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Licenciatura en Biología
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Curso 2002-2003
MICROBIOLOGIA
CÓDIGO: B054/01/9782
Carga docente:
10 créditos
Curso: 2º, Troncal
Departamento/s:
Fisiología, Genética y Microbiología
Profesor/a-es/as:
CURSO 2002-2003
PROGRAMA
I. INTRODUCCION A LA MICROBIOLOGIA
TEMA 1. MICROBIOLOGIA: CONCEPTO Y DESARROLLO HISTORICO
Concepto de Microbiología. Historia de la Microbiología. El descubrimiento de los
microorganismos. Controversia de la generación espontánea. Desarrollo de los
métodos de cultivo puro. Los microorganismos como agentes causales de
enfermedades. Descubrimiento del papel de los microorganismos como agentes
geoquímicos. La Microbiología en el Siglo XX. Contribución de la Microbiología
a las Ciencias Biológicas.
TEMA 2. LOS MICROORGANISMOS
Diversidad de los microorganismos. Historia de la clasificación microbiana de
Haeckel a Woese. Los tres Dominios: Archaea, Bacteria y Eucarya. Estrategias de
supervivencia. Evolución de los microorganismos y su conexión con la Historia de
la Tierra.
II. VIROLOGÍA
TEMA 3. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS VIRUS
Introducción a la virología. Propiedades generales de los virus. Estructura general
de los virus. Cultivo y análisis de los virus. Principios de taxonomía vírica.
TEMA 4. BACTERIOFAGOS
Características y estructura de los virus bacterianos. Multiplicación de los
bacteriófagos. Ciclo lítico. Curva de multiplicación vírica. Virus bacterianos con
DNA. Virus bacterianos con RNA.
Ciclo lisogénico. Lisogenia tipo lambda. Lisogenia tipo P1. Represión e
inducción fágica.
TEMA 5. VIRUS DE EUCARIOTAS Y AGENTES SUBVÍRICOS
Clasificación de los virus animales. Multiplicación de los virus animales. Virus
vegetales. Viroides. Priones.
III. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA PROCARIOTA
TEMA 8. MORFOLOGÍA Y CITOPLASMA DE LOS PROCARIOTAS
Tamaño y forma de las bacterias, agrupaciones. Disposición de las principales
estructuras de la célula bacteriana. El nucleoide. Orgánulos procarióticos
especiales: vacuolas de gas, carboxisomas, magnetosomas. Materiales de reserva:
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reservas de carbono, reservas de nitrógeno, gránulos de polifosfato, inclusiones de
azufre.
TEMA9. MEMBRANAS DE LA CÉLULA PROCARIOTA
Membrana citoplasmática: estructura y composición. Funciones: difusión,
transporte y exportación. Sistemas internos de membrana: membranas
fotosintéticas, mesosomas. Las membranas de Archaea.
TEMA 10. LA PARED CELULAR
Pared celular: localización, estructura y función. Peptidoglicano: estructura y
biosíntesis. La tinción de Gram. Estructura y composición de la pared celular de
Bacteria Gram negativas. Membrana externa y espacio periplásmico.
Lipopolisacárido. Estructura y composición de la pared celular de Bacteria Gram
positivas. Acidos teicoicos. La pared celular de Archaea.
TEMA 11. ESTRUCTURAS EXTERNAS A LA PARED CELULAR
Cápsulas y capas mucosas: composición, síntesis y papel biológico. Capas S.
Flagelos y Fimbrias: estructura, composición y funcionamiento. Motilidad y
tactismos.
TEMA 12. LA ENDOSPORA BACTERIANA
La endospora bacteriana: estructura, composición y propiedades. Ciclo
esporulación-germinación. Etapas del proceso de esporulación. Importancia
ecológica y aplicada de la endospora.
TEMA 13. DIVISION CELULAR Y CRECIMIENTO
División celular en procariotas. Reparto de los componentes celulares. Crecimiento
balanceado. Crecimiento exponencial. Tiempo de generación y tasa específica de
crecimiento. Concepto de rendimiento y sustrato limitante. Efecto de la
concentración de nutrientes. Efectos del medio ambiente sobre el crecimiento:
temperatura, pH, concentración de solutos, radiaciones, relaciones con el oxígeno.
Extremófilos: concepto y tipos
TEMA 14. DIVERSIDAD DEL METABOLISMO PROCARIOTA
Fuentes da carbono y energía. Tipos de metabólicos en procariotas. Fermentación.
