Microbiologia

Fundamentos de la Microbiología

La microbiología es la ciencia que se centra en el estudio de organismos microscópicos. Este estudio comprende la identificación y clasificación de los microorganismos, la explicación de su origen y su evolución, la observación de las interacciones que se producen entre ellos o con otros seres vivos. Además, dado que este grupo de organismos ocasiona graves daños a los humanos, también se ocupa del estudio de las enfermedades que pueden producir.

En Microbiología se estudian otras estructuras que no se incluyen dentro de ninguna taxonomía, puesto que no son seres vivos. Estas estructuras son los virus, los viroides y los priones. Su inclusión dentro de esta rama de la Biología se debe a su pequeño tamaño y a la capacidad para generar infecciones dentro de los seres vivos que invaden.

HISTORIA

La Microbiología comenzó y se desarrolló ligada a dos grandes eventos. El primero de ellos fue la aparición de grandes epidemias que asolaban Europa, lo que llevó a los científicos a preguntarse quiénes eran los causantes de éstas. El segundo fue el desarrollo de una adecuada tecnología para proceder al estudio de estos seres; esta tecnología fue la microscopía.

Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723), aficionado naturalista, desarrollo el primer microscopio, con el que observó microorganismos a los que él llamó animáculos. Un siglo más tarde, (1786), se describe la estructura bacteriana y se realiza la primera sistemática de este grupo. Edward Jenner (1796), desarrolla la primera vacuna, que fue contra la viruela. Louis Pasteur estableció el poder patógeno de algunos microorganismos (1855), y posteriormente demostró la falsedad de la Teoría sobre la generación espontánea (1859). Sus trabajos también se orientaron a la obtención de vacunas, como la de la rabia, y al estudio de las fermentaciones.

Robert Koch (1876), desarrolla los postulados que se utilizan en la relación enfermedad infecciosa-agente causal. En 1882 descubre el bacilo de la tuberculosis. Alexander Fleming, en 1925, descubre la penicilina. Luego aparecerá la estreptomicina, el cloranfenicol, la tetraciclina.

Gracias al estudio de los microorganismos, en la actualidad, se han desarrollado otras ramas de la Biología, como la Bioquímica, la Genética molecular y la Biotecnología. Grandes investigadores han intervenido en ello; la lista sería demasiado larga para mencionar a los más importantes.

ESTRUCTURA CELULAR

La célula es la unidad anatómica, funcional y genética de los seres vivos, es una estructura constituida por tres elementos básicos; membrana plasmática, citoplasma y material genético (ADN).

Posee la capacidad de realizar tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.

Se llaman eucariotas a las células que tienen la información genética envuelta dentro de una membrana que forman el núcleo.

Un organismo formado por células eucariotas se denomina eucarionte. Muchos seres unicelulares tienen la información genética dispersa por su citoplasma, no tienen núcleo. A ese tipo de células se les da el nombre de procariotas.

Estructura de la célula eucariota.

Las células eucariotas o eucarióticas, están formadas por diferentes orgánulos que desarrollan diversas funciones como son: Nucléolo, Núcleo celular, Ribosoma, Vesículas de secreción, Retículo endoplásmico rugoso, Aparato de Golgi, Citoesqueleto, Retículo endoplasmático liso, Mitocondrias, Vacuolas, Citoplasma, Lisosomas, Centriolos (solo en la célula animal), Membrana citoplasmática, Cloroplastos (Solo en la célula vegetal y de las algas), Pared celular (Solo en la célula vegetal, de hongos y protistas).

Membrana celular

La célula está rodeada por una membrana, denominada "membrana plasmática". La membrana delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula.

En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos, proteínas y glúcidos en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente. Los lípidos forman una doble capa y las proteínas se disponen de una forma irregular y asimétrica entre ellos. Estos componentes presentan movilidad, lo que confiere a la membrana un elevado grado de fluidez.

Pared celular

Las células vegetales poseen una envuelta externa a la membrana plasmática, altamente organizada y rígida, que constituye la pared celular y cumple las siguientes funciones:

Confiere rigidez al vegetal y contribuye al mantenimiento de la forma celular.

Une las células adyacentes, conectando las células de los tejidos vegetales.

Posibilita el intercambio de fluidos y la comunicación intracelular

Permite a las células vegetales vivir en el medio hipotónico de la planta, impidiendo que éstas se hinchen y lleguen a estallar.

