Prote

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Importancia de los microorganismos para la
biosfera y para las personas
Marta Gutiérrez del Campo
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Intervención de los microorganismos en las
transformaciones o ciclos biogeoquímicos.
Las bacterias y los hongos son los
microorganismos que, junto a los productores,
permiten la existencia del ciclo de la materia en
la biosfera. Su función es descomponer la materia
orgánica procedente de restos vegetales,
cadáveres y excrementos, convirtiéndola en
materia inorgánica que vuelve a ser utilizada por
los productores Como ejemplos de ciclos
biogeoquímicos, y el papel que desempeñan los
microorganismos en ellos, estudiaremos el ciclo
del carbono, ciclo del azufre y el ciclo del
nitrógeno.
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Intervención de los microorganismos en las
transformaciones o ciclos biogeoquímicos.
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Intervención de los microorganismos en las
transformaciones o ciclos biogeoquímicos.
CICLO DEL CARBONO
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Intervención de los microorganismos en las
transformaciones o ciclos biogeoquímicos.
CICLO DEL CARBONO

• Ciclo del carbono
• Importancia de los ciclos
• Esquema ciclo global C
• Cambios CO2 atmósfera
• Emisiones de CO2
• Absorción de CO2 por océanos
• Implicaciones ecológicas del aumento de CO2

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Intervención de los microorganismos en las
transformaciones o ciclos biogeoquímicos.
CICLO DEL CARBONO
Porque es importante el estudio de los ciclos y
en concreto el de Carbono?

• Ejemplo de sistemas Depósitos, flujos,
  interconexión entre distintos compartimentos
• Importancia de la vida en el mantenimiento de los
  ciclos
• Importancia de la actividad del hombre
• Mucho dinero en juego Acuerdos de Kioto, etc
• Muchos efectos sobre los ecosistemas, que no se
  tienen en cuenta desde el punto de vista económico

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Intervención de los microorganismos en las
transformaciones o ciclos biogeoquímicos.
CICLO DEL NITRÓGENO
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Intervención de los microorganismos en las
transformaciones o ciclos biogeoquímicos.
CICLO DEL AZUFRE
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Los microorganismos como agentes de enfermedades
infecciosas.

• Los microorganismos se encuentran en todas partes
  y pueden ser
• Patógenos si causan enfermedades.
• Beneficiosos si son usados para la producción
  de alimentos y están presentes dentro (son la
  denominada flora normal) y fuera del cuerpo.

El grado de patogenidad se denomina virulencia y
se mide, generalmente, por el número de
microorganismos necesarios para desarrollar la
enfermedad. Hay microorganismos que normalmente
no son patógenos pero pueden serlo cuando
disminuyen los mecanismos defensivos de un
animal son los microorganismos oportunistas
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Los microorganismos como agentes de enfermedades
infecciosas.
POSTULADOS ROBERT KOCH

1. El agente debe estar presente en cada caso de
   enfermedad en las condiciones apropiadas y
   ausente en las personas sanas.
2. El agente no debe aparecer en otra enfermedad de
   manera fortuita o saprofita.
3. El agente debe ser aislado del cuerpo en un
   cultivo puro a partir de las lesiones de la
   enfermedad.
4. El agente debe provocar la enfermedad en un
   animal susceptible al ser inoculado.
5. El agente debe ser aislado de nuevo de las
   lesiones producidas en los animales de
   experimentación.

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Los microorganismos como agentes de enfermedades
infecciosas.
POSTULADOS ROBERT KOCH
Animal sano
Cultivo
1.- El microorganismo patógeno debe estar
presente en animales que sufran la enfermedad y
no en individuos sanos.
2.- El microorganismo debe ser cultivado en un
cultivo puro fuera del cuerpo del animal.
Animal enfermo
Cultivo
4.- El microorganismo debe ser reaislado a partir
de animales inoculados, y ser idéntico al
original.
Cultivo
Animal sano inoculado con cultivo patógeno
3.- Cuando se inocula ese cultivo en un animal
sano debe provocar en él la enfermedad.
Síntomas de enfermedad
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Los microorganismos como agentes de enfermedades
infecciosas.
VÍAS DE INFECCIÓN

