Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

Fundamentos moleculares y fisiológicos de la biotecnología/Fundamentos de microbiología y fisiología

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Descripción/Contenidos

Diversidad microbiana. Estructura y función. Nutrición, crecimiento y reproducción. Metabolismo microbiano. Infección y patogenicidad.

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Competencias genéricas

• CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.

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Competencias específicas

• CG2 - Expresar, argumentar y razonar adecuadamente sobre los aspectos que son propios del grado, siendo capaces de plantear nuevas preguntas, integrarlas en el contexto adecuado y generar un avance en el conocimiento científico y profesional.
• CG3 - Tener las habilidades experimentales y analíticas para trabajar con autonomía en un laboratorio siendo capaz de plantear experimentos y de describir, analizar, evaluar e interpretar la información resultante para proponer soluciones alternativas y novedosas frente a problemas conocidos y/o emergentes.
• CE6 - Dominar las bases moleculares, celulares, fisiológicas, genéticas y de herencia génica que determinan la organización,
  funcionamiento e integración de los seres vivos y su interacción con el medio natural.

 

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Resultados aprendizaje

• RA1. Identificar los principales grupos de microrganismos y sus principales características.
• RA2. Conocer las diferentes estructuras celulares de los microorganismos y sus funciones e integrarlas en la fisiología microbiana.
• RA3. Comprender las propiedades genéticas de los microorganismos y sus consecuencias en su interacción con otros seres vivos, entendiendo las posibilidades de manipulación de estos procesos.

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Metodología

Metodología - Actividad	Horas Presenciales	Horas no presenciales
A-1 Clases expositivas/participativas	26
A-2 Prácticas	30
A-4 Realización de trabajos/proyectos en grupo		25
A-5 Estudio y trabajo autónomo del estudiante		63
A-6 Tutorías		2
A-7 Pruebas de evaluación	4
Total	60	90

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Evaluación

Resultado de aprendizaje	Sistema de evaluación	Peso (%)	Carácter recuperable
RA1-RA3	Prueba escrita de carácter individual	70 %	SI
RA1-RA3	Pruebas e informes de trabajo experimental	25 %	SI
RA1-RA3	Participación activa	5 %	NO

La nota mínima de la prueba escrita individual para ponderar con el resto de actividades de evaluación será de 5.0 sobre 10.0.

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Temario

1.- Introducción e historia de la Microbiología

          Objeto y objetivos de la Microbiología. Polémica sobre la generación espon­tánea. Experimentos de Spallanzani, Appert, Pasteur y Tyndall. Aplicaciones de los tra­bajos de Appert, Pasteur y Tyndall. Los postulados de Koch. Microorganismos co­mo agentes geoquímicos. Microorganismos en los alimentos. Microorganismos en la agricultura. Microorganismos en la biotecnología.

 

2.- Métodos de la microbiología

          Concepto de esterilidad. Concepto de muerte de un microorganismo. Teoría y prác­tica de la esterilización. Tratamientos industriales de esterilización. El auto­cla­ve. El horno de Pasteur. Esterilización por tratamiento químico. Esterilización por fil­tra­ción. Concepto de asepsia. Medios de cultivo naturales y sintéticos. Medios de cu­ltivo de crecimiento, de enriquecimiento y medios selectivos. Concepto de cultivo puro. Condiciones físicas y químicas de crecimiento. Clasificación de los micro­or­ga­nis­mos por sus características de crecimiento. Métodos de aislamiento, cultivo y enu­meración de microorganismos. Métodos de conservación de cultivos. Métodos de observación microscópica de microorganismos.

 

3.- Morfología y estructura de los microorganismos

          Diferencias entre células procarióticas y eucarióticas. Tipos morfológicos en las bacterias. Tipos morfológicos en microorganismos eucarióticos. Características del material genético procariótico. Características del material genético eucariótico. Trans­cripción y traducción en procariontes y en eucariontes. Estructura, funciones y mo­di­ficaciones de la membrana celular. La pared celular bacteriana. La tinción de Gram. Órganos extracelulares en procariontes y eucariontes. Las esporas de proca­rion­tes y de eucariontes. Teoría endosimbionte.

