Biología (plan 1997) 2024-2

Primer Semestre, Biología de Procariontes

Apreciables alumnos

Bienvenidos al curso, la teoría será impartida por el Dr. Israel Castillo Juárez y el laboratorio por la M. en C. María del Jazmín Aguilar Medina

el curso se divide en la parte teórica y práctica, ambas valen 50% y las dos deben tener una calificación aprobatoria para promediar la calificación final.

Biología de Procariontes (PRIMER SEMESTRE)

Objetivos:

1. Introducir al alumno en los aspectos básicos de la biología de los procariontes, incluyendo su metabolismo, ecología, sistemática, genética, evolución y su relación con el hombre.
2. Que los alumnos sean capaces de reconocer los principales grupos de bacterias, sus características más relevantes, y las relaciones filogenéticas que guardan entre sí estos grupos.
3. Que el alumno sea capaz de relacionar a la biología de los procariontes con las diferentes ramas de la biología y así proponer soluciones a problemas actuales.
4. Reconocer a los procariontes como ancestros de los eucariontes.

Metodología de la enseñanza:

• Curso teórico-práctico. Se llevará a cabo por exposiciones del profesor, apoyado en material visual y audiovisual.
• Estará reforzado por la parte práctica (manejo de bacterias en el laboratorio). Se analizarán y discutirán artículos para promover la participación de los alumnos.
• Se realizarán seminarios exposiciones de temas complementarios por parte de los alumnos.
• El curso se apoyará con una salida al campo de carácter obligatoria.

Evaluación del curso:

• Exámenes teórico-prácticos 40%.
• Exposiciones 10%.
• Discusión de artículos 10%.
• Prácticas 40%.

Temario :

I. INTRODUCCIÓN 9h

Se introducirá al alumno al estudio de la microbiología y los procariontes desde una perspectiva histórica, evolutiva y de biología celular comparada.

I.1. Historia de la Microbiología

I.1.1 Los microorganismos antes de la invención del microscopio.

I.1.2 La invención del microscopio y su impacto en el conocimiento de los microorganismos.

I.1.3. El reconocimiento de los procariontes como grupo biológico.

I.1.4. Los procariontes en las tres etapas de la microbiología: clásica, moderna y molecular.

1.1.5. Los procariontes en las diversas clasificaciones.

1.1.5.1. Clasificación de Heckel.

1.1.5.2. Clasificación de Chatton.

1.1.5.3. Clasificación de Whittaker.

1.1.5.4. Clasificación de Woese.

I.2 Definición de los procariontes.

I.2.1. Definición de la célula procarionte y eucarionte.

I.2.2. Comparación entre células procariontes y eucarionte.

I.2.3. Procesos celulares, estructura y función.

I.2.3.1. Membrana plasmática y otros sistemas membranosos.

I.2.3.2. Pared celular.

I.2.3.3. Espacio periplásmico.

I.2.3.4. Citoplasma y estructuras en el citoplasma.

I.2.3.5. Estructuras de locomoción y adherencia.

I.2.3.6. Organización del material genético.

I.2.3.7. División celular.

II. METABOLISMO 6h

El alumno aprenderá las diferentes estrategias metabólicas que presentan los procariontes, y será capaz de relacionarlas con características específicas de cada microorganismo para entender su gran diversidad.

II.1 Estructura celular primitiva y sistemas generadores de energía

II.2 Diversidad metabólica

II.2.1.Quimiolitotrofía.

II.2.2.Fermentación.

II.2.3 Metanogénesis.

II.2.4 Fotosíntesis anoxigénica.

II.2.5 Fotosíntesis oxigénica.

II.2.6 Respiración anaerobia.

II.2.7 Respiración aerobia.

III. ECOLOGIA 6h

El alumno reconocerá las relaciones entre los procariontes con otros organismos así como su impacto en el ambiente.

III 1. Papel de bacterias en el reciclaje de nutrientes.

III 2. Ciclos Biogeoquímicos.

III.3.Estilos de vida e interacciones con otros organismos

III.3.1. Bacterias de vida libre.

III.3.1 Parasitismo.

III.3.1.1. Parásitos de plantas.

III.3.1.2. Parásitos de animales.

III.3.2 Mutualismo.

III.3.2.1. Fijadoras de nitrógeno.

III.3.2.2. Fotobiontes en líquenes.

III.3.2.3. Bacterias bioluminiscentes en peces y calamares.

III.3.3 Otras interacciones.

III.3.3.1. En intestino de animales: Metanógenas.

