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Los dos descubrimientos de Fleming ocurrieron en los años veinte y aunque fueron accidentales demuestran la gran capacidad de observación e intuición de este médico escocés. El descubrimiento de la [[lisozima]] ocurrió después de que un moco de su nariz, procedente de un estornudo, cayese sobre una [[placa de Petri]] en la que crecía un cultivo bacteriano. Unos días más tarde notó que las [[bacterias]] habían sido destruidas en el lugar donde se había depositado el fluido nasal.
El laboratorio de Fleming estaba habitualmente desordenado, lo que resultó una ventaja para su siguiente descubrimiento. En [[septiembre]] de [[1928]], estaba realizando varios experimentos en su laboratorio y el día 22, al inspeccionar sus cultivos antes de destruirlos notó que la colonia de un hongo había crecido espontáneamente, como un contaminante, en una de las [[placa de Petri]] sembradas con ''Staphylococcus aureus''. Fleming observó más tarde las placas y comprobó que las colonias bacterianas que se encontraban alrededor del hongo (más tarde identificado como ''[[Penicillium notatum]]'') eran transparentes debido a una lisis bacteriana. Para ser más exactos, la Penicillium es un moho que produce una sustancia natural con efectos antibacterianos: la penicilina. La lisis significaba la muerte de las bacterias, y en su caso, la de las bacterias patógenas (''Staphylococcus aureus'') crecidas en la placa. Aunque él reconoció inmediatamente la trascendencia de este hallazgo sus colegas lo subestimaron. Fleming comunicó su descubrimiento sobre la penicilina en el British Journal of Experimental Pathology en 1929.
Fleming trabajó con el hongo durante un tiempo pero la obtención y purificación de la penicilina a partir de los cultivos de ''Penicillium notatum'' resultaron difíciles y más apropiados para los químicos. La comunidad científica creyó que la penicilina sólo sería útil para tratar infecciones banales y por ello no le prestó atención.
[[Archivo:Staphylococcus aureus (AB Test).jpg|right|thumb|Antibíoticos modernos son probados utilizando métodos similares al de Fleming]]
Sin embargo, el antibiótico despertó el interés de los investigadores estadounidenses durante la [[Segunda Guerra Mundial]], quienes intentaban emular a la medicina militar alemana la cual disponía de las sulfamidas. Los químicos norteamericanos [[Ernst Boris Chain]] y [[Howard Walter Florey]] desarrollaron un método de purificación de la penicilina que permitió su síntesis y distribución comercial para el resto de la población.
Fleming no patentó su descubrimiento creyendo que así sería más fácil la difusión de un antibiótico necesario para el tratamiento de las numerosas infecciones que azotaban a la población.
Por sus descubrimientos, Fleming compartió el [[Premio Nobel de Medicina]] en [[1945]] junto a [[Ernst Boris Chain]] y [[Howard Walter Florey]].
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