sábado, 16 de noviembre de 2013

La Célula: Generalidades, procariotas y eucariotas

Membrana plasmática
La membrana plasmática de la mayoría de los microorganismos está conformada por una bicapa lipídica. Esta bicapa está formada por fosfolípidos que poseen una sección hidrofílica y otra hidrofóbica (característica anfipática). La membrana es atravesada por proteínas de membrana las cuales pueden pasar de un lado a otro de la membrana (proteínas integrales) o permanecer exclusivamente del lado del citosol de la célula (proteínas periféricas). En las membranas celulares de los microorganismos suelen aparecer cadenas de azúcares llamados oligosacáridos y glucolípidos. Los oligosacáridos suelen asociarse a las proteínas integrales mientras que los glucolípidos se asocian a los fosfolípidos de la membrana. Ambos conforman lo que se denomina glucocalix, el cual es una cobertura de azúcar que cumple la misma función que una cápsula.

Célula procariota
La célula procariota es más sencilla que la célula eucariota debido a que no posee nucleo ni organelas complejas internas.
Dentro del citosol las bacterias suelen presentar un nucleoide, que es solamente el ADN bacteriano condensado en una región. Este nucleoide no posee ningún tipo de pared. Luego se pueden observar cuerpos de inclusión, los cuales tienen múltiples funciones, desde la acumulación de gas hasta la capacidad de digestión y eliminación de compuestos tóxicos para la célula. Por último se suelen encontrar en las células de bacterias un gran número de ribosomas activos. La célula está englobada por una membrana celular formada por la bicapa lipídica. A esta membrana le sigue una pared celular y una cápsula. El grosor de la pared celular y su composición diferencian a las bacterias gram + y gram -.



Célula eucariota
Comparativamente la célula eucariota es más compleja que la procariota por 2 motivos: posee organelas internas y el núcleo se encuentra delimitado por una pared porosa. En el citoplasma celular encontramos estructuras como los microtúbulos, centriolos, vesículas, retículos endoplasmáticos y aparato de Golgi. También encontramos a las mitocondrias, las cuales son células procariotas que han sido incluidas por la célula eucariota hace millones de años. Dentro del núcleo (nucleoplasma) encontramos al ADN y un cuerpo denominado nucléolo. En este último se ensamblan los ribosomas.
Célula eucariota animal generalizada

La mitocondria y la teoría de la endosimbiosis
Dentro de cada célula eucariota se encuentra un cuerpo que durante mucho tiempo se consideró una organela de las células. La llamaron “mitocondria”. Pero lo llamativo fue que, al estudiarla en detalle, los investigadores descubrieron que este cuerpo poseía su propio ADN. Lynn Margulis dedicó muchos años al estudio de las mitocondrias y descubrió que estas eran en realidad bacterias que habían sido “comidas” por células eucariotas, pero que al detectar el beneficio que generaban las adoptaron en un proceso simbiótico. Este proceso se denominó endosimbiosis. La bacteria que conforma la mitocondria le da a las células una característica muy importante: pueden utilizar el oxígeno del aire para la obtención de energía. Dicho de otra forma, nosotros toleramos el oxígeno debido a que en cada célula de nuestro cuerpo hay mitocondrias.


viernes, 15 de noviembre de 2013

Historia de la Microbiología

Las observaciones de Anton van Leeuwenhoek sobre los “animáculos” plantearon un nuevo dilema en una sociedad marcada fuertemente por la religión:
¿De dónde vienen estas criaturas diminutas? ¿Son obra de dios? ¿Cómo se multiplican?
Estas preguntas llevan al planteamiento de teorías respecto del origen de estas, hasta entonces, desconocidas criaturas.


El dilema de la Teoría de la Generación Espontánea (TGE)
Para poder comprender la TGE es importante primero entender qué significa “generación espontánea”.
Generación espontánea: Es la aparición de cualquier ser vivo (microorganismos o macroorganismos) a partir de la materia inorgánica. Este fenómeno se conoce como abiogénesis (a: sin; bio: vida; génesis: creación, generación).
Por lo tanto la TGE es una teoría (una teoría es algo que se postula pero que no está probado de manera inequívoca, como lo sería una ley) que plantea que los microorganismos surgían de materia inanimada como los minerales y el aire. Esta teoría fue fuertemente respaldada por la religión.

Los científicos, al contrario de los religiosos, planteaban que los microorganismos debían comportarse como el resto de los seres vivos y que un microorganismo debía provenir de otro previo. Plantean la existencia de gérmenes.
Gérmenes: Semillas de las cuales provienen los microorganismos y fueron generados por ellos.

En un principio, debido a la fuerte influencia de la religión en la sociedad, la TGE fue más aceptada. Sin embargo muchos científicos como Francesco Redi y Luis Pasteur lucharon por remover esta idea de la sociedad.

Los científicos utilizan el método científico para probar sus ideas.



Pruebas contra la generación espontánea:

Franchesco Redi (Los gusanos de la mosca)
En 1688 Redi publica un artículo revelador. Hasta ese momento la aparición de gusanos en la carne era considerado una generación espontánea. Nadie imaginaba que los gusanos eran en realidad los hijos de las moscas. Sin embargo Redi sospechó que así era y se dedicó a probarlo. Utilizando el método científico planteó su experimento.

