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Microbiologia e virologia

Microbiologia e virologia
La microbiologia
La microbiologia è la branca della biologia che studia la struttura e le funzioni dei microrganismi, cioè di tutti quegli organismi viventi non visibili ad occhio nudo come i batteri, alcuni tipi di funghi o muffe, i lieviti,  le alghe. 
La microbiologia studia anche i virus, organismi più piccoli dei batteri con caratteristiche di parassita obbligato, cioè incapaci di moltiplicarsi al di fuori di una cellula ospite vivente che usano ai fini della propria replicazione causandone spesso la morte.
La Virologia
La virologia è la disciplina che studia i virus. La parola "virus" deriva dalla forma latina virus, che significa "tossina" o "veleno". Tale disciplina, sia per l´argomento che per le metodiche, costituisce  una branca della microbiologia.
 
 
CENNI STORICI
 
Storia della microbiologia
Nell’antichità l´uomo non conosceva l´esistenza dei batteri, tuttavia  ha interagito con essi, involontariamente, fin dalla sua comparsa. 
Ad esempio, nella produzione del vino l’uomo ha sempre sfruttato il lavoro dei lieviti che fermentano il mosto, trasformando gli zuccheri in alcool; tracce di questa simbiosi tra l´uomo e i lieviti sono state trovate in giare iraniane risalenti a 5000 anni prima di Cristo. Oggi sappiamo che la maggior parte delle malattie si trasmettono con la diffusione di batteri e virus dai malati agli individui sani; nel medioevo non avevano ancora queste conoscenze, ma si accorsero che isolare gli ammalati nei lazzaretti, era un modo per limitare il contagio e preservare il resto della popolazione. Queste misure si intensificarono nel XIV secolo, quando, per contrastare il diffondersi della peste, si procedeva con la quarantena delle navi prima di entrare nel porto di Venezia.
Gli uomini cominciarono a porsi domande intelligenti sull´esistenza dei microrganismi nel XVII secolo: allora era diffusa l´idea che le mosche si generassero spontaneamente dalla carne lasciata a marcire (Teoria della generazione spontanea). Il primo a smentire questa convinzione fu un medico toscano, Francesco Redi, che dimostrò, attraverso il metodo scientifico, che le larve delle mosche non nascevano se la carne rimaneva protetta. 
Il secolo successivo un prete e biologo inglese (John Needham) riconfermò, con alcuni esperimenti su generi alimentari, la teoria della generazione spontanea.   
Subito dopo, un biologo emiliano (Lazzaro Spallanzani) fece invece notare che, se gli alimenti venivano coperti, non si generava alcuna forma di vita; Needham ribatté sostenendo che l´aria era necessaria alla vita, e che togliendola era ovvio che questa non si sarebbe presentata. 
Nel frattempo, il francese Nicolas Appert inventò un metodo per la conservazione degli alimenti, ottenuta facendo bollire il cibo in vasetti chiusi ermeticamente; infatti, in questo modo,  tutti (o quasi) i batteri presenti venivano eliminati e la chiusura ermetica impediva che ne entrassero altri.  Appert ignorava questa spiegazione, tuttavia il suo metodo innovativo gli fruttò i 12000 franchi del premio indetto da Napoleone per chi avesse trovato il modo di conservare efficacemente il cibo per le sue truppe. 
Questa lunga diatriba della generazione spontanea si concluse nel 1861, quando Louis Pasteur  dimostrò l’esistenza dei batteri osservando che un brodo bollito in un pallone dal collo ricurvo come un sifone, rimaneva intatto anche per molto tempo: l´aria era libera di passare, ma i batteri (che non sono capaci di volare, ma si muovono nell´aria come le particelle di polvere) rimanevano bloccati nel sifone. Inoltre, osservò che bastava inclinare il pallone fino a portare il brodo a contatto con il sifone (dove si erano depositati i batteri), affinchè in poco tempo il brodo intorbidiva e andava a male.
L´esistenza dei microrganismi, tuttavia, era nota fin dal XVII secolo, in seguito all´invenzione del primo microscopio ad opera di Robert Hooke che, nel 1664, fu il primo ad osservare alcune muffe. 
Il primo, invece, a osservare i batteri fu Antoni Van Leeuwenhoek, un mercante di tessuti olandese, che nel 1676, usando un suo rudimentale microscopio per osservare la trama dei tessuti, vide diversi piccoli organismi che descrisse nelle sue lettere alla Royal Society.
Solo nel XIX secolo incominciarono i primi veri studi di microbiologia.
All´inizio del secolo Agostino Bassi cominciò a capire che le malattie erano causate da parassiti, scoprendo che un fungo era la causa di una malattia del baco da seta, che aveva portato notevoli danni economici in Europa. 