Respiración. Fotosíntesis.
IV. TÉCNICAS MICROBIOLÓGICAS
TEMA 15 . ESTERILI ZACIÓN Y DESINFECCIÓN
Esterilización y desinfección por métodos físicos. Agentes químicos esterilizantes,
desinfectantes y antisépticos. Actividades bactericida, bacteriostática y
bacteriolítica. Agentes quimioterápicos antiinfecciosos. Sulfamidas y Antibióticos:
concepto, propiedades y valoración. Principales tipos de antibióticos. Mecanismos
de resistencia a antibióticos: consideraciones generales.
TEMA 16. CULTIVO DE MICROORGANISMOS
Medios de cultivo: diseño y clasificación. Técnicas de cultivo e incubación.
Cultivo discontinuo: Fases de crecimiento en cultivo discontinuo. Cultivo
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continuo: quimiostato y turbidostato. Teoría matemática del quimiostato.
Cultivos sincrónicos.
TEMA
17.
MANIPULACIÓN
Y
OBSERVACIÓN
DE
MICROORGANISMOS
Aislamiento y manipulación de microorganismos: la “Técnica estéril”. Obtención
de cultivos puros. Recuento de microorganismos. Conservación de
microorganismos. Colecciones de microoganismos. Microscopía óptica y
electrónica en Microbiología. Tinciones.
V. GENETICA BACTERIANA
TEMA 18. EL GENOMA PROCARIOTA
Equilibrio conservación-variabilidad en procariotas y eucariotas. Características
generales del genoma de procariotas: cromosoma y plásmidos. Cromosoma:
estructura, tamaño, organización y función. Propiedades de los plásmidos. Tipos de
plásmidos y modos de replicación. Compatibilidad. Información genética
contenida en plásmidos.
TEMA 19. INTERCAMBIO GENETICO Y RECOMBINACION EN
PROCARIOTAS
Intercambio genético en microorganismos. Mecanismo de transformación en
Streptococcus (Gram+) y en Haemophilus (Gram-). Conjugación. Mecanismos de
conjugación en bacterias Gram-negativas. Plásmido F y cepas F+, F-, Hfr y F'.
Mecanismos de conjugación en bacterias Gram-positivas: producción de
feromonas. Transducción: Mecanismos de transducción especializada y
transducción generalizada. Recombinación no-homóloga: elementos transponibles.
Elementos de inserción. Transposones. Fagos transponibles. Mecanismo molecular
de la transposición.
TEMA 20. MANIPULACION GENETICA DE MICROORGANISMOS
DNA recombinante, clonado molecular. Vectores de clonación. Mecanismos de
introducción del DNA vector. Selección de clones recombinantes. Genotecas. La
reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Principales aplicaciones de la
Ingeniería Genética.
VI. CLASIFICACIÓN DE PROCARIOTAS
TEMA 21. SISTEMÁTICA Y TAXONOMÍA
Concepto de Sistemática y Taxonomía. Funciones y utilidad de la Taxonomía
Bacteriana. Concepto de especie bacteriana. Taxones de orden superior.
Taxonomía clásica y numérica. Filogenia. Cronómetros moleculares y su
utilización en Filogenia. Identificación de microorganismos. Compilaciones de
sistemática de procariotas: El "Bergey's Manual", "The Prokaryotes" y el "IJSEM".
TEMA 22. FILOGENIA DEL DOMINIO BACTERIA
Grupos filogenéticos basados en la comparación de secuecias de rRNA 16S.
Proteobacterias. Nitrospira. Bacterias Gram-positivas. Cianobacterias. Clamidias.
Grupo
de
Pirella
y
Planctomyces.
Espiroquetas.
Grupo
Bacteroides/Flavobacterium. Grupo Deinococcus/Thermus. Bacterias verdes no
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del azufre. Bacterias verdes del azufre. Thermotoga. Thermodesulfobacterium.
OP2. Aquifex. Otros grupos.
TEMA 23. FILOGENIA DEL DOMINIO ARCHAEA
Crenarchaeota. Euryarchaeota: Halobacterias, Metanógenos, Termoplasmas y
Termococos. Korarchaeota.
DOMINIO BACTERIA
TEMA 24. BACTERIAS FOTOSINTETICAS OXIGÉNICAS
Cianobacterias, características generales. Fisiología. Fotosíntesis oxigénica.
