La nutrición microbiana consiste en aportar a las células los ingredientes químicos que necesitan para la síntesis de monómeros, que son los componentes de las macromoléculas, que a su vez construyen las estructuras celulares.
MACRONUTRIENTES
C
Elemento más abundante en las macromoléculas.
Constituye el 50% del peso seco de las células.
Muchos procariotas son heterótrofos. Necesitan algún tipo de compuesto orgánico como fuente de carbono para hacer nuevo material celular.
Los aminoácidos, los ácidos grasos, los ácidos orgánicos, los azúcares, las bases nitrogenadas, los compuestos aromáticos y un sinfín de compuestos orgánicos de otro tipo pueden ser utilizados por las bacterias.
Algunos procariotas son autótrofos, capaces de construir todas sus estructuras orgánicas a partir del CO2 con la energía obtenida de la luz o de compuestos inorgánicos.
N
En una bacteria típica, alrededor del 12% de su peso seco es N.
Forma parte de las proteínas, ácidos nucleicos y otros constituyentes celulares.
En la naturaleza, se encuentra en forma orgánica e inorgánica. Pero la mayor parte del N natural se encuentra en forma inorgánica ( NH3, NO3- o N2 ).
La mayoría de las bacterias son capaces de utilizar NH3 como única fuente de N, y otras muchas pueden utilizar NO3- .
El N2 puede ser usado como fuente de nitrógeno por algunas bacterias, las bacterias fijadoras de nitrógeno.
P
El P se presenta en la naturaleza en forma de fosfatos orgánicos e inorgánicos.
La célula necesita P para la síntesis de ácidos nucleicos y fosfolípidos.
S
El S es un componente de los aminoácidos cis y met y se encuentra en algunas vitaminas, como tiamina, biotina, ácido lipoico y Coenzima A.
La mayoría del S celular procede de fuentes inorgánicas, ya sean sulfatos o sulfuros.
K
El K es necesario para todos los organismos. Es cofactor de muchas enzimas.
Mg
El Mg funciona como estabilizador de los ribosomas, las membranas celulares y los ácidos nucleicos. También se necesita para la actividad de muchas enzimas.
Ca
El Ca ayuda a estabilizar la pared celular bacteriana y tiene una función importante en la termorresistencia de las endoesporas.
Na
El Na es requerido por algunos microorganismos (halófilos),
Fe
El Fe es fundamental en la respiración celular.
Forma parte de los citocromos y de proteínas que contienen Fe y S implicados en el transporte de electrones.
En condiciones anaeróbicas, el Fe se encuentra en el estado de oxidación +2 (Fe+2) y es soluble.
En condiciones aeróbicas suele estar en el estado de oxidación +3 ( Fe+3) y forma varios minerales insolubles.
Para obtener el Fe de tales minerales, las células producen agentes quelantes llamados
sideróforos que solubilizan el Fe y lo introducen en la célula.
Es necesario en mayores cantidades que otros metales y no se considera un elemento traza.
MICRONUETRIENTES (ELEMENTOS TRAZA)
Co, Cu, Mn, Mo, Ni, Se, W, V, Zn
Se requieren en muy pequeñas cantidades.
Son tan importantes para el funcionamiento celular como los macronutrientes.
Muchos son metales que actúan como cofactores de enzimas.
A menudo no es necesario añadirlos a los medios de cultivo.
Si el agua utilizada para elaborar el medio es ultrapura se añade al medio una pequeña cantidad de una solución de metales traza.
FACTORES DE CRECIMIENTO
Los factores de crecimiento son compuestos orgánicos que se necesitan en muy pequeñas cantidades y sólo por algunas células.
Los factores de crecimiento son vitaminas, aminoácidos, purinas y pirimidinas.
La mayoría de los microorganismos son capaces de sintetizar estos compuestos, pero en algunos casos es necesario añadirlos al medio.
Las vitaminas son los factores de crecimiento que se necesitan con mayor frecuencia, funcionan formando parte de coenzimas.