Verso la fine del secolo incomincia un "periodo d´oro" per la microbiologia, con una grandissima quantità di nuove scoperte in poco tempo: 
-  nel 1876 Fernand Cohn studia il ciclo vitale del batterio Bacillus;
- nel 1881 Robert Koch mette a punto un sistema scientifico per studiare i batteri, basato sui terreni di coltura batterici e sviluppa il concetto di coltura pura;  
- nel 1882 Robert Koch scopre il batterio responsabile della tubercolosi, Mycobacterium tubercolosis (bacillo di Koch) la più grave malattia dell’epoca; 
-  nel 1884 Robert Koch stila i postulati di Koch, ancora oggi utilizzati per stabilire se un microrganismo è o meno responsabile di una determinata malattia.  La nascita della microbiologia viene fatta risalire proprio alla prima metà del XIX secolo ed esattamente al 1884 conseguentemente alla teoria microbica delle malattie formulata da Robert Koch;
- nel 1884 Hans Christian Gram mette a punto il metodo della colorazione di Gram, che permette di colorare i batteri per renderli più facilmente visibili e distinguibili al microscopio ottico;
- nel 1898 Martinus Beijerinck scopre l’esistenza dei virus, particelle subcellulari capaci di riprodursi infettando una cellula ospite.
Con l´inizio del XX secolo gli studi di microbiologia non si limitarono più ai semplici microorganismi: ci si cominciò a chiedere che cosa ci fosse dentro le cellule e come funzionassero i batteri. Si studiarono così le proteine, la degradazione degli zuccheri, i primi antibiotici, fino ad arrivare nel 1953 a determinare la struttura del DNA.
Dopo questa data, i più grandi sviluppi si concentrarono proprio sul codice genetico, dal suo funzionamento fino al sequenziamento del primo genoma, nel 1995.
Nonostante le conoscenze finora acquisite sullo studio dei microrganismi siano notevoli, la microbiologia rimane un campo di studi ancora aperto e in attiva espansione. 
Stime attendibili indicano che solo l´1% di tutti i microrganismi presenti nei più svariati habitat sono stati individuati o studiati, a più di tre secoli dalla nascita della microbiologia.
Storia della virologia.
La prima volta che si è cercato di contrastare un’infezione virale è stata quando, nel 1796, Edward Jenner cominciò la sua campagna di vaccinazione contro il vaiolo. Questo medico inglese prese del pus da una mungitrice che aveva contratto il vaiolo bovino (forma meno grave del vaiolo umano), e lo inoculò tramite due incisioni in un braccio in un bambino di 8 anni, per poi infettarlo, sei settimane più tardi, con il virus umano. 
Ci si rese subito conto che il virus del vaiolo vaccino, che  causava una malattia molto più lieve, impediva al virus del vaiolo umano di progredire, quindi determinava nell’uomo  l’ immunità; ciò nonostante, allora, non si aveva ancora idea di cosa fosse un virus.
Nel 1892 lo scienziato russo Dmitrij Iosifovic Ivanovskij, studiando foglie di tabacco colpite da una malattia oggi nota come “mosaico del tabacco”, osservò l’esistenza di organismi che passavano attraverso filtri che invece trattenevano i batteri. Queste entità furono denominate virus,  nel 1898, dal botanico olandese, Martinus Willem Beijerinck, il quale, usando esperimenti di filtrazione su foglie di tabacco infette, riuscì a dimostrare che il mosaico del tabacco è causato da un agente infettivo di dimensioni inferiori a quelle di un batterio. Giunsero alla stessa conclusione Friedrich Loeffler e Paul Frosch  che nello stesso anno erano impegnati in esperimenti simili su foglie di tabacco infette. 
Nel 1901  Walter Reed scopre il virus della febbre gialla mentre, nello stesso anno,  Louis Pasteur identifica il virus della rabbia. Nel 1909  Karl Landsteiner e Erwin Popper scoprono che l’agente responsabile della poliomielite è un virus. Nel 1911  Francis Rous scopre il primo virus oncogeno in grado cioè di causare tumori, mentre nel 1915, si scoprì che alcuni virus possono infettare dei batteri. Nel 1940 finalmente la prima foto: veniva fotografato il virus del mosaico del tabacco (TMV) al microscopio elettronico, e nel 1952 Harshey e Chase dimostrarono, con l’uso di un batteriofago, cioè un virus che attacca i batteri, che il codice genetico risiede nel DNA e non nelle proteine.
Oggi le conoscenze sono moltissime, la struttura dei virus, la loro biologia molecolare e la loro biochimica sono conosciuti molto bene, tuttavia come già detto per la microbiologia, anche in questo campo c’è ancora molta strada da percorrere.
 
