Guia docente
DATOS IDENTIFICATIVOS 2011_12
Asignatura MICROBIOLOGÍA Código 00203113
Enseñanza
LIC. BIOLOGIA
Descriptores Cr.totales Tipo Curso Semestre
10.5 Troncal Segundo Primero
Idioma
Prerrequisitos
Departamento BIOLOGIA MOLECULAR
Responsable
GIL SANTOS , JOSÉ ANTONIO
Correo-e jagils@unileon.es
lmmatd@unileon.es
Profesores/as
GIL SANTOS , JOSÉ ANTONIO
MATEOS DELGADO , LUIS MARIANO
Web http://
Descripción general
El objetivo docente a conseguir con la asignatura es comprender el papel de los microorganismos en nuestra vida, y para ello reflexionaremos sobre cómo sería nuestra vida sin los microorganismos. Supondría a un cierto beneficio para la humanidad ya que no existirían las enfermedades infecciosas, y desaparecerían terribles epidemias como el cólera, la peste, el SIDA, disminuiría la mortalidad y aumentaría la producción ganadera y agrícola. Sin embargo, sin los microorganismos no existiría vida en la Tierra porque ellos han sido el origen de la vida en este planeta. Hace 3.800 millones de años apareció el primer ser vivo, una célula procariota, quimioautótrofa, anaerobia y termófila, capaz de sobrevivir en las condiciones extremas de la Tierra, sin oxígeno y con altas temperaturas. Este microbio ancestral es, pues, la ""madre"" de todas las especies y con él comenzó la maravillosa aventura de la evolución, hasta llegar al Homo sapiens. Si imaginamos un mundo sin microbios, creeríamos tener una pesadilla: la Tierra seria un inmenso estercolero con cadáveres acumulados, residuos tóxicos y una atmósfera irrespirable. Los microorganismos están en ella desde el comienzo de la vida y ejercieron una gran influencia, creando las condiciones ambientales actuales de temperatura y oxígeno, favorables para la vida. Debido a su enorme actividad y diversidad metabólica intervienen en los ciclos biogeoquímicos, de forma que son los principales recicladores de nuestro planeta. Transforman la materia orgánica, contribuyendo a la eliminación de los cadaveres, la degradación de los vegetales y la depuración de las aguas. También son capaces de degradar compuestos tóxicos como metales pesados y radioisótopos, descontaminando el ambiente de estos residuos peligrosos. Su papel en la alimentación es importante. Gracias a ellos el hombre disfruta de alimentos como el pan, el vino, la cerveza, los quesos, yogures y embutidos. Además, la microbiota intestinal es necesaria para una mejor asimilación de los nutrientes y nos proporciona vitaminas. Sin olvidar que los microorganismos proporcionan al hombre gran variedad de productos de importancia industrial y sanitaria de los que actualmente no podríamos prescindir: antibióticos, vitaminas, esteroides, lipasas, inmunosupresores, vacunas.
Tribunales de Revisión
Tribunal titular
Cargo Departamento Profesor
Tribunal suplente
Cargo Departamento Profesor

Objetivos

El objetivo docente a conseguir con la asignatura es comprender el papel de los microorganismos en nuestra vida, y para ello reflexionaremos sobre cómo sería nuestra vida sin los microorganismos. Supondría a un cierto beneficio para la humanidad ya que no existirían las enfermedades infecciosas, y desaparecerían terribles epidemias como el cólera, la peste, el SIDA, disminuiría la mortalidad y aumentaría la producción ganadera y agrícola. Sin embargo, sin los microorganismos no existiría vida en la Tierra porque ellos han sido el origen de la vida en este planeta. Hace 3.800 millones de años apareció el primer ser vivo, una célula procariota, quimioautótrofa, anaerobia y termófila, capaz de sobrevivir en las condiciones extremas de la Tierra, sin oxígeno y con altas temperaturas. Este microbio ancestral es, pues, la ""madre"" de todas las especies y con él comenzó la maravillosa aventura de la evolución, hasta llegar al Homo sapiens. Si imaginamos un mundo sin microbios, creeríamos tener una pesadilla: la Tierra seria un inmenso estercolero con cadáveres acumulados, residuos tóxicos y una atmósfera irrespirable. Los microorganismos están en ella desde el comienzo de la vida y ejercieron una gran influencia, creando las condiciones ambientales actuales de temperatura y oxígeno, favorables para la vida. Debido a su enorme actividad y diversidad metabólica intervienen en los ciclos biogeoquímicos, de forma que son los principales recicladores de nuestro planeta. Transforman la materia orgánica, contribuyendo a la eliminación de los cadaveres, la degradación de los vegetales y la depuración de las aguas. También son capaces de degradar compuestos tóxicos como metales pesados y radioisótopos, descontaminando el ambiente de estos residuos peligrosos. Su papel en la alimentación es importante. Gracias a ellos el hombre disfruta de alimentos como el pan, el vino, la cerveza, los quesos, yogures y embutidos. Además, la microbiota intestinal es necesaria para una mejor asimilación de los nutrientes y nos proporciona vitaminas. Sin olvidar que los microorganismos proporcionan al hombre gran variedad de productos de importancia industrial y sanitaria de los que actualmente no podríamos prescindir: antibióticos, vitaminas, esteroides, lipasas, inmunosupresores, vacunas.