III.3.3.2. En hipermastiginos de termitas, Buchnera en áfidos.

III.3.4 Comunidades bacterianas.

III.3.4.1. Biopelículas.

III.3.4.2. Tapetes.

III.3.4.3. Matas.

III.3.5 Las bacterias como hospederos: bacteriófagos.

III.3.6 Depredadores de bactérias.

IV. SISTEMÁTICA Y BIODIVERSIDAD 10h

El alumno reconocerá a los procariontes como parte fundamental de la diversidad biológica.

IV.1. Sistemática

IV1.1. Clasificaciones naturales y clasificaciones artificiales de procariontes.

IV.1.2. La clasificación de Bergey como ejemplo de una clasificación artificial.

IV.1.3. La sistemática de procariontes después de la propuesta de los tres dominios de Woese.

IV.1.4. Métodos de identificación de grupos taxonómicos.

IV.2. Biodiversidad de procariontes.

IV.2.1 Dominio Eubacteria.

IV.2.1. Aquificae.

IV.2.2. Thermotogae.

IV.2.3. Thermodesulfobacteria.

IV.2.4. Deinococcus-Thermus.

IV.2.5. Chrysiogenetes.

IV.2.6. Chloroflexi.

IV.2.7. Thermomicrobia.

IV.2.8. Nitrospira.

IV.2.9. Deferribacteres.

IV.2.10. Cyanobacteria y proclorofitos.

IV.2.11. Chlorobi.

IV.2.12. Proteobacteria.

IV.2.13. Firmicutes.

IV.2.14. Actinobacteria.

IV.2.15. Planctomycetes.

IV.2.16. Chlamydiae.

IV.2.17. Spirochaetes.

IV.2.18. Fibrobacteres.

IV.1.19. Acidobacteria.

IV.1.20. Bacteroidetes.

IV.1.21. Fusobacteria.

IV.1.22. Verrucomicrobia.

IV.1.23. Dictyoglomus.

IV.2 Dominio Archaea.

IV.2.l. Crenarchaeota.

IV.2.2. Euryarchaeota.

V. GENÉTICA 5h

El alumno conocerá cómo es el flujo de información al interior de una célula, entre diferentes organismos y comprenderá las consecuencias de estos procesos.

V.1. Genética bacteriana.

V.1.1. Replicación.

V.1.2. Transcripción.

V.1.3. Traducción.

V.1.4. Elementos genéticos móviles.

V.1.5. Intercambio genético. Conjugación, transducción y
transformación.

V.1.6. Consecuencias de la transferencia horizontal bacteriana.

VI. EVOLUCIÓN 6h

El alumno comprenderá los procesos evolutivos en diferentes escalas temporales y el papel de los procariontes en la evolución de la vida en el planeta.

VI 1. Microevolución.

VI.1.1 Procesos microevolutivos en procariontes:

VI.1.2. Las poblaciones en organismos clonales.

VI.1.3. La variación genética como herramienta en microbiología.

VI.1.4. Evolución experimental en bacterias.

VI.1.5. Conceptos de especie en procariontes.

VI.2 Macroevolución.

VI.2.1. Origen de la vida y origen de los procariontes.

VI.2.2. La escala de tiempo: origen del universo, origen de la vida.

VI.2.3. Condiciones de la Tierra primitiva que dieron origen a las primeras formas de metabolismo.

VI.2.4. Los procariontes como ancestros de los eucariontes

VI.2.4.1. Eubacterias y los organelos (Teoría de la endosimbiosis serial de L. Margulis).

VI. 2.4.2. Importancia de la fotosíntesis en la evolución de los organismos.

VI.2.4.3. Diferenciación celular en procariontes.

VII. LAS BACTERIAS Y EL HOMBRE 6h

El alumno reconocerá el papel de los procariontes y su importancia en diferentes actividades humanas.

VII.1. Las bacterias en la industria.

VII.2. Producción de metabolitos.

VII.3. Producción de biomasa.

VII.4. Las bacterias en la agricultura.

VII.5. Las bacterias en la bioremediación.

VII.5.1. En las aguas residuales.

VII.5.2. En los suelos contaminados.

VII.5.3. En los desechos industriales.

VII.6. El control biológico de plagas.

VII.7. Las bacterias en la salud.

VII.7.1 Principales antibióticos.

Bibliografía básica:

Garret, R., Hans-Peter, K. Eds. 2007. Archaea: evolution, physiology, and molecular biology. Blackwell publishing, Singapore.

Ingraham, J.L. y F. C. Neidhardt. 2006. Microbe. American Society for Microbiology, Washington D.C.

