Nutrición Microbiana BUENO

8/17/2019 Nutrición Microbiana BUENO

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ÍNDICE:

1 CONCEPTOS BASICOS2 CLASES DE NUTRIENTES

2.1 NUTRIENTES UNIVERSALES

2.1.1 EL AGUA

2.1.2 EL CO2

2.1.3 FÓSFORO

2.1.4 SALES MINERALES

2.2 NUTRIENTES PARTICULARES

2.3 NITRÓGENO Y AZUFRE

2.3.1 FIJACIÓN DE NITRÓGENO

2.4 FACTORES DE CRECIMIENTO

3 MEDIOS DE CULTIVO

1 CONCEPTOS BASICOS La nutrición es el proceso por el que los seres vivos toman del medio donde habitan lassustancias químicas que necesitan para crecer. Dichas sustancias se denominan nutrientes, yse requieren para dos objetivos:

fines energéticos (reacciones de mantenimiento);

fines biosintéticos (reacciones plásticas o anabolismo).

Las biosíntesis de nuevos componentes celulares son procesos que requieren energíaprocedente del medio ambiente. En el capítulo anterior vimos los principales modos decaptación y obtención de energía existentes en las bacterias.

Es importante tener claro desde el principio una serie de conceptos y nomenclaturasrelacionados con los principales tipos de nutrición bacteriana. Puesto que, como acabamos de

ver, la nutrición presenta un aspecto de aprovisionamiento de energía y otro de suministro demateriales para la síntesis celular, podemos hablar de dos “clasificaciones” de tipos denutrición:

rición microbiana http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/11nutrientes.htm

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1) Desde el punto de vista de los fines de aprovisionamiento de energía, las bacterias sepueden dividir en:

a) litotrofas: son aquellas que sólo requieren sustancias inorgánicas sencillas (SH2 S0,

NH3, NO

2-, Fe, etc.).

b) organotrofas: requieren compuestos orgánicos (hidratos de carbono, hidrocarburos,lípidos, proteínas, alcoholes...).

2) Desde el punto de vista biosintético (o sea, para sus necesidades plásticas o decrecimiento), las bacterias se pueden dividir en:

a) autotrofas: crecen sintetizando sus materiales a partir de sustancias inorgánicassencillas. Ahora bien, habitualmente el concepto de autotrofía se limita a la capacidad deutilizar una fuente inorgánica de carbono, a saber, el CO

2.

b) heterotrofas: su fuente de carbono es orgánica (si bien otros elementos distintos del Cpueden ser captados en forma inorgánica).

Otros conceptos:

autotrofas estrictas son aquellas bacterias incapaces de crecer usando materiaorgánica como fuente de carbono.

Mixotrofas son aquellas bacterias con metabolismo energético litotrofo (obtienen energíade compuestos inorgánicos), pero requieren sustancias orgánicas como nutrientes parasu metabolismo biosintético.

Sean autotrofas o heterotrofas, todas las bacterias necesitan captar una serie deelementos químicos, que se pueden clasificar (según las cantidades en que son requeridos)como

macronutrientes (C, H, O, N, P, S, K, Mg), y

micronutrientes o elementos traza (Co, Cu, Zn, Mo...)([1])

En la naturaleza, estos elementos se encuentran combinados, formando parte desustancias orgánicas o inorgánicas. Algunos de los nutrientes serán incorporados paraconstruir macromoléculas y estructuras celulares; otros solo sirven para la producción deenergía, y no se incorporan directamente como material celular; finalmente, otros puedenejercer ambos papeles.

El mundo bacteriano, como conjunto, exhibe una gigantesca versatilidad metabólica deuso de nutrientes: desde autotrofos que obtienen su carbono por reducción del CO

2 y los

demás elementos a partir de fuentes igualmente inorgánicas, hasta heterotrofos capaces deusar amplia gama de fuentes orgánicas de carbono.

A su vez, dentro de los heterotrofos, podemos encontrar muchos y variados tipos denutrición, desde bacterias metilotrofas que sólo usan metano o metanol como fuente decarbono y energía, hasta los muy versátiles Pseudomonas , que pueden recurrir a degradar másde 100 tipos de fuentes de C (incluyendo entre ellas sustancias tan “exóticas” como


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hidrocarburos alifáticos y cíclicos). De cualquier modo, entre los heterotrofos, una de lasfuentes más típicas de carbono consiste en glucosa.