Fijación de nitrógeno. Grupos principales. Proclorófitos. Ecología de bacterias
fotosintéticas oxigénicas.
TEMA 25. BACTERIAS FOTOSINTETICAS ANOXIGÉNICAS
Fotosíntesis anoxigénica. Bacterias rojas del azufre. Bacterias rojas no del azufre.
Bacterias verdes del azufre. Bacterias verdes no del azufre. Heliobacterium.
Ecología de las bacterias fotosintéticas anoxigénicas.
TEMA 26. BACTERIAS QUIMIOLITOTROFAS
Quimiolitotrofía y transporte electrónico inverso. Bacterias quimiolitotrofas
oxidadoras de azufre. Características generales y metabolismo. Género
Thiobacillus. Ecología. Bacterias oxidadoras de amonio o nitrito. Familia
Nitrobacteraceae. Características generales. Géneros principales. La nitrificación.
Importancia ecológica. Bacterias oxidadoras de metales. Familia Siderocaosaceae.
Características generales y géneros principales. Bacterias del hidrógeno. La
quimiolitotrofía y el origen de la vida.
TEMA 27. BACTERIAS ENVAINADAS Y BACTERIAS CON APENDICES
Características generales. Géneros Sphaerotilus y Leptothrix. Importancia
ecológica. Bacterias con yemas y/o apéndices. Géneros más representativos.
Diferenciación celular en bacterias con prosteca: ciclos de Hyphomicrobium y
Caulobacter. Ecología.
TEMA 28. BACTERIAS DESLIZANTES
Características generales y clasificación. Orden Myxobacteriales. Características
morfológicas y fisiológicas. Ecología. Genero Myxococcus: morfogénesis e
interacciones celulares. Orden Cytophagales. Características generales. Orden
Lysobacterales. Orden Beggiatoales. Características generales. Ecología.
TEMA 29. ESPIROQUETAS Y BACTERIAS CURVADAS
Orden Spirochaetales. Características estructurales y fisiológicas. Géneros
Spirochaeta, Leptospira, Borrelia y Treponema. Espiroquetas simbióntes.Bacterias
Gram negativas espirales y curvadas, aerobias/microaerófilas. Características
generales. Géneros Spirillum y Campylobacter, y géneros relacionados.
Importancia clínica. Género Bdellovibrio: características y ciclo biológico.
TEMA 30. FAMILIA PSEUDOMONADACEAE
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Características generales y clasificación. Familia Pseudomonadaceae.
Características generales. Géneros Pseudomonas, , Xanthomonas y Zooglea.
Tratamiento aeeróbico de aguas residuales. Género Burkhorlderia.
TEMA 31. FAMILIAS LEGIONELLACEAE Y NEISSERIACEAE
Familia Legionellaceae. Género Legionella, legionelosis. Familia Neisseriaceae,
gonorrea y meningitis meningocócica. Otros géneros: Brucella y Bordetella.
Importancia clínica.
TEMA 32. FAMILIAS AZOTOBACTERIACEAE Y RHIZOBIACEAE
Familia Azotobacteriaceae. Características generales. Fijación de N2. Género
Azotobacter. Ciclo biológico. Géneros relacionados: Beijerinkia y Derxia. Familia
Rhizobiaceae. Características generales. Género Rhizobium. Simbiosis Rhizobiumleguminosa. Género Agrobacterium.
TEMA 33. FAMILIAS METHYLOCOCCACEAE Y ACETOBACTERACEAE
Familia Methylococcaceae. Características estructurales y metabolismo. Géneros
Methylococcus
y
Methylomonas.Ecología.
Familia
Acetobacteraceae.
Metabolismo. Géneros Acetobacter y Gluconobacter.
TEMA 34. LAS ENTEROBACTERIAS
Familia Enterobacteriaceae. Características generales. Grupo I, EscherichiaSalmonella-Shigella. Grupo II, Enterobacter-Serratia-Erwinia. Grupo III, ProteusProvidencia. Grupo IV, Yersinia. Las enterobacterias como indicadores de
contaminación fecal: coliformes fecales y totales.
TEMA 35. FAMILIAS VIBRIONACEAE Y PASTEURELLACEAE
Familia Vibrionaceae. Características generales y clasificación. Géneros Vibrio,
Aeromonas, Plesiomonas y Photobacterium. Bioluminiscencia bacteriana. Familia
Pasteurellaceae. Géneros Pasteurella y Haemophilus. Características y modo de
vida de las bacterias en los hábitats marinos.