• Primer paso es la colonización por parte de los
  microorganismos de tegumentos y mucosas
  corporales.
• La entrada de microorganismos puede tener lugar a
  través de distintas vías
• Heridas o abrasiones en los tegumentos.
• Roturas microscópicas en las mucosas.
• Picaduras de artrópodos (arácnidos e insectos,
  principalmente).
• Adherencia específica del microorganismo a las
  células del hospedador y paso a través de células
  epiteliales.
• En determinadas circunstancias, algunos
  microorganismos forman colonias muy numerosas en
  los tegumentos, las cuales son responsables de
  una lesión epitelial, produciéndose inflamación y
  rotura, a través de la cual penetran.
• Una vez dentro, los microbios tienen que
  reproducirse.

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Los microorganismos como agentes de enfermedades
infecciosas.
VÍAS DE INFECCIÓN

• En esta primera fase tienen que superar los
  mecanismos defensivos del hospedador, lo que
  incluye la inflamación, la detención en los
  ganglios linfáticos y su eliminación de la sangre
  por acción de los fagocitos. Si consiguen
  superarlos, se desarrolla la enfermedad.
• El tiempo que transcurre desde que penetran hasta
  la manifestación de los síntomas de enfermedad se
  denomina período de incubación.
• Las infecciones pueden ser
• Superficiales si el microorganismo se multiplica
  en las células epiteliales de la zona de entrada.
  
• Sistémicas si alcanzan los vasos sanguíneos y se
  multiplican en varios órganos a la vez.

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Los microorganismos como agentes de enfermedades
infecciosas.
FACTORES DE PATOGENICIDAD TÓXINAS

• Patogenicidad
• Capacidad de un microorganismo para causar
  enfermedad
• Se usa para describir o comparar especies
• Virulencia
• Grado de patogenicidad de un microorganismo
• Se usa para describir o comparar cepas dentro de
  una especie

Las toxinas sustancias venenosas de bajo peso
molecular, que pueden ser excretadas al medio
(exotoxinas), o retenidas dentro de la célula
(endotoxinas). Estas toxinas pueden provocar
daños locales, cuando son muy específicas, o
difundirse y causar lesión sistémica.
Invasividad Capacidad de un organismo para
penetrar, sobrevivir a las defensas,
multiplicarse y diseminarse. Toxigenicidad
Capacidad de ciertos organismos para producir
exotoxinas
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Biotecnología.
CONCEPTO
Disciplina basada en la utilización de seres
vivos o sus componentes, para realizar
determinados procesos químicos con finalidad
industrial.
Ingeniería genética
Procedimientos biotecnológicos clásicos
FERMENTACIONES
Extración del ARNm
Producción de medicamentos
Traducción y obtención de la proteína
Conseguir órganos para trasplante
Estudio de la posible solución terapéutica
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Biotecnología.
APLICADAS A LA MEJORA DEL MEDIO AMBIENTE

1. Eliminación de metales pesados.
2. Eliminación de mareas negras.
3. Obtención de energía no contaminante.
4. Tratamiento de residuos urbanos e industriales.
5. Tratamiento de diferentes tipos de contaminación
   asociados a la industria del petróleo.
6. Tratamiento de la contaminación producida por
   herbicidas, pesticidas e insecticidas.
7. Depuración de aguas residuales.

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Biotecnología.
APLICADAS A LA MEJORA DEL MEDIO AMBIENTE
Biorremediación
Uso de microorganismos vivos para el tratamiento
y el control de la contaminación
Suelos
Aire
Agua
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Biotecnología.
APLICADAS A LA MEJORA DEL MEDIO AMBIENTE
Depuración de aguas residuales Las aguas
residuales generadas en las poblaciones urbanas
deben regresar al medio ambiente, ya sea a través
del cauce de un río, un lago o el mar. Estas
aguas no deben provocar una contaminación en
estos ecosistemas. Por ello, el agua residual se
trata en plantas de depuración de agua para
rebajar la cantidad de contaminantes.
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Biotecnología.
APLICADAS A LA MEJORA DE LA SALUD

•  La biotecnología tiene en la salud humana, entre
  otros, los siguientes campos de aplicación
• Prevención de enfermedades hereditarias.
• Terapia génica.
• Producción de vacunas.
• Obtención de anticuerpos monoclonales e
  interferones.
• Producción de hormonas (por ejemplo insulina y
  hormona del crecimiento).
• Producción de antibióticos y otros productos
  farmacéuticos.