 
SCUOLE DI FORMAZIONE, UNIVERSITA’ E CORSI DI AGGIORNAMENTO
 
Per intraprendere la professione di microbiologo e virologo è necessario accedere ad una Scuola di Specializzazione in Microbiologia e Virologia.
Per la didattica, la durata e le condizioni di accesso è necessario consultare il bando di concorso che può variare di anno in anno e può cambiare a seconda dell’Ateneo di riferimento. 
In genere la scuola va da una durata minima di 4 anni ad un massimo di 5 e i titoli richiesti sono la laurea specialistica in Medicina e Chirurgia e/o in Biologia e discipline affini.
E’ possibile iscriversi ad una scuola di specializzazione in Microbiologia e Virologia presso l’Università di:
Bari, Brescia, Bologna, Cagliari, Catania, Catanzaro, Genova, Insubria, Messina, Milano, Modena e Reggio Emilia, Napoli (Federco II), Padova, Parma, Pavia, Perugia, Pisa, Roma (La Sapienza, Campus Bio-Medico, Tor Vergata, Cattolica), Siena, Torino, Udine, Verona,  Università Politecnica delle Marche.   
 
 
PRESENZA IN ITALIA ED EFFICACIA SULLA POPOLAZIONE
 
Le strutture dedicate alla diagnosi delle malattie da infezione si possono,  a grandi linee, dividere in due tipologie:
Quelle che funzionano come laboratorio di "servizio" e che, come tali, vengono utilizzate da clinici che hanno nel proprio bagaglio culturale e nella loro attività di educazione continua, anche la diagnosi di laboratorio delle malattie da infezione. 
Quelle che funzionano come struttura specialistica dove i microbiologi e i virologi esercitano la propria professionalità e con cui il clinico collabora e si confronta.
Nelle strutture sanitarie italiane la diagnosi, la prevenzione e la terapia delle malattie da infezione avviene nelle Unità Operative di Microbiologia e Virologia dove si svolge, in genere, attività assistenziale ambulatoriale, laboratoristica, di studio e ricerca.
Per ciò che riguarda in particolare la sorveglianza delle malattie infettive, in Italia è stato organizzato un Sistema Informativo delle Malattie Infettive (SIMI). 
Il flusso informativo si svolge attraverso il medico che diagnostica la malattia infettiva ed effettua la segnalazione alla ASL di competenza, le Aziende Sanitarie Locali incaricate di adottare eventuali misure di prevenzione, la Regione con azione di supervisione e coordinamento, gli Organismi Centrali (Ministero della Salute, ISTAT, Istituto Superiore di Sanità) ed eventualmente gli organismi internazionali (UE, OMS).
Il lavoro del microbiologo e del virologo è di cruciale importanza in un epoca in cui le dinamiche della globalizzazione, del turismo e dei flussi migratori rimettono in gioco il ruolo delle malattie infettive con l’emergere di nuove patologie e la ricomparsa di altre, che sembravano destinate a ridursi o addirittura ad estinguersi.
Molte sono state le battaglie vinte dall’uomo nella guerra con i microrganismi. Si pensi alla eradicazione del vaiolo e della poliomielite mediante vaccinazione o al fatto che nel nostro paese solo 100 anni fa la mortalità infantile per cause infettive era del 2% e oggi è inferiore all´1 per mille.
I vaccini, gli antibiotici e la diagnosi precoce sono stati gli elementi determinanti per i successi ottenuti.  
Ma le sfide continuano: gli agenti infettivi sono in continua evoluzione, divengono spesso più resistenti agli antibiotici e più difficili risultano le diagnosi. Risultano quindi indispensabili gli specialisti che si dedicano espressamente a questa attività, che fanno ricerca nel settore, che si confrontano a livello nazionale ed internazionale, che collaborano a definire eziologie (le cause di una patologia), a formulare linee guida e validare test diagnostici.
 