En los heterotrofos-organotrofos, los sustratos carbonados (con un nivel de oxidaciónno muy distinto del material celular -CH

2O-) entran simultáneamente a:

metabolismo energético (donde la fuente de C se transforma en CO2, o en CO2 junto conotras sustancias no totalmente oxidadas);

metabolismo plástico (anabolismo = biosíntesis de nuevo material celular).

Aunque dentro del mundo de los procariotas se encuentre tanta variedad de nutriciones,las bacterias que pueden nutrirse solamente de sustancias inorgánicas sencillas (H

2O, CO

2,

N2, NO

3--, NH

3, SO

4=, fosfatos, etc.) son minoría, pero sus procesos metabólicos son muy

interesantes. De hecho, existen tipos metabólicos que sólo han evolucionado enprocariotas. Como paradigma de esto citaremos los microorganismos quimioautotrofos (oquimiolitoautotrofos): obtienen su energía de la oxidación de sustancias inorgánicas sencillas,el carbono procede del CO

2, y el resto de elementos a partir de sales inorgánicas, por lo que

pueden vivir en soluciones de sales minerales en ausencia de luz.

Lo habitual, sin embargo, es que muchas bacterias recurran, siempre que puedan, atomar del medio ciertos compuestos más complejos, ya que carecen de ciertas rutasbiosintéticas.

2 CLASES DE NUTRIENTESPodemos clasificar los nutrientes en las siguientes categorías:

Universales (es decir, aquellos que son requeridos por todos los procariotas): agua, CO2,

fosfatos y sales minerales;

Particulares;

Factores de crecimiento.

2.1 NUTRIENTES UNIVERSALES

2.1.1 EL AGUA

Las bacterias necesitan grandes cantidades de agua. De hecho, salvo excepciones, sepueden considerar como organismos acuáticos. Requieren cierto grado de humedad paracrecer. Desde el punto de vista de sus posibles papeles, el agua es:

el principal constituyente del protoplasto bacteriano;

el medio universal donde ocurren las reacciones biológicas;


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un reactante en exceso (es decir, un producto resultante de algunas reaccionesbioquímicas).

Las fuentes de agua pueden ser:

endógena: procedente de procesos de oxido-reducción;

exógena (la más importante): procedente del medio, y que difunde a través de lasmembranas.

Ahora bien, no toda el agua de un ambiente está disponible para la bacteria:

Existen determinadas sustancias que absorben y superficies que adsorben de modo máso menos intenso moléculas de agua, dejándolas inasequibles para la bacteria.

Los solutos disueltos en agua (p. ej., sales, azúcares) tienen afinidad por las moléculas

de H2O que los rodean, por lo que éstas tampoco estarán a disposición delmicroorganismo.

La disponibilidad de agua se mide por un parámetro llamado actividad de agua o potencial deagua, indicativo del agua libre, y que se expresa como

aW

= PS /P

W

donde PS es la presión parcial de vapor de agua en la solución problema y P

W es la presión

parcial de vapor del agua destilada.

¿Cómo medir el potencial de agua de un medio líquido determinado? Se mide la humedadrelativa del aire que hay encima del medio (en frascos), y este valor se refiere al valor de 100,que es la humedad del aire encima del agua destilada. O sea, la a

W = humedad relativa/100).

Las bacterias tienen valores de aW

normalmente entre 0.90 y 0.99.

Bacterias de hábitats oligotróficos (como Caulobacter, Spirillum ) tienen aW

cercanos a 1.

Bacterias como Escherichia y Streptococcus , que viven en sangre y fluidos corporales,tienen a

W de alrededor de 0.995.

Bacterias marinas como ciertos Vibrio y Pseudomonas encuentran valores de 0.980.

Ciertos bacilos Gram-positivos que resisten mejor la sequedad poseen valores de 0.950.

En el extremo de resistencia encontramos ciertas bacterias xerófilas, capaces de vivir aa

W muy bajos (en torno a 0.75). Muchas de estas bacterias viven de hecho en medios

acuosos, pero donde gran parte del agua no está disponible por las razones arribacitadas:

procariotas halófilos extremos, como la arquea Halobacterium , que habita enlagunas hipersalinas;


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fosfolípidos, pero aparece también en coenzimas y en proteínas.