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Biotecnología.
APLICADAS A LA MEJORA DE LA SALUD
Transformaciones Genéticas
Genética
Enfermedades Hereditarias
Vacunas Recombinantes
Fármaco genética
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Biotecnología.
DE LOS ALIMENTOS

• El hombre desde la antigüedad ha obtenido
  productos alimenticios con la intervención de los
  microorganismos, a pesar de desconocer su
  existencia.
• Por ejemplo
• Pan.
• Yogur.
• Queso.
• Mantequilla.
• Vinagre.
• Vino.
• Cerveza.
• Encurtidos.
• Producción de proteínas para piensos de animales
  domésticos.
• Síntesis de vitaminas que se añaden a los
  alimentos o en compuestos farmacéuticos. (Por
  ejemplo la vitamina B12 es producida
  industrialmente a partir de bacterias y la
  riboflavina es producida por diversos
  microorganismos como bacterias y hongos).
• Síntesis de aminoácidos que se utilizan como
  aditivos alimentarios. (Ejemplos de aminoácidos
  producidos por fermentación microbiana son el
  ácido glutámico, la lisina, la glicina, la
  metionina y la alanina).

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Biotecnología.
DE LOS ALIMENTOS FERMENTACIONES
Tipo de fermentación Microorganismo implicado Sustrato Producto Alimento
Alcohólica Levadura Almidón, Glucosa Etanol y CO2 Pan, vino, cerveza
Láctica Bacteria Carne picada Ácido láctico Embutidos
Homoláctica Bacteria Lactosa, glucosa Ácido láctico Yogur, queso
Heteroláctica Bacteria Carne picada, pescado Ácido láctico, CO2 y etanol Embutidos, salsas de pescado, salazón, pasta de pescado
Acética Bacteria Vino, suero, malta, sidra Ácido acético Vinagre
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Biotecnología.
DE LOS ALIMENTOS
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Biotecnología.
DE LOS ALIMENTOS
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Biotecnología.
DE LOS ALIMENTOS
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Biotecnología.
DE LOS ALIMENTOS YOGURT
Se utiliza leche, que fermenta mediante
determinadas cepas de las bacterias Lactobacillus
y Streptococcus que transforman la lactosa en
ácido láctico. El ácido láctico es el causante de
la precipitación de las proteínas de la leche.
Ambos microorganismos necesitan una temperatura
de 45ºC para desarrollarse al máximo, por eso la
leche se envasa en caliente para que después siga
el proceso de fermentación en la estufa a dicha
temperatura. El pH del yogur (después del
enfriamiento a 4 ºC) es alrededor de 4, este
medio ácido impide el crecimiento de otras
bacterias. Actualmente la producción de yogures
se ha especializado en gran cantidad de sabores e
incluso en el enriquecimiento de nuevas
bacterias.
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Biotecnología.
DE LOS ALIMENTOS QUESO
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Biotecnología.
DE LOS ALIMENTOS CERVEZA
Los granos de cebada, no contienen azúcares
fermentables. Por lo tanto el almidón de los
granos debe ser SACARIFICADO antes de su
fermentación por las levaduras.
El malteado corresponde a las primeras etapas de
la germinación y su objetivo es la germinación
controlada del grano de cebada mediante la cual
se producen enzimas amilasas, ß-glucanasas y
proteasas- que sirven para hidrolizar materiales
de reserva del grano
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Biotecnología.
DE LOS ALIMENTOS CERVEZA
Es un proceso que se conoce desde antiguo, ya
que, al parecer, los babilonios fueron los
primeros en elaborar la cerveza. Se basa en la
fermentación alcohólica que realizan las
levaduras del género Saccharomyces. La cerveza se
obtiene por fermentación de la cebada realizada
por las levaduras S. cerevisae o S.
carlsbergensis. Los granos de cebada se ponen a
remojo, de forma que germinan y generan amilasas
suficientes que hidrolizan el almidón. Después se
secan, lo que constituye la malta, la cual se
puede almacenar hasta su uso. Con la malta se
obtiene el mosto de cerveza, al cual se adiciona
el lúpulo, encargado de dar a la cerveza el sabor
amargo y de conservarla del crecimiento
bacteriano. Es entonces cuando se añade el
inóculo, que fermenta durante cinco a diez días a
temperatura y pH adecuados.
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Biotecnología.
DE LOS ALIMENTOS CERVEZA
http//recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bach
illerato/biotec/cerveza.htm