Joset, F., J. Guespin-Michel y L.O. Butler. 1993. Prokaryotic genetics: Genome organization, transfer, and plasticity. Blackwell Scientific Press, Oxford.

Goodfellow, M. y A. G. O’Donnell (Eds.). 1994. Chemical methods in prokaryotic systematics. John Wiley & Sons Inc., New York.

Madigan M, Martinko J. y Parker J, 2000. Brock Biology of microorganisms. 10^th edition. Prentice Hall, Inc. New Jersey.

Pommerville, J. 2010. Alcamo’s Fundamentals of Microbiology. 9a ed. Jones & Bartlett Publishers, London.

Priest, F. y B. Austin. 1993. Modern bacterial taxonomy, 2a ed. Chapman & Hall, London

Prescot L., Harley, J. and Klein, D. 2007. Microbiología. 4a edición. McGraw-Hill. Interamericana.

White, D. 2007. The Physiology and biochemistry of prokaryotes, 3a ed. Oxford University Press, New York.

Wiley J., Sherwood L., Woolverton, C. 2009. Prescott/Harley/Klein´s Microbiology, 7a edición. McGraw-Hill Science.

Williams, R. J. P. (Ed.). 1998. Bioinorganic chemistry: trace element evolution from anaerobes to aerobes. Springer-Verlag, Berlin.

Bibliografía complementaria:

Atlas, R. M. 2004. Handbook of microbiological media 3a ed. CRC Press, Boca Raton.

Batzing, B. 2002. Microbiology:an introduction. Brooks & Cole, Sydney.

Beckwith, J.R. 1992. The power of bacterial genetics: A literature based course. Cold Spring Harbor Laboratory, New York.

Black, Jacquelyn G. 2008. Microbiology: Principles and explorations 7a edición. J. Wiley, Hoboken.

Fischetti, V., R. Novick, J. Ferretti, D. Portnoy, J. Rood y M. Park (Eds.). 2000. Gram-positive pathogens. ASM Press, Washington D.C.

Fletcher, M. (Ed). 1996.Bacterial adhesion: molecular and ecological diversity. John Wiley & Sons Inc., New York.

Gest, H. 2003. Microbes: an invisible universe. ASM Press, Washington D.C.

Gotö, M. 1992. Fundamentals of bacterial plant pathology. Academic Press, San Diego.

Hill, M. J. (Ed). 1995. Role of gut bacteria in human toxicology and pharmacology. Taylor & Francis Inc. London.

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Kojima, H. y J.K. Lee (Eds.). 2001. Photosynthetic microorganisms in environmental biotechnology. Springer-Verlag, Hong-Kong.

Lengeler, J.W., G. Drews y H.G. Schlegel (Eds.). 1999. Biology of the Prokaryotes. Thieme, Berlin.

Nester E., Anderson D., Roberts E., Nester, M. 2006 Microbiology a human perspective. McGraw-Hill Science.

Sebald, M. (Ed.). 1993. Genetics and molecular biology of anaerobic bacteria. Brock/Springer Series in Contemporary Bioscience, Springer, New Cork.

Sonenshein, A.L. (Ed.). 1993. Bacillus subtilis and other gram-positive bacteria: Biochemistry, physiology, and molecular genetics. American Society for Microbiology, Washington D.C.

Staley, J.T., R.P. Gunsalus, S. Lory y J. Perry. (2007) Microbial Life. Sinauer Associates, Publishers.

Dinámica del curso parte práctica:

​Se realizarán al menos 10 prácticas distribuidas en el semestre, como apoyo didáctico se ha desarrollado un curso en la plataforma moodle https://moodle.fciencias.unam.mx/cursos/course/view.php?id=1632, en dónde todos los alumnos serán dados de alta, en este espacio virtual se tendrá acceso a las presentaciones, libros, videos y otros recursos digitales, es en este espacio en dónde se realizarán los exámenes.

La forma de evaluación constará de bitácora con Introducción (tarea), objetivos, si es el caso modificaciones al procedimiento citado en el manual, resultados, discusión y conclusiones esta valdrá 40%, exámenes 40% presentación 20%.

Temario de prácticas:

Bibliografía.

Madigan M., Bender K., Buckley D., Sattley M., D.A. Stahl 2018. Brock Biology of Microorganisms, 15° edición, New York, Pearson Education. 1058 p.

Tortora G.J., Berdell R.F. & C.L. Case. 2016. Microbiology : an introduction. Twelfth edition. Pearson.