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2º CURSO DE CIENCIAS BIOLOGICAS
PROGRAMA DE MICROBIOLOGIA . CURSO 2005/06
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. Concepto de gen. Transcripción: RNA
polimerasas, promotores, operadores y operones. Control positivo y negativo de la transcripción.
Sistemas de dos componentes. Ribosomas y traducción.
8.Mutaciones y su base química. La expresión de las mutaciones. Detección y aislamiento
de mutantes. Mecanismos generales de reparación del DNA.
9.Transferencia horizontal de información genética
Recombinación bacteriana: principios generales. Plásmidos.
Conjugación bacteriana. Transformación. Transducción.
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entre microorganismos.
Elementos transponibles.
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. 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.
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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. Inmunidad innata y específica. El sistema inmune. Visión general de la respuesta
inmune. Sistema integrado de defensa. Antígenos. Tipos de antígenos. Antígenos microbianos.
27.- Anticuerpos.Inmunoglobulinas. Estructura general. El parátopo. Clases de inmunoglobulinas.
Estructura y función. La reacción antígeno-anticuerpo. Aplicaciones. Técnicas inmunoquímicas
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. El complejo principal de
histocompatibilidad (MHC). Proteínas MHC-I y MHC-II. Otras moléculas de la superficie
linfocítica. Superfamilia genética de las inmunoglobulinas.
30.- La respuesta inmune. Selección clonal. Vías de procesamiento de antígeno. La respuesta
humoral o de anticuerpos. Cooperación celular. La respuesta celular. Citotoxicidad. DTH.
Regulación de la respuesta inmune. Memoria y Tolerancia inmunológicas.
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31.- Inmunidad frente a infecciones. Mecanismos inmunes frente a infecciones por virus,
bacterias, parásitos. El sistema del complemento. Efectos antimicrobianos. Mecanismos de
evasión de los microorganismos. 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. 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.- Microbiología de las aguas continentales y marinas. Factores que condicionan su población
microbiana. Bacterias luminosas y bioluminiscencia.
35.- Microbiología de la atmósfera. El aire como vector de difusión microbiana. Enfermedades
relacionadas
36.- Microbiología del suelo. Ciclos biogeoquímicos del carbono, nitrógeno, oxígeno, 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 hidrógeno molecular. Microbiología del petróleo.
VIII.- Microbiología Aplicada
37.- Utilización industrial de los microorganismos I. Fermentaciones. Fermentación alcohólica
en levaduras y bacterias. Producción de vinos, cervezas y otras bebidas alcohólicas. Fabricación
del pan.
38.- Fermentaciones homo y heterolácticas. Aplicación en industrias lácteas. Otras aplicaciones.
Fermentación propiónica: Las Propionibacterias y sus aplicaciones. Fermentaciones industriales
mediadas por los Clostridios.
39.- Utilización industrial de los microorganismos II. Oxidaciones incompletas. Producción de
vinagre y otros ácidos orgánicos. Producción de aminoácidos, vitaminas, enzimas. Producción de
antibióticos. Bioconversiones.
40.- Aplicación de microorganismos en minería y depuración Biolixiviación. Depuración
anaeróbica de aguas residuales: papel de las Arqueas metanógenas.
41.- 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. Cromosomas artificiales. Inserción de genes en células
eucariotas.
Bibliografía Recomendada
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Prescott, Harley, y Klein. “Microbiología”, 5ª ed. 2004. MacGraw-Hill
Madigan, y cols. Brock "Biología de los microorganismos" Prentice-Hall. 2004. 10ª
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. 2000. 4ª 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