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Tabla de energías de formación de compuestos interés biológico.
Clasificación de las enzimas. (665 KB)
1.- Introducción: Panorámica general de la microbiología y biología celular.
Los
microorganismos como células. Procesos moleculares en las células. Crecimiento,
mutación y evolución. Estructura celular. Relaciones evolutivas entre los seres
vivos. Poblaciones, comunidades y ecosistemas. Cultivo de los microorganismos en
el laboratorio. El impacto de los microorganismos sobre las actividades humanas.
Breve historia de la microbiología.
Átomos. Moléculas y enlace químico. El agua como solvente biológico. Pequeñas moléculas: monómeros. Carbohidratos y polisacáridos. Ácidos grasos y lípidos. Nucleótidos y ácidos nucleicos. Aminoácidos y proteínas. Estereoisomería.
Tipos de estructura celular: procariotas y eucariotas. Estructura de la membrana citoplasmática. Función de la membrana citoplasmática. Pared celular de los procariotas. La membrana externa de las bacterias Gram negativas. Síntesis de la pared celular y división celular. Estructura del DNA en procariotas. Flagelos y movilidad. Quimiotaxis, fototaxis y otras taxias. Estructuras de la superficie bacteriana e inclusiones celulares. Vesículas de gas. Endosporas. El núcleo: orgánulo que define a los eucariotas. Orgánulos: mitocondrias y cloroplastos. Comparaciones entre células procariotas y eucariotas.
Generalidades del metabolismo. Nutrición microbiana. Medios de cultivo. Energética. Catálisis y enzimas. Oxidación-reducción. Transportadores de electrones. Compuestos altamente energéticos. Fermentación y fosforilación de sustratos. Glucolisis: la ruta de Embden-Meyerhof. La respiración. Sistemas transportadores de electrones. Conservación de energía desde el transporte de electrones. El flujo de carbono: ciclo del ácido cítrico. Balance de la respiración aeróbica y almacenamiento de energía. Modos alternativos de generación de energía. Vías biosintéticas: anabolismo. Metabolismo de los azúcares. Biosíntesis de aminoácidos. Biosíntesis de purinas y pirimidinas. Biosíntesis de ácidos grasos.
5.- Crecimiento microbiano.
Visión global del crecimiento celular. Crecimiento de poblaciones. Ciclo de crecimiento de las poblaciones. Medición del crecimiento. Cultivo continuo. Efecto de factores ambientales sobre el crecimiento. Efecto de la temperatura sobre el crecimiento microbiano. Crecimiento microbiano a temperaturas extremas. Acidez y alcalinidad (pH). Disponibilidad de agua. Oxígeno.
6.- Macromoléculas y genética molecular.
Macromoléculas e información genética. Estructura del DNA. Elementos genéticos. Restricción y modificación del DNA. Replicación del DNA. La transcripción. Procesamiento del RNA y ribozimas. RNA de transferencia. Traducción: el proceso de síntesis de proteínas. El código genético.
7.- Regulación de la expresión génica.
Regulación de la actividad enzimática. Proteínas que unen DNA. Regulación de la transcripción: inducción y represión. Regulación de la transcripción: control positivo. Atenuación. Control global. Transducción de señales y sistemas reguladores de dos componentes. Diferencias en la expresión génica de procariotas y eucariotas.
8.- Virus.
Propiedades generales de los virus. Naturaleza del virión. El hospedador. Cuantificación de virus. Características generales de la replicación vírica. Etapas en la multiplicación vírica. Visión general de los virus bacterianos. Bacteriófagos con RNA. Bacteriófagos icosaédricos con DNA monocatenario. Bacteriófagos filamentosos con DNA monocatenario. Bacteriófagos con DNA bicatenario: virus líticos. Bacteriófagos temperados: lisogenia y fago lambda. Un fago transponible: bacteriófago Mu. Generalidades de los virus animales. Virus animales con RNA de cadena positiva. Virus animales con RNA de cadena negativa. Virus con RNA bicatenario: los reovirus. Replicación de virus animales con DNA. Herpesvirus. Poxvirus. Adenovirus. Retrovirus. Viroides y priones.
9.- Genética microbiana.
Mutaciones y mutantes. Bases moleculares de la mutación. Mutágenos. Mutagénesis y carcinogénesis: test de Ames. Recombinación genética. Transformación genética. Transducción. Plásmidos. Conjugación y movilización del cromosoma. Transposones y secuencias de inserción. Visión general del mapa genético bacteriano. Genética de microorganismos eucariotas. Genética de levaduras. Genética de mitocondrias.
10.- Ingeniería genética y biotecnología.