 

4.- Crecimiento y muerte de las bacterias

          Concepto de crecimiento microbiano equilibrado. Parámetros de medida del cre­ci­miento bacteriano. Cinética del crecimiento bacteriano. Factores físicos y quí­mi­­cos que influyen en el crecimiento bacteriano. Crecimiento en medio sólido y cre­cimiento en medio líquido. Bioensayos. Crecimiento estanco y crecimiento con­ti­nuo. Qui­miostatos y turbidostatos. Lesión en los microorganismos. Inhibición del cre­ci­mien­to: antibióticos.

 

5.- Nutrición, metabolismo y fisiología bacteriana

 

          Definiciones y principios generales. Requerimientos nutricionales de los mi­cro­or­ganismos. Categorías de microorganismos según su metabolismo. Procesos oxi­dativos de obtención de energía metabólica. Respiración aerobia y respiración ana­erobia.  Procesos fermentativos de obtención de energía metabólica. Fotosínte­sis. Procesos anapleróticos. Localización subcelular de los procesos de obtención y procesamiento de la energía.

 

6.- Respuesta de los microorganismos al medio ambiente

 

          Concepto de quimiotaxis. Mecanismo molecular de la detección de gradientes de agentes quimiotácticos. Fototactismo y aerotactismo. Movilidad bacteriana en res­pues­ta a los gradientes. Quimiotactismo en la respuesta inmune.

 

7.- Organización y expresión del material genético en los microorganismos

 

          Estructura del material genético de bacterias. Estructura del material genético de virus. Estructura del material genético de los orgánulos celulares eucarióticos. Regulación de la expresión génica en procariontes. El modelo del operón. Proce­sos de compartimentalización y exportación de proteínas.

 

 

8.- Genética microbiana

 

          Proceso de reparto de material genético en procariontes. Concepto de transferencia horizontal del ma­te­rial genético en procariontes. Sistemas de modificación-restricción. Mecanismo de trans­formación bacteriana. Mecanismo de conjugación bacteriana. Mecanismo de trans­ducción. Transmisión horizontal de información genética entre eucariontes me­dia­da por procariontes. Infecciones víricas. Transformaciones oncogénicas. Aplica­cio­nes biotecnológicas de la genética microbiana.

 

9.- Principios de taxonomía y sistemática

 

          Conceptos de taxonomía y de sistemática. Concepto de especie. Enfoque clá­si­co de la taxonomía bacteriana. Enfoque filogenético de la taxonomía bacteriana. En­fo­que molecular de la taxonomía bacteriana. Técnicas de detección y análisis de las características moleculares de los microorganismos. Aplicación del análisis metagenómico. Grandes grupos de microorganismos.

 

10.- Bacterias fotosintéticas y Cianobacterias

 

          Características generales de las bacterias fotosintéticas y de las cianobacte­rias.  Fotosíntesis anoxigénica y fotosíntesis oxigénica. Bacterias fotosintéticas ver­des y bacterias fotosintéticas rojas. Cianobacterias. Bioquímica de la fijación del ni­tró­ge­no. Aplicaciones agronómicas.

 

11.- Microorganismos quimioautotrofos y metófilos

 

          Características principales. Bacterias nitrificantes. Bacterias oxidadoras del azu­fre. Bacterias del hierro. Bacterias del hidrógeno. Carboxidobacterias. Organis­mos metófilos.

 

12.- Microorganismos Gram-negativos aerobios

 

          Características generales del grupo de Pseudomonas. Grupos de bacterias del género Pseudomonas. Importancia de las Pseudomonas en la agricultura y en tecnología de alimentos. Aplicaciones de las bacterias del grupo Pseudomonas. Bac­­terias del grupo Neisseria-Moraxella-Acinetobacter. Características generales del género Azotobacter. Bacterias del ácido acético.

 

13.- Biología de las bacterias del género Rhizobium

 

          Características generales del género. Simbiosis planta-microorganismo.  Prin­ci­pa­les especies del género Rhizobium. Proceso de interacción entre la planta y la bac­te­ria. Elementos genéticos de la fijación del nitrógeno por la interacción planta-microorganismo. Aplicaciones y desarrollo de la biología de las bacterias del género Rhizobium. 

 

14.- Biología de las bacterias del género Agrobacterium

 

          Características generales del género. Principales especies del género. Proce­so de infección-transformación de la planta. Elementos genéticos responsables de la transformación. Biología molecular de la transformación de la planta. Aplicacio­nes y desarrollo de la transformación de plantas por Agrobacterium.

