2º CURSO DE CIENCIAS BIOLÓGICAS

PROGRAMA DE MICROBIOLOGÍA 

IMPORTANTE: ¡¡¡LEED LOS APUNTES ANTES DE CADA CLASE!!! 

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2º CURSO DE CIENCIAS BIOLOGICAS

Profesores:       

Grupos 21 y 22:  I. Marín, R. Amils, F. Lim, y J. Moreno

Grupos 26 y 27:  C. Ribas, J. Berenguer, J. A. López, y M. Mencía

 

I.-      Introducción y Metodología 

1.-        Origen y Extensión de la Microbiología.  Relaciones filogenéticas entre los microorganismos y  evolución de la célula. Procariotas y Eucariotas. Los tres Reinos. Principales grupos de microorganismos. Bacterias, Arqueas,  Hongos, Levaduras, Algas, Protozoos y Virus.  

2.-        Observación de microorganismos. El microscopio compuesto. Poder de resolución y contraste. Microscopía de campo claro, tinción simple y diferencial. Microscopías de contraste de fases, interferencia y campo oscuro. Microscopía ultravioleta y de fluorescencia. Microscopía confocal. Microscopía electrónica de transmisión y de barrido.  

3.-        Cultivo de microorganismos.  Medios de cultivo. Diseño de medios sintéticos. Concepto de esterilidad. Técnicas de esterilización físicas y químicas. Condiciones de crecimiento. La curva de crecimiento. Factores químicos y físicos que influyen en el crecimiento. Cultivos contínuos. Técnicas de aislamiento y enumeración de microorganismos. Caracterización de cultivos puros. Mantenimiento de microorganismos. 

 

II.-    Estructura de los Procariotas

 4.-        Estructura de la célula procariótica. Nucleoide. Arquitecturas genómicas. La secuenciación de genomas y su impacto en la Microbiología.  Acceso a la información de secuencia. Ribosomas y polisomas. Inclusiones citoplásmicas. Estructuras y orgánulos rodeados de semimembranas. Esporas.

 5.-        Estructura general, diversidad y función de las envolturas bacterianas. La membrana citoplásmica. Transporte de nutrientes. Sistemas de transporte. Mesosomas. Función, estructura y síntesis del peptidoglicano. La membrana externa de bacterias Gram-negativas. Capas proteicas cristalinas. Cápsulas y capas mucosas.

 6.-        Apéndices bacterianos: flagelos, fimbrias y pili. Quimiotaxis y motilidad bacteriana. Concepto de quimiotaxis. Tipos de motilidad bacteriana. Estructura y funcionamiento de flagelo bacteriano. Funcionamiento temporal del sistema receptor de señales. Transmisión de la señal al sistema locomotor.

  

III.-   Transferencia de Genes y Control de la Expresión Génica

 7.-        Principios generales de la expresión génica en procariotas. Concepto de gen. Transcripción: RNA polimerasas, promotores, operadores y operones. Control positivo y negativo de la transcripción. Sistemas de dos componentes.

 8.-        Mutaciones y su base química. La expresión de las mutaciones. Detección y aislamiento de mutantes.

 9.-        Transferencia horizontal de información genética entre microorganismos. Recombinación bacteriana: principios generales. Plásmidos. Elementos transponibles. Conjugación bacteriana. Transformación. Transducción. 

 

IV.-   Obtención de Energía 

10.-      Obtención de energía. Reacciones de óxido-reducción. Clasificación de las bacterias en función del origen y la naturaleza de donadores y aceptores de electrones: Fotótrofas y Quimiótrofas. Mecanismos para la conservación de energía: generación de gradientes electroquímicos y formación de enlaces energéticos. La protón ATPasa. 

11.- Fermentación y Respiración. Diversidad de las fermentaciones, ejemplos fundamentales y rendimiento energético.  Respiración: Transportadores  de electrones y generación del gradiente de protones. Correlación entre donadores y aceptores de electrones.  Respiraciones anaeróbicas.

 12.- Fotosíntesis.  Relación con la respiración. Tipos fundamentales y diversidad en bacterias.  Fotosíntesis cíclica y acíclica. Fuentes externas de electrones.

  

V.-     Diversidad y  Filogenia

 13.-      Clasificación y filogenia de las bacterias. Evolución y diversidad. Importancia de la sistemática. Concepto de especie: caracterización y nomenclatura. Problemas y técnicas de clasificación taxonómica. Filogenia de bacterias y arqueas.

 14.-      Organismos fotótrofos. Extensión filogenética y estructura de los sistemas de captación de luz. Fotosíntesis anoxigénica: Bacterias Rojas y Bacterias Verdes dependientes e independientes del azufre. Asimilación de CO2.  Heliobacterias. Eritrobacterias. Fotosíntesis anoxigénica en aerobios. Fotosíntesis oxigénica: Las Cianobacterias.

