Curs 1

Date istorice

Microorganismele alcatuiesc un grup vast si heterogen ca morfologie, activitate biologica si pozitie sistematica avand drept caractere comune dimensiunile microscopice, organizarea in general unicelulara si structura interna relativ simpla.

In acest grup sunt incluse bacteriile, ciupercile microscopice (mucegaiurile si drojdiile), unele alge si protozoarele.

In mod obisnuit, la lumea microorganismelor se ataseaza si virusurile - entitati corpusculare de dimensiuni infime - alcatuite proteine si acizi nucleici, dar inapte de a exista autonom si de se multiplica in afara unei celule vii.

Existenta microorganismelor a fost descoperita in anul 1675, in urma observatiilor lui Antonie van Leeuwenhoek care a observat cu ajutorul unui microscop rudimentar de constructie proprie, numeroase microorganisme, alge unicelulare, flagelate, levuri si bacterii carora le-a dat denumirea generica de "animalicule", facand aprecieri juste asupra dimensiunilor lor, prin simple deductii matematice.

In secolul al XVIII-lea, celebrul botanist Carl Linnaeus reuneste toate microorganismele, intr-un grup numit semnificativ "Chaos".

Microbiologia a luat nastere ca stiinta abia prin lucrarile marelui savant francez Louis Pasteur (1822-1890), care a stabilit principiile sale de baza si a facut descoperiri de importanta teoretica si practica fundamentala.

Cercetarile lui Pasteur asupra fermentatiilor normale si deviate ale vinului si berii l-au condus la urmatoarele concluzii fundamentale: 1) fermentatiile sunt procese biologice determinate de actiunea unor microorganisme anaerobe, deci fermentatia este viata fara aer; 2) fiecare tip de fermentatie este produs de anumit microorganism; 3) dezvoltarea unui microorganism strain in mediul unde actioneaza un microorganism cu actiune fermentativa specifica deviaza cursul normal al fermentatiei, determinand o asa-numita "boala" a fermentatiei.

Pasteur extinde notiunea de specificitate din domeniul fermentatiilor in acela al patologiei omului si animalelor, in sensul ca orice boala infectioasa este rezultatul activitatii vitale a unui anumit microorganism specific, care se dezvolta ca parazit in organismul animal respectiv.

Mai tarziu Koch stabileste criteriile indispensabile pentru ca un microorganism izolat dintr-un organism afectat de o anumita boala sa poata fi considerat in mod justificat ca agentul cauzal al bolii respective. Koch a adus in dezvoltarea microbiologiei ca stiinta contributii de ordin tehnic si teoretic valoroase, intre care conceptul de "cultura pura", respectiv de organism cultivat intr-un mediu lipsit de alte organisme.

Pentru denumirea organismelor microscopice Pasteur a adoptat termenul de "microb", creat de medicul Sedillot (1878), termen de altfel incorect, deoarece sensul sau este "viata scurta" si nu "dimensiuni mici".

Aceasta denumire, s-a pastrat astfel ca noua stiinta, avand ca obiect studiul microorganismelor, a ramas cu numele de microbiologie.

Denumirea de bacterie a fost introdusa de Ehrenberg (1838) care a descris si individualizat 41 de specii de microorganisme, creind denumiri de genuri folosite si astazi (Bacterium, Spirillum, Spirochaeta).

Cercetarile lui Pasteur si Koch asupra fermentatiilor si bolilor infectioase au incitat numerosi microbiologi sa studieze rolul microorganismelor in natura si posibilitatea de a le utiliza in practica.

Rand pe rand a fost demonstrata raspandirea lor ubicvitara, participarea specifica in mai multe etape esentiale ale marilor cicluri naturale ale C, N, S, P etc. A fost stabilita o corelatie intre fertilitatea solurilor si activitatea microorganismelor.

Winogradski (1856-1953), intemeietorul microbiologiei solului, lucrand la Institutul Pasteur din Paris, a descris fenomenul de fixare a azotului atmosferic.

Un rol de o importanta deosebita pentru dezvoltarea biochimiei si a industriei fermentative si de biosinteza l-a avut aparitia enzimologiei microbiene.

Buchner (1897) confirma rezultatele cercetarilor lui Pasteur asupra fermentatiilor si le completeaza cu date noi. El demonstreaza ca si extractul acelular obtinut din celulele drojdiei de bere, dupa dezintegrarea lor prin sfaramare cu nisip in mojar, poate produce fermentatia glucozei la alcool si CO2, datorita sistemului enzimatic complex pe care-l contine si care ramane activ si dupa izolarea lui din celulele vii.

Hansen (1842-1909) deschide calea microbiologiei industriale moderne, prin utilizarea culturilor pure ca starteri de fermentatie.

Ehrlich (1854-1915) este creatorul teoriei moderne a dezinfectiei si chimioterapiei selective. Bazat pe conceptia ca trebuie sa existe anumite substante cu activitate selectiva asupra parazitilor, el sintetizeaza primele substante chimice active in terapia bolilor produse de spirochete si protozoare.

Lucrarile sale in acest domeniu au deschis calea spre era substantelor chimioterapice, care incepe odata cu realizarea sintezei sulfamidelor de catre Domagk (1935).

Fleming (1881-1955) deschide prin lucrarile sale era antibioticelor. In 1929 el observa ca unele culturi ale mucegaiului Penicillium elaboreaza o substanta cu proprietati antimicrobiene specifice - penicilina. Acest prim antibiotic a fost mai tarziu purificat de Florey si Chain (1940).

Debutul biologiei moleculare este marcat de demonstrarea faptului ca ADN este substratul material al ereditatii (Avery, Mac Leod si Mc Carthy, 1944) prin studiile referitoare la procesul de transformare genetica a penumococilor descris de Griffith (1928). Microbiologia a avut un rol esential, unificator prin furnizarea modelului experimental unic, reprezentat de bacteria E. coli ca prototip al organizarii structurale si functionale a celor mai simple sisteme biologice.

Au urmat o serie de descoperiri fundamentale referitoare la elucidarea structurilor macromoleculelor biologice - acizi nucleici si proteine, a replicarii acizilor nucleici si a circulatiei informatiei genetice in celula, descifrarea mecanismului biosintezei proteice, determinarea mecanismelor reglarii genetice etc. Descoperirea plasmidelor si a enzimelor de restrictie a permis punerea la punct a tehnicilor de inginerie genetica cu aplicatii practice, care anunta o noua revolutie biotehnologica sau bioindustriala.

In ultimii ani, microbiologia a dus la descoperiri deosebit de importante in biologia celulei eucariote ca, de exemplu: dezvoltarea metodologiei pentru clonarea ADN, un nou concept asupra genei, elucidarea mecanismelor moleculare ale transformarii maligne etc.

PAGE 4