2.1.4 SALES MINERALES

Las sales minerales son la fuente de aniones (p. ej. el Cl-) y de cationes para la célula. Los

siguientes cationes, concretamente, se necesitan en cantidades relativamente grandes: K+,

Mg

++

, Ca

++

, Fe

++

.

El ión potasio (K+):

interviene en la activación de una variedad de enzimas, incluyendo las queparticipan en la síntesis de proteínas.

En Gram-positivas está asociado con los ácidos teicoicos de la pared.

El ión magnesio (Mg++):

estabiliza ribosomas, membranas y ácidos nucleicos;

como cofactor en muchas reacciones, especialmente las que implican transferencia

de grupos fosfato. Por ejemplo, en las reacciones que requieren ATP, el Mg++

puede unir la enzima al sustrato durante el mecanismo de acción de la primera.

Participa de las clorofilas y bacterioclorofilas de bacterias fotosintéticas.

El ión calcio (Ca++):

es un cofactor de ciertas enzimas, como proteinasas.

El hierro (principalmente como ión ferroso, Fe++) suele estar acomplejado en lanaturaleza, formando sales insolubles. Las bacterias disponen de una serie de moléculas,denominadas sideróforos, capaces de captar ese hierro (p.ej., hidroxamatos yenterobactina). El hierro

participa en muchas moléculas implicadas en procesos de respiración, comocitocromos y ferroproteínas no hémicas (proteínas con Fe-S);

interviene como cofactor en ciertas enzimas.

Aparte de estos iones que se requieren en cantidades relativamente grandes, las bacteriasnecesitan minúsculas cantidades de otros elementos (oligoelementos), a los que también sedenomina como micronutrientes o elementos traza:

El manganeso (Mn++) es un cofactor de ciertas enzimas, y a veces puede sustituir al

Mg++.

El cobalto (Co++) se requiere casi exclusivamente para la vitamina B12 (de hecho, si

suministramos esta vitamina al medio, la bacteria se vuelve independiente del Co++ libre).


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El zinc interviene en la estabilización de complejos enzimáticos como las ADN- yARN-polimerasas.

El molibdeno participa en las llamadas molibdoflavoproteínas, implicadas en laasimilación de nitratos. Por otro lado, participa como cofactor, junto con el Fe, en elcomplejo nitrogenasa de las bacterias fijadoras de N

2 atmosférico.

El níquel participa en hidrogenasas, enzimas que captan o liberan H2.

2.2 NUTRIENTES PARTICULARES

2.3.1 NITRÓGENO Y AZUFRE

Se trata de elementos que pueden ser cubiertos de modo muy distinto, dependiendodel tipo de bacteria que consideremos. Concretamente, los elementos N y S (que requieren

todos los seres vivos) pueden ser captados por las bacterias de modos muy distintos,dependiendo de sus capacidades biosintéticas.

Tanto el N como el S se encuentran en la célula en estado reducido:

el radical -NH2 forma parte de los aminoácidos (que a su vez son los sillares de las

proteínas) y de las bases nitrogenadas (que participan en los ácidos nucleicos y enalgunas coenzimas);

el radical -SH interviene en determinados aminoácidos y en coenzimas como la CoA.

¿En qué formas químicas entran N y S a las bacterias?

La mayoría de bacterias fotosintéticas y muchas heterotrofas asimilan estos elementos enforma combinada inorgánica oxidada:

como NO3--, merced a la actuación secuencial de nitrato-reductasas y nitrito-

reductasas asimilatorias.

como SO42-. Este sulfato se activa con ATP, y luego se reduce hasta sulfito yfinalmente sulfhídrico, que ya tiene el estado de reducción adecuado para laincorporación del S.

Muchas bacterias heterotrofas pueden usar alguna forma reducida

de N inorgánico: amonio (NH4

+)

de S inorgánico: sulfuros (S2-, SH-)

de N orgánico: aminoácidos, péptidos

de S orgánico:cisteína.


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Muchas de las bacterias que pueden usar amonio como única fuente de nitrógeno tambiénpueden usar nitratos.