TEMA 36. BACILOS Y COCOS GRAM-NEGATIVOS ANAEROBIOS
Características generales peculiaridades metabólicas. Tipos de fermentaciones.
Familia Bacteroidaceae. Familia Veillonellaceae. El rumen como hábitat típico de
anaerobios Gram negativos. Gram negativos reductores de azufre: características
generales, fisiología y ecología.
TEMA 37. RICKETTSIAS Y CLAMIDIAS
Orden Rickettsiales. Características estructurales, fisiológicas y ecológicas.
Parasitismo intracelular y vectores de transmisión. Géneros Rickettsia y Coxiella.
Orden Chlamydiales. Características generales. Ciclo biológico. Género
Chlamydia.
TEMA 38. BACTERIAS GRAM-POSITIVAS ESPORULADAS
Género Bacillus. Características generales. Especies principales.
Género
Clostridium. Fermentaciones de interés industrial. Especies de importancia clínica.
Tétanos, gangrena gaseosa, botulismo. Ecología de bacterias Gram positivas
esporuladas. Ensayos de Gram positivos esporulados como armas biológicas.
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TEMA 39. BACTERIAS GRAM POSITIVAS DE BAJO G+C NO ESPORULADAS
(I): BACTERIAS DEL ÁCIDO LACTICO
Las bacterias del ácido láctico.: características generales y clasificación.
Fermentación láctica: rutas homofermentativa y heterofermentativa. Géneros
Streptococcus, Enterococcus, Lactococcus, Leuconostoc y Lactobacillus:
Ecología, patogenicidad y aplicaciones.
TEMA 40. BACTERIAS GRAM POSITIVAS DE BAJO G+C NO ESPORULADAS
(II)
Características generales de los cocos Gram positivos. Género Staphylococcus.
Staphylococcus aureus. Infecciones e intoxicaciones estafilocócicas. Otras
bacterias Gram positivas de bajo G+C: Listeria y Erysipelothrix
TEMA 41. MICOPLASMAS
Orden Mycoplasmatales. Características estructurales y metabólicas. Clasificación.
Ecología.
TEMA 42. BACTERIAS GRAM POSITIVAS DE ALTO G+C (I)
Clasificación de las bacterias Gram positivas de alto G+C. Corineformes,
características generales. Género Corynebacterium. Importancia clínica.
Nocardiformes, características generales. Género Nocardia.
Familia
Mycobacteriaceae, características generales. Género Mycobacterium. Tuberculosis.
Lepra.
TEMA 43. BACTERIAS GRAM POSITIVAS DE ALTO G+C (II)
Bacterias
del
ácido
propiónico.
Géneros
Propionibacterium
y
Bifidobacterium.Actinomicetos, características generales. Clasificación. Género
Streptomyces. Producción de antibióticos. Otros géneros representativos.
DOMINIO ARCHAEA
TEMA 44. CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS ARCHAEA
Tipos de metabolismo arqueano. Estructura celular: tipos de pared celular. Lípidos.
Características genéticas. Ecología: Archaea y ambientes extremos. Archaea no
cultivadas.
TEMA 45. CRENARCHAEOTA
Características generales. Metabolismo. Hipertermofilia, bases moleculares.
Ecología. Grupos principales.
TEMA 46. EURYARCHAEOTA
Thermoplasma y Archaeoglobus. Metanógneos. Características generales.
Metabolismo. Paredes celulares. Grupos principales. Ecología. Importancia
económica de los metanógenos. Haloarchaea, características generales.
Metabolismo. Proteínas retinal en haloarchaea. Grupos principales. Ecología.
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VII. MICROORGANISMOS EUCARIOTAS
TEMA47. HONGOS
Características generales.
Hongos filamentosos. Hongos unicelulares.
Clasificación: grupos principales. Importancia aplicada.
TEMA 48. PROTOZOOS
Características de los principales grupos de protozoos. Tipos representativos.
Importancia aplicada.
VIII. MICROBIOLOGÁ APLICADA
TEMA 49. MICROBIOLOGÍA CLINICA
Mecanismos de patogenicidad. Virulencia. Epidemiología, diagnóstico, prevención
y tratamiento de enfermedades infecciosas. Infecciones nosocomiales.