 15.-     Bacterias quimiolitótrofas. Respiración aerobia de compuestos inorgánicos: Bacterias Nitrificantes. Importancia en el ciclo del nitrógeno. Bacterias oxidadoras de azufre. Bacterias oxidadoras de hierro. Bacterias oxidadoras de hidrógeno. Metanotrofía y metilotrofía.

 16.-      Proteobacterias aerobias. Las pseudomonas y grupos similares. Relevancia en biodegradación. Organismos con especiales relaciones con las plantas: Agrobacterium y Rhizobium.  Fijación simbiótica de nitrógeno.  Fijadores de nitrógeno de vida libre. Las Mixobacterias como ejemplo de diferenciación celular en procariotas. Proteobacterias de vida intracelular obligada:  Rikettsias y Endosimbiontes. 

17.-      Proteobacterias anaerobias facultativas y obligadas. Las Enterobacterias y su capacidad de adaptación metabólica. Respiración aerobia, respiraciones anaeróbicas, y fermentación mixta. Grupos afines: Vibrio y Aeromonas. Importancia en salud pública.  Proteobacterias anaerobias: fermentadores y reductores de sulfato. Transferencia de hidrógeno entre especies.  Sintrofía. 

18.- Bacterias Gram-positivas. Filogenia y taxonomía. Formadores de endosporas. Los géneros  Bacillus y Clostridium. Los Micoplasmas. Bacterias Gram-positivas no formadores de endosporas. Bacterias lácticas. Actinomicetos. El género Streptomyces y la producción de metabolitos secundarios.

 19.- Otros grupos bacterianos diversos. Las Espiroquetas: estructura, taxonomía e importancia como patógenos.  Las Clamidias y otros grupos filogenéticos independientes. Grupos filogenéticos antiguos. 

20.- Las Arqueas. Grupos filogenéticos y taxonómicos.  Halófilas extremas. Metanógenas: Metanogénesis y relevancia ecológica.  Termófilos e hipertermófilos: Adaptación a la alta temperatura.

 

 VI.-Virología

21.- Características generales de los virus. Historia. Propiedades generales. Genomas víricos. Técnicas de enumeración de virus. Ciclo infectivo de un  virus: Etapas. Clasificación. Clasificación molecular biológica. Partículas subvíricas. Priones.

22.- Virus bacterianos. Tipos de bacteriófagos. Clasificación. Bacteriófagos con genoma de cadena sencilla. Fagos con RNA. Fagos filamentosos con DNA monocatenario. Fagos con DNA de cadena doble. Los fagos T-pares. Ciclo lítico de infección. Etapas. Fagos atenuados. El fago lambda. Ciclo lisogénico.

23.- Virus animales I. Generalidades. Clasificación. Ciclo replicativo de los virus con DNA y RNA: estrategias replicativas.

24.- Virus animales II. Virus con DNA sin envoltura membranosa. Virus con DNA y envoltura membranosa. Virus con RNA sin envoltura membranosa. Virus con RNA y envoltura membranosa.

25.- Retrovirus. el virus de la inmunodeficiencia humana (HIV). Estructura. Genoma. Ciclo de infección. Blancos celulares y moleculares. Efecto sobre el sistema inmune. SIDA. Tratamientos. Descubrimientos recientes frente a HIV.

 

VII.-Inmunología e inmunidad

26.- Inmunidad. El sistema inmune. Inmunidad innata y específica. Visión general de la respuesta inmune. Antígenos, determinantes antigénicos y haptenos: propiedades. Células y órganos del sistema inmune. Respuesta primaria y secundaria.

 

27.- Anticuerpos. Inmunoglobulinas. Estructura general. El parátopo. Clases de inmunoglobulinas. Estructura y función. La reacción antígeno-anticuerpo. Aplicaciones. Técnicas inmunológicas básicas. Anticuerpos monoclonales

28.- Genética de las inmunoglobulinas. Diferenciación de linfocitos B. Recombinación somática y expresión de cadenas de inmunoglobulinas. Cambio de clase. Generación de diversidad y repertorio de linfocitos B.

29.- Moléculas de la superficie linfocítica. Receptores para antígeno. BCR. TCR. Genética de TCRs y generación de diversidad. Diferenciación de linfocitos T. Superfamilia genética de las inmunoglobulinas. El complejo principal de histocompatibilidad (MHC). Proteínas MHC-I y MHC-II. Citoquinas y otras moléculas de la respuesta inmune. 

30.- La respuesta inmune.  Hipótesis de la selección clonal. Procesamiento de antígeno. Respuesta inmune: Innata y Adaptativa humoral y celular. Cooperación celular. Células T cooperadoras (Th): tipos Th1, Th2, Th3. Citotoxicidad. Regulación de la respuesta inmune. Memoria y tolerancia inmunológicas. Conceptos de desregulación de la respuesta inmune.

