NUTRIENTES PARA EL CRECIMIENTO BACTERIANO.

El crecimiento bacteriano, se puede definir como el aumento progresivo de la células.Cuando las bacterias se agrupan pueden utilizar una amplia variedad de nutrientes.
Los nutrientes pueden ser:
  • Esenciales: son los requeridos por las células.
  • No esenciales: son necesarios para el crecimiento.
Otra clasificación puede dividir los nutrientes en:
  • Macronutrientes: son más abundantes en la célula.
  • Micronutrientes: se requieren en menor cantidad.


Las bacterias son muy versátiles debido a que tienen la capacidad de utilizar una amplia gama de nutrientes que va desde compuestos inorgánicos simples hasta compuestosorgánicos más complejos. Como ya se dijo los nutrientes pueden ser esenciales o no esenciales. Algunos nutrientes son utilizados sólo como precursores de macromoléculas celulares y otros como fuente de energía sin ser incorporados directamente al material celular, en cambio otros cumplen las dos funciones.

MACRONUTRIENTES:

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Carbono.- es el mayor constituyente de la célula bacteriana, de acuerdo a la forma a la forma en que lo utilizan tenemos dos tipos de bacterias:
  • Autótrofas: sintetizan todos sus componentes orgánicos a partir de compuestos inorgánicos coo CO2.
  • Heterótrofas: utilizan sustancias orgánicas como fuentes de carbono.

Nitrógeno.- después del carbono el elemento más abundante en las bacterias es el nitrógeno debido a que representa del 12 al 15% del peso seco. Es el constituyente principal deproteínas y ácidos nucleicos. La mayoría de bacterias son capaces de utilizar el amonio como fuente de nitrógenos, mientras que otras usan nitratos. La reducción de nitratos se realiza por dos mecanismos diferentes:
  • Reducción asimiladora.- el nitrato es reducido por vía del nitrito.
  • Reducción desamiladora.- el nitrito sirve como aceptor de electrones, se realiza en bacterias anaerobias y anaerobias facultativas.

Fósforo.- es utilizdo para la síntesis de ácidos nucleicos y fosfolípidos. La mayoría de las bacterias lo usan en forma inorgánica como PO4 2-. Los fosfatos orgánicos están ampliamente distribuidos en la naturaleza, para ser sintetizados deben ser atacados primero por fosfatasas, las cuales clivan estos compuestos iberando fórforo inorgánico.

Potasio
  • Interviene en la activación de enzimas.
  • En Gram-positivas está asociado co los ácidos teicoicos de la pared celelular.
Azufre
  • Se encuentra en las células bacterianas como el radical -SH interviene en determinados aminoácidos y en coenzimas como la CoA.
  • Las bacterias asimilan al azufre como SO4 2-. Este sulfato se activa con ATP, y luegp se reduce hasta sulfito y finalmente sulfhídrido y así ya tiene el estado dereducción adecuado y para la incorporación del S.
  • Muchas bacterias heterótrofas pueden usar algunas formas reducidas como:
De S inorgánico: sulfuros como S2-, SH 1-
De S orgánico: cisteína
Magnesio
  • Estabiliza ribosomas, membranas y ácidos nucleicos.
  • Se presenta como cofactor en muchas reacciones, especialmente en las que aplican transferencia de grupos fosfato. Ejm: en reacciones que requieren ATP.
  • Participación en las bacterioclorofilas en su proceso fotosintético.
Cacio
  • Permite estabilizar la pared celular bacteriana.
  • Posee una funció importante en la termorresistenca de las endosporas.
  • Actúa como cofactor de ciertas enzimas como las proteinasas.
Hierro
  • Suele estar acomplejado en la naturaleza formando sales insolubles. Las bacterias disponen de una serie de moléculas denominadas capaces de captar el hierro.
  • Participan en muchas moléculas implicadas en procesos de respiración, como citocromos y ferroproteínas no hémicas.
  • Intervienen como cofactores en ciertas enzimas.

Oxígeno:
Las exigencias de Oxígeno Refleja el tipo de metabolismo que produce energía.
  • Anaerobios obligados:
  1. Estrictos: Crecen en medios sin oxígeno.
  2. Aerotolerantes: CRecen en medios sin oxígeno pero pueden admitir oxígeno sin que sea letal.
  • Anaerobios facultativos: crecen en presencia o carencia de oxígeno.
  • Aerobios obligados: Necesitan obligatoriamente oxígeno para crecer y vivir.
  • Microarófilos: Admiten hasta 3-5% de oxígeno.

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MICRONUTRIENTES O ELEMENTOS TRAZA
  • El manganeso es un cofactor de ciertas enzimas y a veces puede sustituir al magnesio.
  • El cobalto se requiere para la vitamina B12.
  • El zinc interviene en la estabilización de complejos enzimáticos como el ADN- y ARN-polimerasas.
  • El molibdeno partticipa en la s molibdoflavoproteínas implicadas en la asimilación de nitratos, también participa como cofactor junto al Fe en el complejo nitrogenasa de las bacterias fijadoras de N2 atmosférico.
  • El níquel participa en hidrogenasas, las cuales son enzimas que captan o liberan energía. Geovanna

En las siguientes diapositivas se explicará ampliamente el crecimento bacteriano:

Crecimiento microbiano

Un ejemplo de los requerimientos nutricionales de bacterias como E. coli son revelados por la composición elemental de la célula, que consiste en C, H, O, N, S, O, K, Mg, Fe, Ca, Mn y trazas de Zn, Co, Cu y molibdeno. Estos elementos se encuentran en el agua,como inones inorgánicos, paqueñas moléculas y macromoléculas que sirven tanto al rol estructural como funcional de la célula. Las funciones fisiológicas generales de los elementos descritos anteriormente son resumidos en la siguiente tabla con excepción de las elementos traza.