TEMA 50. MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL Y DE ALIMENTOS
Alteración microbiana de alimentos. Conservación de alimentos. Alimentos
fermentados. Productos de la microbiología industrial. Biotecnología microbiana.
TEMA 51. MICROBIOLOGÍA AMBIENTAL
Abundancia y diversidad de los microorganismos en ambientes naturales. Los
microorganismos como agentes biogeoquímicos. Biorremediación, Biominería y
Biodeterioro. Asociaciones simbióticas.
BIBLIOGRAFIA
Atlas, R.M. (1995) Microorganisms in our world. Mosby-Year Book Inc., St.
Louis, Missouri, E.E.U.U.
Balows, A., Truper, H.G., Dworkin, M., Harder, W. y Schleiffer, K.H. (1992) The
Prokaryotes: a Handbook on the Biology of Bacteria. Ecophysiology, Isolation,
Identification and Application (2ªEd.). Springer-Verlag. New York.
Boone DR., y Castenholz RW (2001). Bergey’s Manual of Systematic
Bacteriology Vol. I: The Archaea and the deeply branching of Phototrophic
Bacteria (2ª Ed.). Spirnger, New York.
Dixon, B. (1994) Power unseen: how microbes rule the world. Freeman/Spektrum,
New York, E.E.U.U.
Ingraham, J.L. e Ingraham, C.A. (1998) Introducción a la microbiología.
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Lenger, J.W., Drews, G. y Schlegel, H. (1999) Biology of the prokaryotes.
Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Alemania.
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MICROBIOLOGIA
Madigan, M.T., Martinko, J.M. y Parker, J. (2000) Brock Biology of
Microorganisms (9ª Ed.) Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, E.E.U.U.
Traducción al castellano 8ª Ed. (Brock Biología de los microorganismos,
1998, Prentice Hall)
Madigan, M.T., Martinko, J.M. y Parker, J. (2003) Brock Biology of
Microorganisms (10ª Ed.) Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, E.E.U.U.
Murray, P.R., Kobayaskhi, G., Pfaller, M.A. y Rosenthal, K.S. (1997)
Microbiología médica (2ª Ed.) Harcourt Brace, Madrid.
Perry, J.J. y Staley, J.T. (1997) Microbiology: dynamics and diversity. Saunders
College Publishing, Orlando, Florida, E.E.U.U.
Prescott, Harley y Klein. (1999) Microbiología. (4ª Ed.). McGraw-Hill
Interamericana.
Prescott, Klein y Harley . (2002) Microbiology. (5ª Ed.). McGraw-Hill. Manual.
2 Ejemplares
ALGUNAS PAGINAS WEB RELACIONADAS CON LA MICROBIOLOGIA
Actinomycetes-Streptomyces Internet Resource Centers (ASIRC)
http://biosci.cbs.umn.edu/asirc/
Bacterial Infections and Mycoses
http://www.mic.ki.se/Diseases/c1.html
Centre for Microbial Ecology, National Science Fundation (NSF)
http://www.cme.msu.edu/homepage.html/
Clinical Microbiology and Infectious Disease Home Page
http://www1.shore.net/~nacmid/
Digital Learning Center for Microbial Ecology
http://commtechlab.msu.edu/CTLProjects/dlc-me/
Food and Drug Administration (FDA) Foodborne Pathogenic Microorganisms
http://vm.cfsan.fda.gov/~MOW/intro.html
GenBank National Center for Biotechnology Information (Medline, BLAST, taxonomía,
etc.)
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
International Union of Microbiological Societies (IUMS)
http://www.iums.vir.gla.ac.uk/
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MICROBIOLOGIA
Mycological Resources on the Internet
http://muse.bio.cornell.edu/~fungi/
Parasitology Resources Page
http://www.pasteur.fr/Bio/parasito/Parasites.html
Protist Image Data
http://megasun.bch.umontreal.ca/protists/gallery.html
Ribosomal Database Project
http://www.cme.msu.edu/RDP/
Asociación Americana de Microbiología (ASM)
http://www.asmusa.org
Sociedad Española de Microbiología (SEM)
http://www.cib.csic.es/~sem/
TIGR Genome Database (genomas microbianos secuenciados o en proceso)
http://www.tigr.org/tdb/mdb/mdb.html
Virología (acceso a todos los “servidores”)
http://www.tulane.edu/~dmsander/garryfavweb.html