Línea de Tiempo Hitos Históricos
1674:
Antonie van Leeuwenhoek — Descubrimiento de microorganismos («animáculos»).
1796:
Edward Jenner — Primera vacuna (Viruela).
1859 / 1864:
Louis Pasteur — Teoría germinal, pasteurización y refutación de la generación espontánea.
1876 / 1882:
Robert Koch — Postulados y bacterias del Ántrax y Tuberculosis (M. Tuberculosis).
1884:
Hans Christian Gram — Desarrolla la Tinción de Gram.
1887:
Julius Richard Petri — Invención de la Placa de Petri.
1888:
Ilya Metchnikov — Teoría de la Fagocitosis.
1928:
Alexander Fleming — Descubrimiento de la Penicilina.
1953:
Watson & Crick — Estructura en doble hélice del ADN.
Siglo XXI:
Metagenómica, Microbioma y Enfoque One Health.
es el conjunto de todas las reacciones químicas que ocurrem dentro de una célula metabolismo
las rutas metabólicas que permiten degradar moléculas complejas y obtener energía corresponden al catabolismo
las rutas que utilizan moléculas pequeñas para contruir moléculas complejas corresponden al anabolismo
la principal molécula utiizada por la célula para almacenar y transferir energía de manera inmediata es el ATP
la glicólisis transforma una molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato
durante las rutas catabolicas, moléculas como NAD+ pueden aceptar electrones y protones, transformándose en NADH
el Ciclo de Krebs constituye una importante ruta anfibolica, ya que participa tanto en procesos catabolicos como en la generación de precursores para rutas biosinteticas
en la respiración aerobica, el aceptor final de electrones es el oxígeno
en la respiración anaerobica, el aceptor final de electrones es una molécula distinta del oxigeno, como nitrato o sulfato
en la fermentación, el aceptor final de elcetrones es una molécula orgánica, generalmente derivada del propio metabolismocelular
la respiración celular permite generar un gradiente de protones que puede utilizarse para producir ATP mediante la ATP sintasa
cuando una bacteria utiliza una molécula orgánica como fuente de energía y carbono, esra puede ser degradada mediante rutas catabólicas
Un medio de cultivo es una preparación que contiene nutrientes y permite el crecimiento de microorganismos en el laboratorio
Para que una bacteria pueda crecer en el laboratorio es necesario controlar factores como la temperatura y la disponibilidad de oxígeno
Cuando una bacteria crece sobre un medio sólido forma estructuras visibles llamadas colonias
Un conjunto de microorganismos que crecen en un medio de cultivo de denomina cultivo
Cuando todos los microorganismos de un cultivo provienen de una misma célula se habla de una cepa
Los medios de cultivo pueden clasificarse según su estado físico en medios líquidos, semisólidos y sólidos
En los medios líquidos se evidencia el crecimiento microbiano a través de la turbidez
Los medios sólidos contienen generalmente agar, una sustancia que permite que el medio se solidifique
Un medio de cultivo corriente permite el crecimiento de la mayoría de las bacterias sin requisitos especiales
Un medio de cultivo enriquecido contiene nutrientes adicionales que permiten crecer a bacterias mas exigentes, un ejemplo de esto es el agar sangre
Un medio de cultivo especial selectivo contiene sustancias que impiden el crecimiento de algunos microorganismos y permiten el crecimiento de otros
Un medio de cultivo diferencial permite diferenciar bacterias según su metabolismo o carácterísticas bioquímicas
Los medios diferenciales suelen contener un indicador que cambia de color cuando ocurre una reacción metabólica
Las sustancias que impiden el crecimiento de ciertas bacterias en un medio se denominan inhibidor
Para cultivar bacterias en el laboratorio también es importante controlar la temperatura a 35° de incubación, ya que cada microorganismo tiene un rango de crecimiento
Clasificación General de Microorganismos
Acelulares
Virus (ADN o ARN rodeado por proteína), Viroides (solo ARN circular) y Priones (proteínas infecciosas sin ácido nucleico).
Celulares Procariotas
Bacterias (unicelulares con pared de peptidoglicano).
Celulares Eucariotas
Hongos (levaduras unicelulares y mohos pluricelulares), Protozoos y Algas unicelulares.
3. Morfología y Estructura Bacteriana
Formas Básicas:
Cocos
Esféricos (diplococos en pareja, estafilococos en racimos, estreptococos en cadenas).
Bacilos
Formas alargadas o en bastón.
Espirilos / Espiroquetas
Formas helicoidales o en espiral.
Bacterias Gram-positivas (
)
Poseen una capa de peptidoglicano muy gruesa.
Contienen ácidos teicoicos y lipoteicoicos en su pared.
Tienen un espacio periplásmico reducido o inexistente.
Se tiñen de color morado o violeta en la Tinción de Gram.