2.3.2 FIJACIÓN DE NITRÓGENO

La atmósfera contiene enormes cantidades de nitrógeno no combinado (libre) en estadogaseoso: el nitrógeno molecular o dinitrógeno (N

2), que procede de microorganismos

desnitrificantes ( véase el capítulo 10 ). Sin embargo, esta gran reserva sólo puede servir defuente de nitrógeno a ciertos procariotas, las llamadas bacterias fijadoras de nitrógeno odiazotrofos. Esta notable capacidad bioquímica no ha evolucionado en eucariotas. (Lo más aque ha llegado la evolución es a seleccionar ciertos tipos de asociaciones simbióticas entreprocariotas diazotrofos y ciertos eucariotas, como p. ej., la simbiosis entre raíces deleguminosas y bacterias del grupo de Rhizobium ).

La fijación del N2 es un proceso de reducción que convierte el nitrógeno molecular en

amoniaco, según la siguiente ecuación:

N2 + 8H+ + 8e + 18 ATP ---------> 2NH3 + H2 + 18 (ADP + Pi)

Esta reacción está catalizada por un complejo enzimático denominado nitrogenasa odinitrogenasa, que consta de dos componentes:

Componente I o nitrogenasa propiamente dicha; posee un cofactor de hierro ymolibdeno (FeMoCo) que forma parte del centro activo. Por ello, a este componentetambién se le conoce como molibdoferroproteína. (En realidad existen dos copias delcofactor, cuya estequiometría es MoFe

7S

8-homocitrato)[2]

Componente II o nitrogenasa-reductasa, que posee átomos de Fe acomplejados con Sde determinadas cisteínas (por lo que este componente se denomina a vecesferroproteína).

Mecanismo del complejo dinitrogenasa:

Los electrones para la reducción llegan al complejo por medio de una ferredoxina o unaflavodixina (FeS proteínas no hémicas), que los transfiere al componente II, que quedareducido. El componente II reducido se une a dos moléculas de ATP, y cambia su

conformación, lo que le permite unirse al componente I. Entonces se produce la transferenciade electrones desde el componente II al componente I, con hidrólisis de ATP, lo que a su vezprovoca la separación del componente II respecto del I. Una vez reducido el componente I (lamolibdoferroproteína), éste transfiere los electrones (y los protones) al N

2, hasta convertirlo en

dos moléculas de amoniaco. (El centro activo es FeMoCo). El amoniaco entra entonces en lasrutas biosintéticas para convertirlo en N orgánico, incorporable a las macromoléculas.


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Mecanismo de lanitrogenasa

Dos cosas llaman la atención de la reacción de la nitrogenasa:

Obsérvese que la reacción requiere un gran aporte de energía en forma de al menos18 ATP (en ocasiones puede llegar a 24 ATP). Ello se debe a que el dinitrógeno (NºN) esuna molécula extremadamente inerte (su energía de disociación es de 940 kJ), y sureducción precisa una gran energía de activación para transferirle 6 electrones.

Parte de la actividad nitrogenasa (así como ATP y electrones) “se pierden” en reducir dosiones H+ hasta H2. Se desconoce la razón de este “despilfarro”, pero se sabe que es un

efecto intrínseco de este complejo enzimático.

Un aspecto muy importante del complejo nitrogenasa es su extrema sensibilidad aloxígeno, de modo que queda rápida e irreversiblemente inactivado por este gas. Ahora bien,esto no significa que la capacidad de diazotrofía esté relegada a bacterias anaerobias, ya que,como veremos en la sección de taxonomía, la evolución ha “inventado” distintas estrategiaspara proteger a la nitrogenasa en fijadores aerobios:

Eliminando rápidamente el O2 por una intensa respiración (ej: Azotobacter )

Produciendo capas mucosas que retardan la entrada del oxígeno a la célula (enAzotobacter, Beijerinkia )


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En células especiales dotadas de mecanismos protectores, como el heteroquiste de lascianobacterias o los bacteroides de Rhizobium dentro de los nódulos radicales de lasleguminosas

Protección conformacional: en Azotobacter: la nitrogenasa se une con proteínasprotectoras

Debido a lo “caro” que resulta fijar nitrógeno, no es extraño comprobar que este procesoesté regulado de forma muy estricta ante la presencia en el medio de fuentescombinadas de nitrógeno (nitratos, amonio, aminoácidos):

la actividad nitrogenasa se ve inhibida ante la presencia de N combinado (nitratos,amonio, aminoácidos);

ante N combinado, se reprime la transcripción de los genes codificadores de lanitrogenasa y demás funciones relacionadas (genes nif ).