Clonación molecular. Los plásmidos como vectores de clonación. El bacteriófago lambda como vector de clonación. Otros vectores. Hospedadores para vectores de clonación. Búsqueda del clon idóneo. Vectores de expresión. DNA sintético. Amplificación del DNA: PCR. Clonación y expresión de genes de mamíferos en bacterias. Mutagénesis in vitro y dirigida. Aplicaciones prácticas de la ingeniería genética. Obtención de proteínas de mamíferos y de vacunas mediante ingeniería genética. Ingeniería genética en plantas agrícolas. Ingeniería genética en animales y genética humana. La ingeniería genética como herramienta en la investigación microbiológica. Resumen de los procesos fundamentales de la ingeniería genética.
11.- Control del crecimiento microbiano.
Esterilización por calor. Esterilización por radiación. Esterilización por filtración. Control químico del crecimiento. Desinfectantes y antisépticos. Control del crecimiento microbiano en alimentos. Análogos de factores de crecimiento. Antibióticos. Antibióticos β-lactámicos: penicilinas y cefalosporinas. Antibióticos producidos por procariotas. Control de los virus. Control de los hongos. Resistencia a los antibióticos.
12.- Microbiología industrial.
Microorganismos y productos industriales. Crecimiento y síntesis del producto en procesos industriales. Características de las fermentaciones a gran escala. Cambio de escala en la fermentación (escalado). Antibióticos: aislamiento y caracterización. Producción industrial. Vitaminas y aminoácidos. Bioconversión microbiana. Enzimas. El vinagre. Ácido cítrico y otros compuestos orgánicos. Levadura. Alcohol y bebidas alcohólicas. Alimentos a partir de microorganismos. Microbiología de las aguas residuales.
13.- Diversidad metabólica de los microorganismos.
Metabolismo productor de energía. Fotosíntesis. Función de la clorofila y bacterioclorofila en la fotosíntesis. Fotosíntesis anoxigénica. Fotosíntesis oxigénica. Aspectos adicionales de las reacciones fotosintéticas de la fase luminosa: carotenoides y ficobilinas. Fijación autótrofa del CO2: ciclo de Calvin. Quimiolitotrofía. Bacterias oxidantes del hidrógeno. Bacterias del azufre. Bacterias oxidantes del hierro. Bacterias oxidantes de amoníaco y nitritos. Resumen de la autotrofía y producción de ATP en los quimiolitotrofos. Respiración anaeróbica. Reducción de nitratos y el proceso de desnitrificación. Reducción de sulfatos. El CO2 como aceptor de electrones: metanogénesis y acetogénesis. Otros aceptores de electrones en la respiración anaeróbica. Fermentaciones: rendimiento energético y de oxidación-reducción. Fermentaciones: diversidad, sintrofía y función en la descomposición anóxica. Utilización de hexosas, pentosas y polisacáridos. Metabolismo de ácidos orgánicos. Los lípidos como nutrientes microbianos. El oxígeno molecular (O2) como reactivo en los procesos bioquímicos. Transformaciones de hidrocarburos. Metabolismo del nitrógeno. Fijación del nitrógeno.
14.- Ecología microbiana.
Los microorganismos en la naturaleza. Métodos de la ecología microbiana. Métodos de enriquecimiento y aislamiento. Identificación y cuantificación. Mediciones de la actividad microbiana: isótopos radiactivos y microelectrodos. Mediciones de la actividad microbiana: isótopos estables. Hábitats acuáticos. Ambientes terrestres. Microbiología de las profundidades marinas. Fuentes hidrotermales submarinas. Ciclo del carbono. Metanogénesis y sintrofía. El ecosistema microbiano del rumen. Ciclos biogeoquímicos: nitrógeno. Ciclos biogeoquímicos: azufre. Ciclos biogeoquímicos: hierro. Lixiviación microbiana. Ciclos biogeoquímicos: oligoelementos y mercurio. Biodegradación del petróleo. Biodegradación de compuestos xenobióticos. Interacciones planta-microorganismo. Agrobacterium e interacciones con plantas: tumoraciones y pelos radicales. Bacterias de los nódulos radicales y simbiosis con leguminosas.
15.- Evolución sistemática y taxonomía microbianas.
Evolución de la Tierra y primeras formas de vida. Organismos primitivos y estrategias metabólicas. Organismos primitivos y código molecular. Eucariotas y orgánulos. Cronómetros evolutivos. Secuencias del RNA ribosómico y evolución. Filogenia microbiana a partir de la secuenciación del RNA ribosómico. Características de los dominios primarios. Taxonomía, nomenclatura y el Bergey´s Manual.
16.- Diversidad procariótica: dominio Bacteria.