 
TRATTATO DESCRITTIVO
 
La microbiologia è la branca delle biologia che studia i microrganismi, cioè tutti gli organismi invisibili ad occhio nudo. 
Poiché i microrganismi sono numerosissimi e vari e appartengono a tutti i regni in cui i biologi suddividono gli esseri viventi, la microbiologia si divide, a sua volte, in categorie che si occupano di studiare nello specifico alcuni tipi di microrganismi. 
Tra queste la virologia che studia i virus, la Batteriologia che oltre a studiare i batteri, la Micologia che studia i miceti, ossia i funghi, in forma unicellulare (lieviti) o pluricellulare (muffe) e la Protozoologia, che studia i Protozoi.
 
La Batteriologia
I  batteri sono  microrganismi unicellulari invisibili ad occhio nudo costituiti da una struttura molto semplice: una parete cellulare, una membrana cellulare ed un’area denominata nucleoide all’interno della quale si trova il DNA. Dalla loro forma spesso deriva il nome. I tipi morfologici fondamentali sono due: quelli sferici, detti cocchi, e quelli cilindrici, detti bacilli. Possono essere presenti poi delle strutture accessorie come ciglia e flagelli. 
Alcuni batteri sono patogeni per l´uomo, cioè sono in grado di sviluppare in esso una malattia, altri no. La batteriologia studia i batteri sotto il profilo morfologico, chimico e funzionale ed in relazione alle malattie della specie umana (in quest’ultimo caso si parla di batteriologia medica). 
Lo studio dei batteri effettuato in laboratorio avviene attraverso l’uso di terreni di coltura, soluzioni solide o liquide contenenti sostanze nutritive su cui è possibile crescere colonie batteriche.  La coltivazione viene divisa in tre stadi: la preparazione del terreno, l´inoculazione del batterio e l´incubazione.  Nel primo stadio il terreno viene fertilizzato tramite un brodo nutritivo;  nel secondo stadio viene inoculato il batterio nel terreno; dopo l´innesto il terreno viene successivamente incubato per difenderlo da agenti esterni.              In seguito i batteri possono essere colorati tramite agenti chimici (colorazioni batteriche) per renderli più facilmente osservabili e distinguibili al microscopio ottico.
 