Metodologías

"En las clases teóricas se utilizará fundamentalmente la clase magistral haciendo uso de presentaciones multimedia y de las plataformas Aul@unileon y Moodle. Las enseñanzas teóricas se complementán con prácticas en el laboratorio. Esto permitirá que el alumno tome contacto directo con algunos aspectos de la experimentación en Microbiología." "

Contenidos
Bloque Tema
Introducción Tema 1. Descubrimiento de los microorganismos. La controversia sobre la generación espontánea. Trascendencia del trabajo de Pasteur y Koch. Los microorganismos como agentes productores de enfermedades. Cultivos puros. Inmunización. Descubrimiento de los virus. La Microbiología y su relación con otras Ciencias. Estructura celular. La célula eucariótica y procariótica.
Aspectos históricos e impacto de la Microbiología.

Tema 2. Observación microscópica de microorganismos. Tipos de microscopios. Preparación de muestras. Tinciones. Concepto de esterilización. Cultivo de microorganismos. Colecciones de cultivo. Cultivos tipo. Métodos de control del crecimiento microbiano: esterilización, pasterización y tindalización. Características, modo de acción y aplicaciones de los germicidas, desinfectantes y antisépticos.

Tema 3. Clasificación de los microorganismos. El problema de la ordenación taxonómica de las bacterias. Definición de especie. Tipos de clasificación. Taxonomía numérica y Taxonomía molecular-genética. Identificación de los microorganismos. Propiedades taxonómicas útiles. Propiedades morfológicas. Propiedades fisiológicas y bioquímicas. Reacciones serológicas. Fagotipado. Patogenicidad. Nomenclatura de las bacterias. Filogenia y taxonomía clásica de los procariotas: el Manual Bergey de Bacteriología. Grupos principales de bacterias y de arqueas.
Estructura y función Tema 4. La célula procariótica: características generales. Tamaño, morfología y agrupaciones bacterianas. Composición química de las bacterias. Elementos estructurales de las bacterias. Pared celular: estructura. Composición de la pared celular de bacterias Gram positivas y Gram negativas. La membrana externa y otros componentes de la pared de las Gram negativas. Capas S. La región periplásmica. Estructuras de superficie. La cápsula: composición, tipos e importancia. Flagelos: composición, estructura y función. Dinámica del movimiento flagelar. Pili o fimbrias: estructura, tipos y función.

Tema 5. El protoplasto celular. Protoplastos y esferoplastos. Membrana citoplásmica: composición química, estructura y función. Mesosomas. Ribosomas. La región nuclear bacteriana.. Orgánulos especiales: vacuolas de gas, carboxisomas. Inclusiones ferromagnéticas. Inclusiones de reserva. Formas de resistencia de las bacterias. La endospora bacteriana. Cambios citológicos durante el proceso de esporulación y germinación. Cristales paraesporales.

Tema 6. La célula eucariótica microbiana. Características generales. Tamaño y morfología. Pared celular. Flagelos y cilios. Membrana citoplásmica. Sistemas de membranas intracelulares. Retículo endoplasmático. Lisosomas. Vacuolas. Aparato de Golgi. Mitocondrias. Cloroplastos. Núcleo y ribosomas.

Tema 7: Microorganismos eucariotas: algas, hongos y protozoos. Taxonomía de algas y características de los grupos más importantes; Taxonomía de hongos; hongos superiores e inferiores; levaduras; interés industrial de los hongos; Protozoos: características y enfermedades que originan.
Bioquímica y fisiología bacteriana
Tema 8. Nutrición microbiana. Requerimientos nutricionales de los microorganismos. Visión global del metabolismo microbiano. Elementos esenciales. Fuentes de carbono y clasificación de los microorganismos respecto a la fuente carbonada. Fuentes de nitrógeno y metabolismo de los nutrientes nitrogenados. Fuentes de azufre y fósforo. Sales minerales. Factores orgánicos de crecimiento.