Impermeabiliza la superficie vegetal en algunos tejidos, para evitar la pérdida de agua.

Citoplasma

Cuando se observa la célula con un microscopio óptico, es posible distinguir una zona comprendida entre el núcleo y la membrana celular: el citoplasma

Si observamos la misma célula con un microscopio electrónico, se pueden apreciar en su interior una serie de elementos diferenciados, denominados orgánulos

También se encuentra inmerso en este fluido el citoesqueleto, compuesto por una serie de filamentos, cuya función consiste en mantener la forma de la célula.

Citosol y citoesqueleto

Toda la porción citoplasmática que carece de estructura y constituye la parte líquida del citoplasma, recibe el nombre de citosol por su aspecto fluido, también llamado hialoplasma. En él se encuentran las moléculas necesarias para el mantenimiento celular.

El citoesqueleto

Consiste en una serie de fibras que da forma a la célula, y conecta distintas partes celulares, como si se tratara de vías de comunicación celulares. Es una estructura en continuo cambio. Formado por tres tipos de componentes:

Microtúbulos

Son filamentos largos, formados por la proteína tubulina. Son los componentes más importantes del citoesqueleto. Los microtúbulos se encuentran en abundancia en la mayoría de las células eucariotas y desempeñan en ellas funciones vitales. Pueden formar asociaciones estables tales como:

Centriolos

Son dos pequeños cilindros localizados en el interior del centrosoma, exclusivos de células animales.

Cilios y flagelos Son delgadas prolongaciones celulares móviles que presentan básicamente la misma estructura, la diferencia entre ellos es que los cilios son muchos y cortos, mientras que los flagelos son pocos y más largos.

Microfilamentos de actina

Se sitúan principalmente en la periferia celular, debajo de la membrana y están formados por hebras de la proteína actina, trenzadas en hélice, cuya estabilidad se debe a la presencia de ATP e iones de calcio. Asociados a los filamentos de miosina, son los responsables de la contracción muscular.

Filamentos intermedios

Los filamentos intermedios son componentes del citoesqueleto especialmente abundantes en las células animales. Formados por diversos tipos de proteínas. Son polímeros muy estables y resistentes. Especialmente abundantes en el citoplasma de las células sometidas a fuertes tensiones mecánicas (queratina, desmina) ya que su función consiste en repartir las tensiones, que de otro modo podrían romper la célula.

Distribución en el citoplasma de los filamentos del citoesqueleto

Ribosomas

Los ribosomas son orgánulos intracitoplasmáticos compuestos por ARN y por proteínas, que participan en la síntesis proteica.

Están constituidos por dos subunidades: una subunidad grande, con 2-3 moléculas de ARN y proteínas, y una subunidad pequeña, con un solo tipo de ARN asociado a proteínas. Amas subundiades forman un surco, al que se asocia la proteína que se está sintetizando, y un segundo surco, en el que se aloja el ARN.

Retículo endoplasmatico

Está formado por una red de membranas que forman cisternas, saculos y tubos aplanados. Delimita un espacio interno llamado lúmen del retículo y se halla en continuidad estructural con la membrana externa de la envoltura nuclear.

Aparato de golgi

Descubierto por C. Golgi en 1898, consiste en un conjunto de estructuras de membrana que forma parte del elaborado sistema de membranas interno de las células. Se encuentra más desarrollado cuanto mayor es la actividad celular.

La unidad básica del orgánulo es el sáculo, que consiste en una vesícula o cisterna aplanada. Cuando una serie de sáculos se apilan, forman un dictiosoma. Además, pueden observarse toda una serie de vesículas más o menos esféricas a ambos lados y entre los sáculos. El conjunto de todos los dictiosomas y vesículas constituye el aparato de Golgi.

Lisosomas

Los lisosomas tienen una estructura muy sencilla, semejantes a vacuolas, rodeados solamente por una membrana, contienen gran cantidad de enzimas digestivas que degradan todas las moléculas inservibles para la célula.

Funcionan como "estómagos" de la célula y además de digerir cualquier sustancia que ingrese del exterior, vacuolas digestivas, ingieren restos celulares viejos para digerirlos también, llamados entonces vacuolas autofágicas.

Vacuolas

Las vacuolas son orgánulos citoplasmáticos rodeados de membrana y con un elevado contenido hídrico, en los que se acumulan diversas sustancias.

Las células vegetales poseen una vacuola de gran tamaño

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