Bacterias rojas y verdes. Cianobacterias. Proclorófitos. Quimiolitotrofos: bacterias nitrificantes. Quimiolitotrofos: bacterias oxidantes de azufre y de hierro. Quimiolitotrofos: bacterias oxidantes de hidrógeno. Metanotrofos y metilotrofos. Bacterias reductoras de sulfato y de azufre. Bacterias homoacetogénicas. Bacterias con yemas y con apéndices (prostecadas). Espirilos. Espiroquetas. Bacterias deslizantes. Bacterias con vaina. Pseudomonas. Bacterias aeróbicas de vida libre fijadoras de nitrógeno. Bacterias del ácido acético. Zymomonas y Chromobacterium. Vibrio y géneros relacionados. Bacilos aeróbicos facultativos Gram negativos. Neisseria y otros cocos Gram negativos. Rickettsias. Clamidias. Bacterias Gram positivas: cocos. Bacterias del ácido láctico. Bacilos y cocos Gram positivos formadores de endosporas. Micoplasmas. Bacterias Gram positivas con elevado contenido de GC: "actinomicetes". Bacterias corineformes. Bacterias de ácido propiónico. Mycobacterium. Actinomicetes filamentosos.
17.- Diversidad procariótica: dominio Archaea.
Arqueas halofílicas extremas. Metanógenos: arqueas productoras de metano. Arqueas hipertermofílicas. Thermoplasma: una célula arqueana sin pared. Los límites de la existencia microbiana: temperatura. Las arqueas: ¿primeras formas de vida?.
18.- Eukarya: microorganismos eucarióticos.
Algas. Hongos. Hongos mucosos. Protozoos.
19.- Relaciones hospedador-parásito.
Interacciones microbianas con organismos superiores. Microbiota de la piel. Microbiota de la cavidad bucal. Microbiota del tracto gastrointestinal. Microbiota de otras zonas corporales. Entrada del patógeno en el hospedador. Colonización y crecimiento. Exotoxinas. Enterotoxinas. Endotoxinas. Virulencia. Defensas inespecíficas del hospedador. Inflamación y fiebre.
20.- Conceptos de inmunología.
Células y órganos del sistema inmune. Inmunógenos y antígenos. Inmunidad inespecífica: fagocitos y fagocitosis. Inmunidad específica: linfocitos. Inmunoglobulinas (anticuerpos). Receptores de las células T. Proteínas de histocompatibilidad. Citocinas. Inmunidad mediada por células. Selección clonal y tolerancia inmune. Mecanismo de formación de las inmunoglobulinas. Genética y evolución de las inmunoglobulinas y de los receptores de las células T. El sistema del complemento. Anticuerpos policlonales y monoclonales. Reacciones antígeno-anticuerpo. Enfermedades inmunológicas. Inmunidad frente a las enfermedades infecciosas.
21.- Microbiología e inmunología clínica y diagnóstica.
Aislamiento de patógenos de muestras clínicas. Métodos de identificación dependientes de cultivo. Cultivos para probar la sensibilidad a los antibióticos. Inmunodiagnóstico. Aglutinación. Microscopía inmunoelectónica. Anticuerpos fluorescentes. Enzimoinmunoanálisis y radioinmunoanálisis. Técnicas de inmunotransferencia. Sondas de ácidos nucleicos para diagnóstico clínico. Virología diagnóstica. Seguridad en el laboratorio clínico.
22.- Epidemiología y microbiología sanitaria.
La epidemiología como ciencia. Terminología epidemiológica. Reservorios de la enfermedad. Epidemiología del SIDA. Transmisión de las enfermedades infecciosas. La comunidad de hospedadores. Infecciones adquiridas en el hospital (nosocomiales). Medidas sanitarias para el control de las epidemias. Consideraciones globales sobre la salud. Emergencia y resurgimiento de enfermedades infecciosas.
23.- Principales enfermedades microbianas.
Transmisión de patógenos por el aire. Infecciones respiratorias bacterianas. Mycobacterium y tuberculosis. Infecciones respiratorias víricas. ¿Por qué son tan comunes las infecciones respiratorias?. Enfermedades de transmisión sexual. Síndrome de la inmunodeficiencia adquirida. Enfermedades transmitidas por animales: rabia. Enfermedades transmitidas por insectos y garrapatas: rickettsias. Enfermedades transmitidas por garrapatas: enfermedad de Lyme. Enfermedades transmitidas por insectos: paludismo. Enfermedades transmitidas por insectos: peste. Enfermedades transmitidas por los alimentos. Enfermedades transmitidas por el agua. Sanidad y calidad del agua. Hongos patógenos.