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La microbiología es el estudio de los microorganismos, un grupo grande y diverso de organismos microscópicos que viven en forma de células aisladas o en grupos de ellas; también comprende a los virus, que son organismos microscópicos, pero que carecen de estructuras celulares. Los microorganismos tienen un enorme impacto en la vida y en la composición física y química de nuestro planeta. Los microorganismos son responsables de llevar a cabo ciclos de elementos químicos indispensables para la vida, tales como los ciclos del carbono, nitrógeno, azufre, hidrógeno y oxígeno; además, los microorganismos realizan más fotosíntesis que las plantas. Adicionalmente, los océanos contienen 100 millones más bacterias (13 × 1028) que las estrellas que contiene el universo conocido. La frecuencia de infecciones virales en los océanos es de aproximadamente 1 × 1023 infecciones por segundo, y estas infecciones eliminan de 20 a 40% de las células bacterianas diariamente. Se calcula que en la Tierra existen 5 × 1030 células microbianas; excluyendo a la celulosa, éstas constituyen el 90% de la biomasa de toda la biosfera. Los seres humanos también tienen un relación estrecha con los microorganismos, que se puede evidenciar en que más del 90% de las células en nuestros cuerpos corresponden a microbios. Las bacterias del intestino del ser humano promedio pesan sólo 1 kg y un adulto excretaría su propio peso en bacterias fecales cada año. El número de genes contenidos en la flora intestinal es 150 veces mayor que el contenido en nuestro genoma e incluso en nuestro propio genoma, 8% del DNA proviene de los vestigios de genomas virales.
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PRINCIPIOS BIOLÓGICOS ILUSTRADOS POR LA MICROBIOLOGÍA
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En ninguna otra parte es más evidente la diversidad biológica que en los microorganismos, seres que no pueden observarse a simple vista sin ayuda de un microscopio. En cuanto a su forma y función, ya sea una propiedad bioquímica o un mecanismo genético, el análisis de los microorganismos nos lleva hasta los límites de la comprensión biológica. Por lo tanto, la originalidad (una prueba del mérito de una hipótesis científica) se logra por completo en la microbiología. Una hipótesis útil debe ofrecer una base para hacer una generalización y la diversidad microbiana proporciona el terreno donde siempre se da este reto.
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La predicción, que es la consecuencia práctica de la ciencia, es un producto creado por una mezcla de técnica y teoría. La bioquímica, la biología molecular y la genética proporcionan los recursos necesarios para el análisis de los microorganismos. A su vez, la microbiología amplía el horizonte de estas disciplinas científicas. Quizá un biólogo describiría este intercambio como mutualismo, esto es, algo que beneficia a todas las partes que contribuyen. Un ejemplo de mutualismo microbiano es el de los líquenes. Los líquenes constan de un hongo y un compañero fototrópico, ya sea un alga (eucariota) o una cianobacteria (procariota). El componente fototrópico es el productor principal, ...