 

15.- Bacterias del grupo entérico y relacionadas

 

          Características generales de las bacterias del grupo. Grupo de Escherichia-Salmonella. Grupo de Ente­ro­bacter-Erwinia. Grupo de Proteus. Grupo de Yersinia. Grupo de Aeromonas-Vi­brio. Microorganismos indicadores e índices de higiene alimentaria. Las bacterias co­lifor­mes en los análisis sanitarios. Prevención de la contaminación y eliminación de microorganismos coliformes.

 

16.- Bacterias Gram-negativas anaerobias estrictas

 

          Características generales del grupo. Patrones de fermentación de las bacterias Gram-negativas anaerobias. Respiración anaerobia. Bacterias reductoras del azufre. Bacterias del rumen.

 

17.- Bacterias Gram-positivas esporulantes aerobias

 

          Características generales de las bacterias esporulantes. Desarrollo y propiedades de la endospora. Concepto de criptobiosis. Productos secundarios simultáneos a la esporulación.  Principales bacterias del género. Importancia de las bacterias de este grupo en agronomía. Aplicaciones de las bacterias de este grupo.

 

18.- Bacterias Gram-positivas esporulantes anaerobias estrictas

 

          El género Clostridium. Rutas fermentativas de las bacterias del género Clostridium. Importancia de las bacterias del género Clostridium en la tecnología de alimentos. Aplicaciones de las bacterias del género.

 

19.- Bacterias Gram-positivas fermentadoras.

 

          Género Staphylococcus. Características generales de las bacterias lácticas. Pa­trones de fermentación de carbohidratos por las bacterias lácticas. Grupos prin­ci­pa­les de bacterias lácticas. Importancia de las bacterias lácticas en la pro­duc­ción de alimentos. Aplicaciones de las bacterias lácticas en agronomía.

 

20.- Bacterias corineformes, proactinomicetos y actinomicetos

 

          Características principales de las corinebacterias. Características e importan­cia del género Propionobacterium. Características e importancia del género Coryne­bacterium. Características generales de los actinomicetos. Bacterias nocardiformes. Estreptomicetos. Importancia de las bacterias de estos géneros. Aplicaciones in­dus­triales.

 

21.- Otros microorganismos procarióticos

 

          Microorganismos bacteriolíticos y celulolíticos: mixobacterias y citófagas.  Es­pi­­ro­quetas. Rickettsias. Clamidias. Micoplasmas. El Reino de las Arqueas.

 

22.- Hongos

 

          Características generales de los hongos. Clasificación de los hongos. Ascomicetos y Basidiomicetos. Levaduras. Tecnología y aplicaciones de hongos y levaduras. Mi­xo­mi­cetos.

 

23.- Algas y Protozoos

 

          Flagelados fotosintéticos. Algas unicelulares no flageladas. Nutrición y metabolismo de las algas. Importancia ecológica de las algas. Los leucofitos. Tipos de protozoos. Importancia práctica de los protozoos.

 

24.- Virología

 

          Características principales de los virus. Taxonomía de virus. Ciclo infectivo de un virus. Procesos lí­ti­cos y lisogénicos. Virus animales no oncogénicos. Virus animales oncogénicos. Re­tro­virus. Virus vegetales. Viroides. Bacteriófagos. Aplicaciones de los virus y bac­teriófagos en la ingeniería genética. Priones.

 

25.- Inmunología

 

          La respuesta inmune. Antígenos y anticuerpos. Reacción antígeno-anti­cuer­po. Producción de anticuerpos. Bases celulares del sistema inmune. Respuesta in­mu­ne frente a infecciones por virus, bacterias y protozoos. Mecanismos de evasión del sistema inmune. Aplicaciones de la inmunología. Sistemas de pseu­do-inmunidad en plantas.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

Como libro de referencia principal usaremos:

Madigan, Martinko, Dunlap y Clarck. Brock, Biología de los Microorganismos. Editorial Pearson (Cualquiera de las tres últimas ediciones)

Otros libros de referencia

Ingraham e Ingraham. Introducción a la Microbiología. Editorial Reverté

Prescott, Harley y Klein. Microbiología. Editorial McGraw-Hill / Interamericana de España (Cualquiera de las dos últimas ediciones)

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Idiomas

CASTELLANO

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Lugar de impartición

Aulario y laboratorios e instalaciones del Campus de Arrosadía (Pamplona).

Los lugares concretos donde se desarrollan cada una de las actividades se publicarán al dar comienzo la asignatura.

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