La Virologia
I virus sono microorganismi più piccoli dei batteri con caratteristiche di parassita obbligato: essi non dispongono di tutte le strutture biochimiche necessarie per la loro replicazione; tali strutture vengono reperite nella cellula ospite in cui il virus penetra, utilizzandole per riprodursi in numerose copie. La riproduzione del virus spesso procede fino alla morte della cellula ospite, da cui poi dipartono le copie del virus formatesi. 
Alcuni virus sono particelle strutturate in modo semplice: una singola molecola di DNA o RNA (materiale genetico), racchiusa all’interno di una capsula detta capside formata da molecole proteiche.
Altri virus, maggiormente complessi, posseggono più molecole di acido nucleico e capsidi formati da molte proteine differenti (a volte più di 50). 
Alcuni virus, come quelli che causano l´AIDS, l´influenza e l´herpes nella specie umana, mostrano capsidi circondati da una membrana di derivazione cellulare. In quest’ultimo caso si parla di virus con involucro, nei primi due casi descritti, invece, si parla di virus nudi. 
I virus hanno forma e dimensioni molto variabili, e in base alla loro struttura possono essere suddivisi in tre gruppi: i virus isometrici, quelli bastoncellari e quelli formati dall´unione di una testa e una coda, come alcuni batteriofagi.
Possono essere responsabili di malattie in organismi appartenenti a tutti i regni biologici: esistono infatti virus che attaccano batteri (i batteriofagi), funghi, piante e animali, compreso l´uomo. Malattie virali pericolose, e a volte addirittura fatali, comprendono la rabbia, la febbre emorragica, l´encefalite, la poliomielite, la febbre gialla, l’epatite e la sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS). La maggior parte dei virus causa, tuttavia, malattie che in genere provocano solo disturbi acuti, a meno che il paziente non sviluppi gravi complicazioni. Alcune di queste malattie sono il raffreddore, che colpisce milioni di persone ogni anno, l´influenza, il morbillo, la parotite, l´herpes simplex e zoster, la varicella, alcune malattie respiratorie, la diarrea acuta e le verruche. Altri virus, come il virus della rosolia e il citomegalovirus, possono provocare gravi anomalie o morte del feto. Alcuni ceppi virali che infettano l´uomo sembrano essere correlati a specifiche forme di cancro. Sempre maggiori prove indicano, inoltre, che alcuni virus possono essere coinvolti in patologie croniche come la sclerosi multipla e altre malattie degenerative. Per provocare nuovi casi di una malattia,  i virus devono essere trasmessi da persona a persona; molti, come quelli responsabili dell´influenza e del morbillo, sono trasmessi attraverso le vie respiratorie, nelle goccioline emesse nell´aria con starnuti e colpi di tosse. Altri virus, come quelli che provocano la diarrea, sono trasmessi per via oro-fecale; altri ancora, come quelli della febbre gialla e i cosiddetti arbovirus, sono trasmessi tramite vettori animali come gli insetti. 
Attualmente non esiste alcun trattamento completamente soddisfacente delle infezioni virali, poiché la maggior parte dei farmaci che distrugge i virus danneggia anche la cellula ospite. Un agente antivirale molto promettente sembra essere l´interferone, una molecola con funzioni antivirali, prodotta naturalmente dalle cellule di molti mammiferi e impiegata nella terapia di alcune forme di epatite cronica. Oggi si sta valutando l´uso dell´interferone anche nel trattamento di alcune forme di cancro; solo fino a qualche tempo fa, questi studi erano limitati dalla scarsa disponibilità di questa molecola in forma pura, mentre ai giorni nostri, grazie alle tecniche di ingegneria genetica, è possibile ottenerne rapidamente grandi quantità.
Il solo metodo efficace per prevenire le infezioni virali è l´uso dei vaccini. La maggior parte dei vaccini antivirali è stata sviluppata per l´uomo o per altri animali; fra quelli umani vi sono i vaccini contro il morbillo, la rosolia, la poliomielite e l´influenza. L´immunizzazione con un vaccino antivirale stimola il sistema immunitario dell´organismo a produrre anticorpi specifici, diretti contro il virus immunizzante; i virus impiegati per elaborare i vaccini vengono prima alterati o uccisi, in modo da non essere più patogeni.
Gran parte delle ricerche sui virus è finalizzata a comprenderne i sistemi di duplicazione e a cercare metodi per controllarne la crescita e, pertanto, sconfiggere le malattie da essi provocate. Gli studi sulle malattie virali hanno, inoltre, fornito enormi contributi alla comprensione della risposta immunitaria dell´organismo agli agenti infettivi. Alcuni dettagli della funzione degli anticorpi presenti nel sangue sono stati, ad esempio, caratterizzati studiando le reazioni di queste molecole alle infezioni virali. 
Attualmente un grande interesse scientifico è concentrato sui progetti che cercano di isolare alcuni geni virali, che possono essere usati per produrre, con le tecniche di ingegneria genetica, le corrispondenti proteine virali, da impiegare, a loro volta, per produrre vaccini.
 
La micologia
I miceti (dal greco mikòs) o funghi (dal latino fungus), sono fra i microorganismi più´ largamente diffusi sul nostro pianeta. 
Al regno dei Funghi in senso stretto appartengono organismi, da molto semplici, unicellulari, a più complessi, pluricellulari con struttura vegetativa organizzata in cellule filamentose. Tutti i funghi sono eterotrofi, cioè ricavano le sostanze nutritive dall´ambiente esterno assorbendole attraverso le pareti. Rivestono un ruolo ecologico importantissimo perché sono in grado di decomporre il materiale organico per poi restituirlo al terreno o all’ambiente circostante, rendendolo nuovamente disponibile alle piante verdi. 
A seconda delle loro esigenze nutritive i funghi si dividono in: 
- saprofiti;
- sostanze non viventi di origine animale;
- sostanze non  viventi di origine vegetale; 
- parassiti, che si nutrono di organismi viventi, portandoli a volte gradatamente a morte; 
simbionti, da cui in realtà l’organismo ospite trae vantaggio dalla contaminazione. Ad esempio il fungo estrae zuccheri dalle radici della pianta ma per scambio chimico cede Sali minerali, azoto potassio, fosforo.
Esistono varie associazioni con la specie umana, sia vantaggiose che dannose. L’uomo ha sempre sfruttato la capacità di alcuni funghi di produrre antibiotici o di trasformare gli zuccheri in alcool e anidride carbonica (come nella panificazione o nella produzione della birra). Allo stesso tempo però i funghi possono portatori di malattie per l’uomo e possono essere causa di seri danni all’agricoltura. 
La Micologia medica e´ la disciplina che si occupa dello studio dei funghi che possono parassitare l´uomo o gli animali. In particolare per l´uomo e gli animali sono patogeni alcuni funghi microscopici, che sono causa di micosi ossia infezioni che interessano per lo più la pelle, i peli, le unghie o le mucose. La maggior parte delle infezioni da funghi vengono trasmesse all´uomo dall´ambiente, per inalazione o attraverso il contatto con materiali, animali o persone infette. Altre cause possono essere una igiene poco accurata, il contatto con indumenti o biancheria contaminata, uso frequente di docce comuni e piscine. Esistono diversi tipi di micosi, ognuna con caratteristiche particolari. Esempi di malattie dovute a funghi sono il mughetto, la candidosi vaginale ed il cosiddetto piede d´atleta. In molti casi si possono osservare delle macchie rossastre o brune, con piccole croste o bolle, che provocano una sensazione di bruciore o prurito. 
La diagnosi di infezione da funghi va fatta dal medico, spesso con l´aiuto di esami di laboratorio, perché è abbastanza facile confonderle con altre malattie della pelle. 
La comparsa di macchie stabili sulla pelle o sulle unghie o di altri segni specifici per le singole infezioni devono suggerire di effettuare una visita medica entro breve tempo. 
 