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Biotecnología.
DE LOS ALIMENTOS PAN
Primera fase de fermentado Esta fase de la
fabricación dura varias horas. Consiste en que
las levaduras actúen fermentando parte de los
componentes del pan. Para ello, la masa se somete
a una temperatura y humedad óptimas para el
desarrollo de Saccharomyces cerevisiae. Esta
temperatura oscila entre los 24 y 29º C y la
humedad es de un 75. Esta fermentación ocurre en
una masa muy grande, en la que todavía no se han
separado las porciones que formarán las barras de
pan. Segunda fase de fermentado Después de que
la masa se haya fermentado durante varias horas,
se corta y se le da forma al pan para que resulte
una superficie lisa que pueda ser capaz de
sujetar las bolsas de CO2. Después se le somete a
la masa durante un tiempo a las mismas
condiciones de temperatura y humedad que en la
primera fase de fermentado. Esta segunda fase
puede llegar hasta las 20 horas dependiendo del
resultado que se quiera obtener respecto a aroma
y sabor y es realmente cuando la levadura rompe
el azúcar produciendo burbujas de CO2.
Horneado Es un proceso muy importante, pues se
somete a la masa a unas temperaturas determinadas
y durante unos tiempos de cocción característicos
del tipo de pan. Al someter al pan a estas
temperaturas, que en general suelen ser mayores
de 200 grados, se matan a todas las levaduras y a
todos los posibles contaminantes excepto a formas
de resistencia, que pueden provocar
contaminaciones a la 24-36 horas. También se
consigue un aumento de la masa del pan, al
expandirse el CO2.debido al calor y un
endurecimiento de la superficie. Este
endurecimiento se produce por la evaporación del
agua de la corteza que supone una pérdida de peso
de un 8-14 de la masa.
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Biotecnología.
DE LOS ALIMENTOS VINO
En el caso del vino las levaduras responsables de
la vinificación son unos hongos microscópicos que
se encuentran de forma natural en los hollejos de
las uvas vitis vinifera l. Las especies de
levaduras empleadas en la elaboración del vino
suelen ser por regla general las Saccharomyces
cerevisiae aunque a veces también se emplean la
S. bayanus y la S. oviformis. Para frenar la
aparición de bacterias indeseables y otros
organismos limitantes de la fermentación se suele
esterilizar el mosto a veces con dióxido de
azufre (SO2) antes del proceso. La elaboración
del vino pasa por una fermentación alcohólica de
la fruta de la vid en unos recipientes en lo que
se denomina fermentación tumultuosa debido a gran
ebullición que produce durante un periodo de 10
días aproximadamente. Tras esta fermentación
'principal' en la industria del vino se suele
hacer referencia a una fermentación secundaria
que se produce en otros contenedores empleados en
el trasiego del vino joven. Los vinos blancos
fermentan a temperaturas relativamente bajas de
10º-15ºC y los vinos tintos a temperaturas
mayores de 20º-30ºC.
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Biotecnología.
DE LOS ALIMENTOS VINO
Orujo
Cuba de sedimentación
Cuba de fermentación
Trituración
Tanque de fermentación
Filtrado
Envejecimiento
Embotellado
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Epidemiología y salud pública
SALUD PUBLICA
La salud pública obtiene sus conocimientos de
prácticamente todas las ciencias, siendo su
actividad multidisciplinar, eminentemente social,
cuyo objetivo es la salud de la población.
Protección de la salud Detectan factores de
riesgo para la población y elaborar programas de
salud para la sociedad. Promoción de la salud
Son actividades que intentan fomentar la salud
de los individuos y colectividades, promoviendo
la adopción de estilos de vida saludables.
Prevención de la enfermedad Se basa en
intervenciones de prevención primaria
(vacunaciones), prevención secundaria o detección
precoz de enfermedades y de prevención terciaria
o de contención y/o rehabilitación de las
secuelas dejadas por el o los daños de las
funciones físicas, psíquicas y/o sociales. q debe
ser así para todos Restauración de la salud
Consiste en todas las actividades que se
realizan para recuperar la salud en caso de su
pérdida, que son responsabilidad de los servicios
de asistencia sanitaria que despliegan sus
actividades en dos niveles atención primaria y
atención hospitalaria.
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Epidemiología y salud pública
EPIDEMIOLOGÍA