Nutriente Universal : AGUA
Las bacterias necesitan grandes cantidades de agua, el mismo que representa el 90% en peso húmedo de la célula bacteriana. El agucumple los siguientes papeles en la bacteria:
  • Constituyente principal del protoplasto bacteriano.
  • Es el medio universal donde ocurren las reacciones biológicas.
  • Es un reactante en exeso.
Las fuentes de agua para las bacterias pueden ser:
  • Endógenas.- procedente de procesos de óxido-reducción.
  • Exógena.- procedente del medio y que difunde a través de las membranas.


FACTORES DE CRECIMIENTO:
Son sustancias necesarias para las bacterias y que necesitan debido a fallas en el metabolismo.
las bacterias que no requieren factores de crecimiento se llaman prototróficas y las que requieren auxotróficas


Captación de Nutrientes
La concentración de solutos en el interio de la célula bacteriana es mayor que en el medio extracelular, la principal barrera para el paso de solutos entre la célula y el medio externo es la membrana celular. Las bacterias están rodeadas de membranas semipermeables compuestas por una mezcla compleja de proteínas, lípidos y glucoproteínas, que restrigen el ingreso de la mayoría de solutos, ain embargo tienen poseeen sistemas para el transporte de sustancias pequeñas a travez de la membrana. Las moléculas grandes deben primero ser degradadas a moléculas más pequeñas por enzimas secretadas al exterior por lapropia baceria, llamadas exoenzimas. En bacterias Gram negativas estas exoenzimas se encuentran localizadas en el espacio periplásmico, mientras que en las bacterias Gram positivas están ancladas en la membrana citoplasmática. stas enzimas son activas sobre: proteínas, polisacáridos, lípidos, ácidos nucleicos, entre otros.


Medios de cultivo


Un medio de cultivo es una solución que tiene los nutrientes necesarios para permitir el crecimiento y la reproducción de los microorganismos. De acuerdo al microorganismo que se necesite cultivar el medio requerirá de ciertas condiciones físicas (pH, temperatura, tiempo de incubación) y químicas (nutrientes necesarios) para crecer óptimamente.
Los cultivos que tienen únicamente un solo tipo de microorganismos y que han crecido bajo las mismas condiciones, se denominan cultivos axénicos.

Clasificación
Según sus cualidades físicas distinguimos:

  • Líquidos: No presentan agar en su formulación
  • Semi-sólidos: Tienen agar en una concentración de 0.2 al 0.4%
  • Sólidos: tienen agar en una concentración mayor al 1.5%
Según su formulación:
  • Químicamente definidos o simples: se conoce exactamente la cantidad de cada uno de los compuestos que hay en el medio.
  • Complejos: se realizan a partir de extractos naturales (extracto de levadura, sangre,de carne, de caseína, etc). Por tanto, no se conoce exactamente cuál es la composición del medio. Sin embargo, presenta la ventaja de que ya están presentes todos o casi todos los elementos que una célula puede requerir.
Según su uso:
  • Medio General: Es aquel medio donde crecen todo tipo de microorganismos, excepto aquellos que necesitan de unas condiciones especiales.
  • Selectivos: permiten seleccionar el crecimiento de una especie o grupo determinado (hongos, bacterias entéricas, protozoos, etc).
  • Diferenciales: permiten identificar una especie o grupo por su crecimiento ya sea por su metabolismo, respiracion, etc.
  • De enriquecimiento: son medios diseñados para permitir el crecimiento del máximo número de especies posible. Pueden usarse, por ejemplo, para estudiar todos los microorganismos presentes en una muestra.
  • Mínimo: contienen la mínima cantidad de nutrientes posible que permite el crecimiento de una especie.
  • De transporte: está preparado para servir de almacenamiento temporal a espécimenes transportados. manteniendo su viabilidad y su concentración.
  • Simple

Preparación de medios:

· Siempre preparar los medios con agua destilada (salvo el Marino).
· Es necesario ajustar simpre el pH.
· Todos los utensilios deben estar perfectamente limpios.
· Todos los medios deben esterilizarse de alguna forma.
· Los medios se preparan en matraces cónicos con tapa
· Se pesa la cantidad de medio requerida, se disuelve o suspende en el agua.
· Se ajusta el pH.
· Se esteriliza a 121°C por 20 min
· Se espera a que enfríe (45°C o hasta que se
· pueda sostener el recipiente sin quemarse la
· mano, esta se conoce como temperatura de distribución)

· Servir 20 ml Aprox. en cada caja de Petri

CULTIVOS EN MEDIO LÍQUIDO
Una manera sencilla de obtener bacterias es hacerla crecer en medio líquido contenido en un tubo de ensayo o en un erlenmeyer. El crecimiento puede manifestarse de tres diferentes formas:

1. Enturbiamiento u opacidad del medio por crecimiento de los microorganismos.
2. Velo originado por una masa de microorganismos que flotan en la parte superior del cultivo.
3. Sedimento en la parte inferior del cultivo, pero que se pone en suspensión cuanto el tubo se agita.

Este tipo de cultivo se realiza con un asa de inoculación.

CULTIVOS EN MEDIOS SEMISÓLIDOS:
Estos cultivos se utilizan generalmente para la observación de la movilidad de las bacterias, pero también tiene otras aplicaciones. Estas siembras se realizan por punción con una aguja de inoculación.
CULTIVOS EN MEDIOS SÓLIDOS:
Este tipo de cultivo sirve para formar colonias puras o axénicas. La aparición de las colonias indica un crecimiento en este medio.