Observación: Gusanos en carne putrefacta.

Hipótesis: Los gusanos provienen de las moscas (Hipótesis inversa: los gusanos se generan espontáneamente)

Diseño experimental
Poner carne en frasco con red para impedir el ingreso de las moscas (Tratamiento 1)
Poner carne en frasco tapado (Tratamiento 2)
Poner carne en frasco sin red (Control)

Resultado: En el frasco con red y en el frasco tapado no hay gusanos mientras que en el frasco sin red hay gusanos.

Conclusión: Dado que la única diferencia entre los tratamientos fue que en el frasco con red las moscas no pudieron ingresar, los gusanos sólo pueden aparecer en presencia de moscas y por lo tanto estas los generan.
Este experimento confirmó que los gusanos no se generaban espontáneamente. Pero la putrefacción de la carne y la aparición de bacterias no pudo ser explicada por Redi.

Louis Pasteur (Esterilidad de medios de cultivo)
Pasteur fue un microbiólogo francés que en 1861 demostró que los microorganismos no se generan espontáneamente. Anteriormente ya había propuesto su idea en el ámbito científico con gran aceptación, pero las ramas más conservadoras se negaban a aceptarlo. Finalmente Pasteur decide poner punto final a la discusión y plantea un experimento.

Observación: Los medios de cultivo que contienen muchos nutrientes y se encuentran expuestos al aire se pudren

Hipótesis: Los microorganismos que pudren el medio de cultivo se encuentran en el aire como esporas.

Diseño experimental
Paso1: Comprobar que los microorganismos se encuentran en el aire
Filtrar aire a través de un tubo con algodón y observar el algodón al microscopio
Poner el algodón en un medio de cultivo y observar si el mismo se pudre

Resultado: Luego de filtrar el aire Pasteur observa que en el algodón se acumulan microorganismos y al ponerlos en el medio de cultivo crecen y pudren el medio de cultivo.

Conclusión: Los microorganismos están presentes en el aire y pueden crecer en el medio de cultivo.

Diseño experimental
Paso2: Comprobar que si los microorganismos son filtrados del aire no se produce crecimiento en el medio de cultivo estéril aún estando expuestos al aire
Crear un recipiente que permita el ingreso de aire sin filtro pero que retenga a los microorganismos
Esterilizar medio de cultivo dentro del recipiente y dejar reposar
Romper el cuello del recipiente y dejar reposar

Resultado: En el recipiente capaz de filtrar el aire sin impedirle pasar el medio de cultivo esterilizado no se pudre. Para lograr esto Pasteur tuvo que diseñar su famoso Frasco cuello de Cisne. Al romper el cuello o hacer que el líquido se acerque a las zonas expuestas al cuello el medio de cultivo se contamina. De esta manera Pasteur demuestra que el contacto con los microorganismos que quedaron pegados al vidrio del lado interno del cuello son los causantes de la putrefacción.

Conclusión: El aire es el transporte de microorganismos que causan la putrefacción de cualquier materia nutritiva, pero no es capaz de crear vida.

Conclusión final: Los microorganismos que se encuentran en el aire son los agentes causales de la contaminación de los medios de cultivo. Estos microorganismos no se originan por generación espontánea sino por otro microorganismo previo.

Louis Pasteur demostró que la contaminación por microorganismos no es explicada por la TGE sino por la contaminación con microorganismos existentes en el ambiente y dispersados por al aire. Vale la pena aclarar que, a pesar de los hermosos dibujos que se han hecho de los famosos matraces "Cuello de Cisne", Pasteur era un excelente microbiólogo, pero no era vidriero y los matraces originales difieren en su forma, ¡aunque cumplen perfectamente la función! 

Introducción a la microbiología

¿Qué son los microorganismos?
  • Conceptos de tamaño: El ojo humano no distingue más allá del milímetro (comparar con regla). Los microorganismos son organismos vivos de tamaño menor a 1 mm. Pueden ser unicelulares o multicelulares.
  • Formas de los microorganismos: Variadas. Más sencillas esféricas.

Microorganismos:
Algunas preguntas disparadoras...
¿Dónde se encuentran?
¿Cuántos son? (en términos de biodiversidad y biomasa)
¿Cuál es su función en el ecosistema?

Historia de la Microbiología
La aparición del microscopio
Antony/Anton van Leeuwenhoek (1632-1723)
  • Trabajaba en fábrica de tejidos de ropa
  • Sin formación científica
  • Inventa microscopio para observar la resiliencia de los tejidos (la capacidad de recuperar su forma original)
  • Describe microorganismos que observa en la punta de una aguja
  • Sus descubrimientos no son aceptados por la Real Sociedad hasta 1680)
  • van Leeuwnhoek describe a los microorganismos como “animáculos”

Las observaciones de van Leeuwenhoek plantearon un dilema a nivel religioso
¿De dónde vienen estas criaturas diminutas?, ¿Son obra de dios?, ¿Cómo se multiplican?

El dilema de la Teoría de la Generación Espontánea
¿Qué significa generación espontánea?

Definición: Generación espontánea es la aparición de la vida desde materia inorgánica muerta.
Vs.
Gérmenes: semillas de las cuales provienen los microorganismos y fueron generados por ellos.


Debido a la religión, la generación espontánea fue más aceptada en un principio.