• ES LA CIENCIA QUE TRATA O
• ESTUDIA LAS EPIDEMIAS

• Ciencia multidisciplinar
• Medicina.
• Estadística.
• Demografía.
• Sociología.
• Salud ambiental.

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Epidemiología y salud pública
EPIDEMIOLOGÍA

• En el estudio de las enfermedades infecciosas se
  acuñaron una serie de términos que permiten
  definir la gravedad de la enfermedad en relación
  a la población
• La prevalecía de una enfermedad en una población
  es la proporción o porcentaje de enfermos que la
  padecen en un momento dado.
• Una epidemia se considera cuando una determinada
  enfermedad ocurre, a un mismo tiempo, en un
  número exageradamente alto de individuos de una
  región.
• Pandemia es una epidemia ampliamente distribuida.
  Cuando una enfermedad está continuamente presente
  en una población, pero con poca incidencia, se
  dice que es endémica.
• Ocurren en casos esporádicos de una enfermedad
  cuando aparecen individualmente en zonas
  geográficamente separadas, implicando que entre
  ellos no guardan relación.
• Es una zona hay un brote de una enfermedad
  cuando, en un periodo corto de tiempo, se observa
  la aparición de un cierto número de casos cuando
  anteriormente solo aparecían casos esporádicos.
• Se denomina infección subclínica a la enfermedad
  de determinados individuos que no muestran
  síntomas, o solo muy leves, de una enfermedad.
  Dichos individuos son considerados como
  portadores de la enfermedad porque pueden
  transportar y diseminar activamente el
  microorganismo infeccioso.

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Los microorganismos
Patógenos
Virulencia
producen
intervienen en los
pueden ser
viene dada por
se combaten por
pueden emplearse en
Ciclos biogeoquímicos
pueden producir
Toxinas
Enzimas extracelulares
Enfermedades infecciosas
Biotecnología
Esterilización
Epidemias
puede ser
pueden ser
Endotoximas
Carbono
a través de
destacan el del
Exotoxinas
Contacto directo
Física
Química
Heridas
Azufre
Aerosoles
mediante
Radiación
Desinfectantes
Nitrógeno
mediante
mediante
se pueden curar por
Aire
pueden ser transmitidas por
Polvo
Filtración
Antisépticos
Hierro
provocan
Vía sexual
E.T.S
Calor
como la
Alimentos
producen
Animales
Zoonosis
Pasteurización
con aplicaciones
Quimioterapia
se combaten por
Alimentarias
Industria farmacéutica
Agropecuarias
Ingeniería genética
Medio ambiente
Agentes quimioterapéuticos
basadas en las
centradas en la obtención de
basada en la
como la
como por ejemplo las
Fermentaciones
Antibióticos
Vacunas
Manipulación genética
Sulfamidas
como la
centrada en la producción de
inhiben el
Alcohólica
Láctica
Piensos
Insecticidas
Eliminación de residuos
Crecimiento celular