Producen principalmente exotoxinas.
Bacterias Gram-negativas (
)
Poseen una capa de peptidoglicano muy delgada.
Tienen una membrana externa adicional rica en Lipopolisacáridos (LPS)
y porinas.
Presentan un espacio periplásmico bien definido.
Se tiñen de color rosado o rojo en la Tinción de Gram.
El Lípido A del LPS actúa como endotoxina (capaz de causar shock séptico).
Estructuras Especiales y Apéndices Bacterianos
Cápsula
Capa externa de polisacáridos o proteínas. Su función principal es evadir la fagocitosis (factor de virulencia determinante, ej. Streptococcus pneumoniae).
Endosporas
Producidas principalmente por géneros como Bacillus y Clostridium. Son estructuras de latencia ultra resistentes al calor, radiación y desinfectantes. Contienen ácido dipicolínico y calcio.
Flagelos
Formados por la proteína flagelina. Permiten la movilidad orientada mediante la quimiotaxis (desplazamiento hacia nutrientes o huida de tóxicos).
Fimbrias y Pilis
Las fimbrias se usan para adherirse a superficies o tejidos; el Pili sexual participa en el intercambio de ADN a través de la conjugación.
Inclusiones y Magnetosomas
Sirven como reservas energéticas (PHB, glucógeno). Los magnetosomas actúan como brújulas biológicas.
Los Tres Dominios (Woese)
Bacteria
Procariotas con peptidoglicano en su pared y membranas formadas por enlaces éster.
Archaea
Procariotas (muchas extremófilas) sin peptidoglicano. Poseen enlaces éter en la membrana y pueden estructurarse en monocapas. Se identifican mediante el ARNr 16S.
Eukarya
Eucariotas con núcleo y organelos. Se identifican mediante el ARNr 18S.
Métodos de Estudio
Métodos Fenotípicos
Analizan carácterísticas expresadas u observables (tinción Gram, morfología, pruebas enzimáticas de catalasa/oxidasa, cultivos, E-test, MALDI-TOF). Requieren que el microorganismo pueda cultivarse.
Métodos Genotípicos
Analizan directamente el ADN o ARN (PCR, qPCR, PFGE). Tienen alta sensibilidad y no exigen que el microorganismo esté vivo ni cultivado.
Metabolismo Microbiano
Según la Fuente de Carbono
Heterótrofos: Usan compuestos orgánicos preexistentes.
Autótrofos: Usan fuentes inorgánicas (
).
Según la Fuente de Energía
Fotótrofos: Utilizan la luz solar.
Quimiótrofos: Obtienen energía de compuestos químicos (organótrofos o litótrofos).
Respiración Aeróbica
El aceptor final de electrones es el 
. Genera el rendimiento máximo de ATP.
Respiración Anaeróbica
El aceptor final es un compuesto inorgánico distinto del oxígeno (ej. Nitratos 
, sulfatos 
).
Fermentación
Ocurre en ausencia de y el aceptor final es una molécula orgánica.
Su función principal es reoxidar el NADH a NAD+ para evitar que la glucólisis se detenga.
Fotosíntesis
Oxigénica: Usa 
como donador de electrones y libera (Cianobacterias).
Anoxigénica: Usa 
o azufre y no libera (bacterias púrpuras y verdes).
Requerimiento de Oxígeno
Aerobios estrictos: Necesitan para vivir.
Anaerobios estrictos: El resulta tóxico para ellos.
Anaerobios facultativos: Crecen mejor con , pero pueden fermentar o respirar anaeróbicamente si este falta.
Medios de Cultivo
Enriquecidos
Contienen aditivos complejos (como sangre o suero) para microorganismos exigentes.
Selectivos
Incluyen inhibidores que bloquean a ciertos grupos microbianos para dejar crecer solo a los deseados.
Diferenciales
Llevan indicadores para distinguir colonias según su comportamiento metabólico.
Crecimiento Microbiano y Biofilms
Fases de la Curva de Crecimiento (Sistema Cerrado):
Fase Lag (Latencia)
Adaptación al medio y síntesis de enzimas, sin incremento poblacional.
Fase Log (Exponencial)
División celular constante al ritmo máximo.
Fase Estacionaria
Crecimiento neto cero debido al agotamiento de nutrientes y acumulación de tóxicos.
Fase de Muerte
Muerte celular masiva y declive poblacional.
Biofilms (Biopelículas):
Estado Sésil
Microorganismos organizados sobre una superficie, cubiertos por una matriz de polímeros (agua, ADN extracelular, proteínas y lípidos).
Quórum Sensing
Comunicación química entre bacterias para coordinar actividades colectivas (como liberar toxinas o crear la matriz) al alcanzar cierta densidad poblacional.
Relevancia
Muy difíciles de erradicar; provocan infecciones persistentes en catéteres y prótesis.