Las principales vitaminas requeridas por los microorganismos son:
tiamina (vitamina B1)
biotina,
piridoxina (vitamina B6) y
covalamina (vitamina B12)
CULTIVO Y CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS
MEDIOS DE CULTIVO: COMPOSICIÓN Y PREPARACIÓN
CULTIVO QUIMICAMENTE DEFINIDO
El medio de cultivo químicamente definido se prepara añadiendo cantidades precisas de compuestos orgánicos e inorgánicos puros a un volumen conocido de agua destilada.
Para elaborar el medio complejo se utilizan hidrolizados de proteínas y otras sustancias muy nutritivas pero no definidas químicamente que se pesan y se añaden a un volumen conocido de agua.
No se conoce la composición exacta del medio complejo.
Medio complejo para Escherichia coli y Leuconostoc mesenteroides
TIPOS DE MEDIOS DE CULTIVO
Medios sólidos y líquidos
Los medios sólidos se preparan como los medios líquidos y se les añade agar (1.5%) como agente gelificante.
El agar es un polímero sulfatado compuesto por D-galactosa, 3,6-anhidro-L-galactosa y ácido glucurónico.
El agar se funde a 80-90ºC y se puede enfriar hasta una temperatura de 40 a 42 ºC sin endurecerse.
La mayoría de los microorganismos no pueden degradarlo.
El agar se funde durante el proceso de esterilización, el medio fundido se vierte sobre placas Petri y se deja solidificar antes de su uso.
Los medios sólidos inmovilizan a las células, permitiéndolas crecer y formar masas aisladas visibles llamadas colonias.
Medios generales
Los medios generales mantienen el crecimiento de muchos microorganismos. Ej., el caldo y agar nutritivo
Medios enriquecidos
Medios generales a los que se añaden nutrientes especiales para mantener el crecimiento de microorganismos heterótrofos exigentes. Ej., el agar sangre
Medios selectivos
Favorecen el crecimiento de microorganismos particulares. Ej.,agar Levine (eosina-azul de metileno) y Agar MacConkey se emplean para detectar enterobacterias. Contienen colorantes y sales biliares que inhiben el crecimiento de las bacterias Gram positivas.
Otros medios selectivos contienen nutrientes que pueden utilizar algunas bacterias de forma específica. Ej., el agar celulosa se usa para aislar bacterias que digieren la celulosa.
Medios diferenciales
Medios que diferencian entre grupos distintos de bacterias e incluso permiten una identificación tentativa de los microorganismos según sus características biológicas.
El agar MacConkey es tanto selectivo como diferencial. Como contiene lactosa y colorante rojo neutro, las colonias fermentadoras de lactosa (Escherichia coli) aparecen de color rosa o rojo y se distinguen fácilmente de las colonias no fermentadoras.
AISLAMIENTO DE CULTIVOS PUROS DE MICROORGANISMOS
TRANSFERENCIA ASÉPTICA
Consiste en una serie de procedimientos que evitan la contaminación durante la manipulación de los cultivos y de los medios de cultivo estériles.
Es uno de los primeros métodos que tiene que dominar un microbiólogo.
Se calienta el asa de siembra hasta incandescencia y se deja enfriar
El tubo se destapa
Se pasa el extremo del tubo por la llama
Se extrae la muestra con el asa esterilizada
Se vuelve a flamear la boca del tubo y la muestra se deposita en un medio estéril
Se vuelve a tapar el tubo y se calienta el asa de nuevo al final
OBTENCIÓN DE CULTIVOS PUROS
Dilución y siembra por extensión en superficie.
Siembra en estrías.
Dilución y siembra en profundidad
MORFOLOGÍA Y CRECIMIENTO DE LAS COLONIAS
Las colonias son masas visibles de células que se forman por división de una o varias células.
El desarrollo de colonias sobre superficies de agar permite al microbiólogo identificar las bacterias porque las especies forman a menudo colonias con una forma y aspecto característico.
El tamaño, forma, textura y color de una colonia es propio de cada organismo.
La morfología de la colonia de una bacteria puede variar según el medio en que crezca la bacteria.
Colonias de bacterias
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UNIDAD I
Evolución de la microbiología .Estructura bacteriana .Genetica microbiana