31.- Inmunidad frente a infecciones. Respuesta  inmune frente a infecciones por bacterias, virus y parásitos. Mecanismos de evasión de la respuesta inmune. El sistema del complemento. Vacunas

 

VIII.- Ecología Microbiana 

32.- Interacciones microbianas. Simbiosis, parasitismo y comensalismo. Población microbiana normal de los vegetales. Endosimbiosis en plantas: Líquenes, micorrizas y nódulos radiculares. Fijación simbiótica del nitrógeno molecular. 

33.- Simbiosis microbiana con animales (apuntes junto al tema 32). Población microbiana normal de los animales. Papel que juega esta población. Animales libres de gérmenes. Simbiosis en el rumen. Simbiosis en herbívoros no rumiantes. 

34. Microbiologia de ambientes terrestres. Factores que condicionan las poblaciones microbianas. Biofilms. 

35. Microbiología de las aguas continentales y marinas. Microbiología de agua dulce: Lagos, estanques, ríos y manantiales. Comunidades bacterianas. Disponibilidad de oxigeno y luz. Eutrofización. Microbiología de ambientes marinos. Microorganismos de las fuentes submarinas Bacterias luminosas y bioluminiscencia. 

36. Ciclos biogeoquímicos. Carbono, nitrógeno, azufre e hierro. Reducción de nitratos: amonificación y desnitrificación. Reducción de sulfatos. Oxidación del amoniaco y del nitrito: nitrificación. Oxidación de los compuesto reducidos de azufre. Oxidación del hierro. Oxidación del Manganeso. 

37. Enfermedades transmisibles. Aire Alimentos, Agua Animales (zoonosis) Contacto sexual Contacto directo.Nocosomiales. Sangre Heridas.

 

IX.- Microbiología Aplicada 

38.- Utilización industrial de los microorganismos I. Fermentaciones.  Biorreactores. aspectos generales de las fermentaciones . 

39.- Fermentaciones. Fermentación alcohólica en levaduras y bacterias. Producción de vinos, cervezas y otras bebidas alcohólicas. Fabricación del pan.  Fermentaciones  lácticas Aplicación en industrias lácteas Otras fermentaciones. 

40.- Utilización industrial de los microorganismos II. Producción de vinagre y otros ácidos orgánicos. Producción de antibióticos. Producción de aminoácidos, vitaminas, enzimas. Bioconversiones. 

41.- Utilización industrial de los microorganismos III. Aplicación de microorganismos en minería: Biolixiviación. Bioremediacion. Bioinsectidas. 

42.- La nueva Biotecnología. Manipulación genética de microorganismos con fines aplicados: estrategias generales. Obtención de microorganismos superproductores.Vectores de clonación. Expresión de genes foráneos en bacterias.

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Bibliografia recomendada 

- Prescott, Harley, y Klein. “Microbiología”, 5ª ed. 2004. MacGraw-Hill

- Madigan, y cols. Brock  "Biología de los microorganismos" Prentice-Hall. 2004.  10ª edición.

- Tortora, Funke y Case. "Introducción a la microbiología" . Panamericana. 2007. 9ª edición.

- Ingraham and Ingraham. Introducción a la microbiología. Reverté SA. 1998

- Ingraham and Ingraham. Introduction to microbiology. Wads worth Pu. Co. 2000, 2ª Ed.

- Davis et al. "Tratado de MIcrobiología". Masson. 1996

- Roitt "Inmunología. Fundamentos". Panamericana. 1998. 9ª Ed.

- Kuby "Immunology". Freeman and Co. 2006. 6ª Ed.

- Atlas y Bartha. “Ecología Microbiana y Microbiología Ambiental”.Addison Wesley. 2002, 4ª Ed

- Marín, Sanz y Amils. “Biotecnologia y Medioambiente”. Ephemera. 2005.

-Berenguer y Sanz. “Cuestiones en Microbiología. Ed. Hélice. 2002

 

VIROLOGÍA:

- Flint, Enquist, Racaniello. “Principles of Virology: Molecular Biology, Pathogenesis and Control of Animal Viruses”. ASM. Press. 2003

- Carrasco y Almendral del Río (Coordinadores). "Virus patógenos". Hélice. 2006 

INMUNOLOGÍA:

- Abbas y Lichtman. Inmunologia Celular y Molecular. Elsevier España. 5ª Ed. 2004

- Regueiro González, López Larrea, González Rodríguez, Martínez Naves. “Inmunología. Biología y patología del sistema inmune. Ed. Panamericana. 3ª Edición. 2002. 

- Goldsby, Kindt, Osborne, Kuby. “Inmunología". Ed. McGrwa Hill Interamericana. 5ª edición. 2004.