAS Salmonelosis 1171 1173 1173 Cepas patógenas de Escherichia coli 1175 Campylobacter 1177 Listeriosis 1178 Otras enfermedades infecciosas transmitidas por alimentos 1179 Información adicional Espinacas y Escherichia coli 0157:H7 1176 Apéndice 1 Cálculos de energía en bioenergética microbiana 1183 Apéndice 2 Manual de Bergey de bacteriología sistemática, segunda edición 1189 Glosario 1197 Créditos de las fotografías índice analítico 1219 1217