Tema 9. Procesos para la obtención de energía. Funciones del ATP y del poder reductor en el metabolismo. Fermentación. Respiración. Efecto Pasteur. Respiración anaerobia. Fotosíntesis. Oxidación de compuestos inorgánicos. Almacenamiento de energía en enlaces de alta energía.

Tema 10. Biosíntesis en microorganismos. Métodos de estudio de las reacciones biosintéticas. La estrategia de la biosíntesis. Interconexiones entre vías metabólicas degradativas y biosintéticas.

Tema 11. Regulación del metabolismo microbiano. Bases bioquímicas de la regulación: regulación de la actividad enzimática y regulación de la síntesis de enzimas. Modelos regulatorios. Diversidad de los mecanismos regulatorios en bacterias.

Tema 12. Crecimiento y muerte de microorganismos. Dinámica del crecimiento celular y de poblaciones. Determinación del crecimiento microbiano. Curva de crecimiento y sus fases. Crecimiento sincrónico. Cultivo continuo de microorganismos: el quimiostato. Cultivos mixtos. El crecimiento microbiano en la naturaleza.

Tema 13. Efecto del medio ambiente en el crecimiento. Efecto de la temperatura: Microorganismos psicrófilos, mesófilos y termófilos. Efecto de la aireación: microorganismos aerobios, anaerobios y microaerófilos. Efecto de la acidez y basicidad. Efecto de las sales y otros solutos. Efecto de la presión hidrostática. Radiaciones.
Virus
Tema 14. Virus: naturaleza y métodos de estudio. Diferencias con los organismos celulares. Composición de los virus. Estructura viral. Cinética de la multiplicación viral. Relaciones virus-huésped. Métodos físicos en el estudio de los virus. Cuantificación de virus. Clasificación. Origen de los virus. Virus bacterianos: Estructura y composición química. Ciclo lítico de los fagos. Bacteriófagos con ADN. Bacteriófagos con ARN. Lisogenia.

Tema 15. Virus animales Características generales. Ciclo de multiplicación. Cultivo de virus animales. Efecto de los virus animales sobre la célula huésped. Tipos de infecciones causadas por virus animales. Respuesta inmunitaria del huésped. Modelos de virus DNA y RNA. Virus oncogénicos. Virus vegetales. Viroides.
Genética Bacteriana
Tema 16. Características genéticas de los microorganismos. Ventajas e inconvenientes de los microorganismos para los estudios genéticos. La clave genética. Bases moleculares de la mutación. Mutaciones espontáneas e inducidas. Agentes mutagénicos y modo de acción. Aislamiento de mutantes microbianos.

Tema 17. Recombinación genética en bacterias. Restricción y modificación de DNA extraño. Transformación: etapas del proceso. Transducción: generalizada, especializada y abortiva. Conjugación. Papel de los plásmidos en la conjugación. Células F+ y F-. Células Hfr. Nociones básicas de Ingeniería genética.
Enfermedades y Quimioterapia
Tema 18. Relaciones parásito-huésped. Flora microbiana normal: distribución e importancia. Patogenicidad microbiana. Conceptos de virulencia, infección y enfermedad. Toxicidad y poder invasor. Endotoxinas y exotoxinas. Detección de endotoxinas. Modo de acción de exotoxinas. Defensas constitutivas del huesped. Respuesta Inmune. Antígenos y Anticuerpos. Vacunas.

Tema 19. Agentes antimicrobianos. La quimioterapia: desarrollo histórico. Fundamentos de la Quimioterapia y propiedades de los agentes quimioterapeúticos. Métodos de estudio de la sensibilidad a agentes quimioterapeúticos. Espectro antimicrobiano. Análogos de factores de crecimiento. Antimetabolitos. Antibióticos. Características de un buen antibiótico. Biosíntesis de antibióticos. Modo de acción de los principales tipos de antibióticos. Resistencia bacteriana a antibióticos.
Ecología Microbiana y Microbiología Industrial
Tema 20. Interacciones microbianas y relaciones simbióticas. Tipos de simbiosis. Microbiología del aire, agua y suelo. Papel de los microorganismos en los ciclos de la materia. Biodegradación. Microbiología de la leche y de los alimentos.