La nitrogenasa es una enzima relativamente “inespecífica”, ya que puede reducir otraspequeñas moléculas provistas de triples enlaces, como cianuros (NºC-) y acetileno (HCºCH). Lareducción de acetileno a etileno sirve de base al método más usual de medir la actividadnitrogenasa, el llamado ensayo de reducción del acetileno, que se registra medianteaparatos de cromatografía gaseosa.

2.4 FACTORES DE CRECIMIENTO

Los factores de crecimiento son moléculas orgánicas específicas que, en muy pequeña

cantidad, algunas bacterias necesitan para crecer. Salvo excepciones no tienen función plástica(no son sillares de macromoléculas) ni sirven como fuente de energía. Suelen ser coenzimas osus precursores, vitaminas, que determinadas bacterias no pueden fabricar por sí mismas, alcarecer de parte o toda una ruta biosintética.

Ejemplos: las bacterias del género Brucella requieren como factores de crecimiento ensus medios de cultivo la biotina, niacina, tiamina y ácido pantoténico. Haemophilus necesitasuplementos de grupos hemo y piridín-nucleótidos.

En la siguiente tabla se muestran algunas de las vitaminas y cofactores requeridos poralgunas bacterias:

Factor o vitamina funciones principales

p-aminobenzoico (PABA) precursor del ácido fólico

Acido fólico metabolismo de compuestos C1, transferencia de grupos

metilo

Biotina biosíntesis de ácidos grasos; fijación de CO2


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Cobalamina (vitamina B12

) reducción y transferencia de compuestos C1; síntesis de

desoxirribosa

Niacina (ácido nicotínico) precursor del NAD; transferencia de electrones enreacciones redox

Riboflavina precursor de FAD y FMN

ácido pantoténico precursor de la CoA

Tiamina (vitamina B1) descarboxilaciones; transcetolasas.

Complejo B6 (piridoxal, piridoxamina) transformaciones de aminoácidos y cetoácidos

Grupo Vitamina K, quinonas transportadores de electrones (ubiquinonas, menaquinonas,etc.)

3 MEDIOS DE CULTIVO(NOTA: esta parte del tema es para que te sirva de cara a las prácticas de la asignatura, que esel sitio ideal para aprender sobre los medios de cultivo, su fundamento y sus variedades).

El conocimiento de la nutrición microbiana permite el cultivo de los microorganismos enel laboratorio. Como acabamos de ver, en general, todos los microorganismos tienen parecidosrequerimientos de macro- y micronutrientes, aunque ha quedado claro que la forma en quecada nutriente es captado puede variar mucho entre unas bacterias y otras, así como lacantidad relativa de cada nutriente. Los microbiólogos, en su trabajo cotidiano, estánacostumbrados a manejar multitud de “recetas” o fórmulas correspondientes a muchos tipos demedios de cultivo.

Un medio de cultivo es una solución acuosa (bien como tal, o bien incorporada a uncoloide en estado de gel) en la que están presentes todas las sustancias necesarias para elcrecimiento de un(os) determinado(s) microorganismo(s). Los medios de cultivo se puedenclasificar, en primera instancia, en tres grandes tipos:

1) Medios complejos o indefinidos: su composición química exacta se desconoce, ya queson el producto de realizar infusiones y extractos de materiales naturales complejos:

Ejemplos:

Digeridos crudos de extracto de carne

Digeridos de extracto de levadura

Digeridos de peptona de carne o de soja


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Digeridos de caseína (de la leche).