La Protozoologia
I protozoi (dal greco pròtos "primo" e zòon "animale") sono microorganismi monocellulari che vivono soprattutto nelle acque marine o nelle acque dolci. Molti sono parassiti, quindi vivono a spese dell’ospite, altri invece vivono in simbiosi quindi l’ospite ne viene avvantaggiato. 
Sono quasi sempre microscopici, grandi pochi decimi di millimetri, ma alcune specie possono raggiungere e superare il centimetro.
Hanno forme molto varie, spesso elegantissime, soprattutto quando esistono strutture scheletriche; il loro corpo può subire variazioni di forma ed avere capacità di movimento grazie a strutture per cosi dire accessorie come ciglia e flagelli.
Sono considerati come le prime entità  ad organizzazione unicellulare, evolutisi circa 1,5 miliardi di anni fa, e fanno parte del Regno dei Protisti che comprende tutti quegli organismi che non sono considerati né animali né piante o funghi. Lo studio dei protozoi é demandato alla Protozoologia o, più in generale, alla Protistologia.
 
Microbiologia applicata
La microbiologia ha trovato innumerevoli applicazioni pratiche in molte attività umane, in conseguenza del fatto che i microrganismi, esseri capaci di adattarsi agli habitat più disparati, hanno notevole importanza in molti campi umani. Oltre ad essere infatti collegati alla salute umana in quanto causa di malattie, i microrganismi sono anche responsabili di processi in grado di migliorare notevolmente la qualità della vita degli esseri umani. Sono attivamente utilizzati per produrre antibiotici, per effettuare la fermentazione industriale, per migliorare i raccolti. 
Gli scienziati sono oggi in grado di utilizzare i microrganismi come vettori di clonazione per realizzare ibridi e OGM (organismi geneticamente modificati), specialmente nelle piante, o di manipolarli per creare importanti enzimi cioè proteine in grado di far avvenire una reazione. 
Alcuni importanti esempi di microbiologia applicata sono:
Microbiologia medica: importante settore della medicina che studia il ruolo che i microrganismi hanno nelle malattie e, in generale, nella salute umana. Include lo studio delle patologie causate dai microorgsnismi ed è correlata all’immunologia, ossia branca delle scienze biomediche che si occupa del sistema immunitario in tutti gli organismi.
 
Microbiologia farmaceutica: lo studio sia dei microrganismi capaci di contaminare e rendere tossici i farmaci, sia di quei microrganismi in grado invece di produrre sostanze  (come proteine o antibiotici) utilizzabili in farmacia. 
Microbiologia veterinaria: lo studio del ruolo dei microrganismi in veterinaria. 
Microbiologia ambientale: lo studio dei microorganismi nei diversi ecosistemi, e l´effetto che questi hanno sull´ambiente. 
Microbiologia agraria: lo studio dell´utilizzo dei microrganismi nei meccanismi di produzione agricola, ad esempio per migliorare la fertilità del suolo. 
Microbiologia industriale: lo studio dell´utilizzo e dello sfruttamento dei microrganismi nei processi industriali. Alcuni esempi possono essere la fermentazione industriale per i beni alimentari, o i trattamenti di ripulitura delle acque di scarico. È strettamente collegata alle biotecnologie. 
Microbiologia alimentare: lo studio dei microrganismi che causano le alterazioni dei cibi e l´avaria degli alimenti. 
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