Tema 21. Procesos industriales de origen microbiano. Producción de bebidas alcohólicas. Derivados de la leche: yogurt y quesos. Producción de aminoácidos. Producción de solventes orgánicos. Biotransformaciones: vinagre, vitamina C, esteroides y fructosa. Lixiviación de minerales. Preparación de productos inmunológicos. Los microorganismos como fuente de proteínas. Producción industrial de antibióticos
PRÁCTICAS
Práctica 1. El laboratorio de microbiología y sus niveles de riesgo; el cuaderno de prácticas de laboratorio. Toma de contacto con el material e instrumental utilizado en las prácticas de microbiología.

Práctica 2. Técnicas básicas: medios de cultivo microbiano y su composición Preparación de medios definidos y complejos. Cultivos de enriquecimiento.

Práctica 3. Técnicas básicas: aislamiento y conservación de microorganismos. Instrumentos y técnicas de siembra. Técnicas de los cultivos puros; métodos de obtención de cultivos puros: en sólido y en líquido. Siembra e inoculación de medios. Cultivo de microorganismos aerobios y anaerobios.

Practica 4. Técnicas básicas: observación microscópica de microorganismos. Microscopía óptica: campo claro, campo oscuro, contraste de fases y fluorescencia. Preparación microbiana en fresco. Tinciones microbianas: tinciones simples, negativas, diferenciales y específicas.

Practica 5. Fisiología microbiana: crecimiento microbiano. Cámaras de recuento microbiano y concepto de turbidimetría. Curva de crecimiento de E. coli.

Practica 6. Metabolismo microbiano: pruebas bioquímicas de identificación microbiana. Reacciones de IMVIC, catalasa, ureasa, etc. Sistemas automatizados para la identificación de microorganismos: tiras de API.

Práctica 7. Ecología microbiana: aislamiento, recuento e identificación de microorganismos del suelo y del agua. Análisis de muestras de suelo y determinación del número de unidades formadoras de colonias (UFC). Análisis microbiológico de potabilidad del agua. Calculo del número más probable (NMP) de coliformes.

Práctica 8. Quimioterapia: Bioensayos y antibiogramas. Técnicas de ensayo de la susceptibilidad de microorganismos a antibióticos. Fundamento y aplicación de los análisis de E-test.

Práctica 9. Virología: virus bacterianos. El fago lambda y su ciclo infectivo; titulación de una suspensión fágica. Determinación del número de unidades formadoras de placas de lisis (UFP).

Otras actividades

Seminarios, videos y discusiones sobre temas de interés. Resolución de cuestiones planteadas por profesores y alumnos. El profesorado hará seguimientos del trabajo personal del alumno en el dia a dia del desarrollo de la asignatura y en las plataformas educativas. "

Evaluación
  descripción calificación
 
Otros comentarios y segunda convocatoria

Una vez finalizadas las prácticas de la asignatura, se realizará un examen que deberá ser superado para poder examinarse de la parte teórica. Los alumnos deberán entregar un cuaderno-informe sobre las prácticas realizadas.

Para la parte teórica de la asignatura, se realizará, si los alumnos lo estiman conveniente, un examen parcial que consistirá en preguntas de tipo test (con penalizaciones por respuestas incorrectas) o de respuestas rápidas cuya superación permitirá la corrección del examen tipo Tema/Preguntas cortas, que será necesario también superar para la eliminación de materia. Esto será también de aplicación para el examen final.

Se propondrá un trabajo personal (voluntario) consistente en el estudio de un microorganismo cuyo genoma haya sido secuenciado, siendo tutorizado por los profesores de la asignatura. El trabajo deberá ser entregado antes de la realización del examen final y en caso de ser evaluado positivamente permitirá incrementar la nota final de la asignatura en un 10%. En la nota final también se tendrá en cuenta a la participación del alumno en las plataformas docentes. 


Fuentes de información
Acceso a la Lista de lecturas de la asignatura

Básica

MADIGAN MT, MARTINKO JM, PARKER J. BROCK Biología de los microorganismos. 10ª Edición Prentice Hall. 2003

DAVIS BD, DULBECCO R, EISEN HN, GINSBERG, HS. ""Tratado de Microbiología"". (4º edición en Castellano). Editorial Masson. 1996.

INGRAHAM JL, INGRAHAM CA. ""Introducción a la microbiología"" (2 volúmenes). Editorial Reverté. 1998.

PRESCOTT, L.M., HARLEY, J.P., KLEIN, D.A. ""Microbiología"". (5ª edición en castellano). McGraw-Hill/Interamericana. 2004. TORTORA, G.J., FUNKE, B.R., CASE, C.L. Introducción a la microbiología. 9ª ed. en castellano. Editorial Médica-Panamericana. 2007.

Complementaria