Con ellos se logra un tipo de medio rico nutricionalmente, aunque indefinidoquímicamente. Si lo que pretendemos simplemente es obtener un buen crecimiento bacteriano,este tipo de medios es ideal, ya que su confección es fácil y rápida (basta pesar una ciertacantidad del extracto desecado, suministrado por casas comerciales, disolverlo en agua yesterilizar en autoclave, antes de inocular e incubar la bacteria con la que queramos trabajar).Estos medios contienen fuentes variadas de C y N orgánicos, sales minerales ymicronutrientes. Sin embargo, con ellos no podemos tener un control nutricional preciso, ya quedesconocemos la composición química y proporción exacta de los distintos nutrientes.

2) Medios sintéticos o definidos: se obtienen disolviendo en agua destilada cantidadesconcretas de distintas sustancias químicas puras, orgánicas y/o inorgánicas. La composiciónconcreta de un medio sintético dependerá de la bacteria que queramos cultivar: lógicamente,un medio definido para una bacteria con grandes capacidades biosintéticas será más sencilloque el medio definido de otra bacteria con menores posibilidades biosintéticas. En la tablasiguiente se dan las composiciones de sendos medios sintéticos para dos bacterias diferentes.

___________________________________________________________________________

Medio sintético para Escherichia coli Medio sintético para Leuconostoc mesenteroides

K2HPO

4 7.0 g K

2HPO

4 0.6 g

KH2PO

4 2.0 g KH

2PO

4 0.6 g

(NH4)2SO

4 1.0 g NH

4Cl 3.0 g

MgSO4 0.1 g MgSO4 0.1 g

CaCl2 0.02 g Glucosa 25 g

Glucosa 10 g acetato sódico 20 g

microelementos:

(Fe, Co, Mn, Zn, Cu, Ni, Mo) 2-10 mg cada uno

agua destilada 1000 ml aminoácidos (los 20) 100-200 mg cada uno

purinas (adenina, guanina) 10 mg cada una

pirimidinas (uracilo, xantina), 10 mg cada una

vitaminas: biotina, fólico, nicotínico, piridoxal, piridoxamina,

piridoxina, riboflavina, tiamina, pantoténico, PABA)...... 0.01-1 mg cada una

elementos traza 2-10 mg cada uno

agua destilada 1000 ml

___________________________________________________________________________

Como se puede deducir de la tabla anterior, Escherichia coli posee muchísimas capacidades biosintéticas, ya que puede creceren un medio confeccionado exclusivamente a base de glucosa y sales minerales. (Aún más impresionantes son las bacteriasautotrofas, que ni siquiera requieren fuente orgánica de carbono, y se “apañan” con medios a base de sales solamente).


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En cambio, Leuconostoc , a más de fuente orgánica de C y sales similares a las necesitadas por E. coli , precisa una enormediversidad de sustancias adicionales, incluyendo todos los aminoácidos proteinogenéticos, las bases nitrogenadas y un buenmuestrario de vitaminas.

3) En tercer lugar, podemos fabricar un tipo de medio “mezcla” de los anteriores, denominadomedio semisintético: llevan algunas sustancias químicas cuya naturaleza y cantidadconocemos, junto con sustancias de naturaleza y composición indefinidas.

Cualquiera que sea el tipo de medio, de los tres que acabamos de citar, podemos elaborar dostipos de “versiones”, según su estado aparente:

medios líquidos (por ejemplo, los dos de la tabla)

medios sólidos: derivan de los líquidos simplemente añadiendo a la solución nutritiva uncoloide en estado de gel, que solidifica (da consistencia) a esta solución.

En los primeros tiempos de la Bacteriología sólo se conocía como sustancia gelificanteincorporable a los medios la gelatina. Sin embargo, presenta muchos inconvenientes, ya que

funde a 25oC (por encima de esta temperatura el medio se licúa), y además, muchas bacteriaspresentan gelatinasas que hidrolizan la gelatina.

El gelificante más usado es el agar-agar, extraído de algas rojas (p. ej. Gelidium ), del cualexisten versiones más o menos purificadas (las más puras están más enriquecidas en elpolisacárido agarosa; son las que se emplean para los medios definidos, con objeto de evitar laintroducción de sustancias "contaminantes" inadvertidas que falseen las interpretaciones sobreel comportamiento nutricional de la bacteria). El agar presenta la gran ventaja de que una vez

gelificado, no funde hasta cerca de los 100oC, lo que permite su uso para la inmensa mayoríade bacterias, que son mesófilas. Un comportamiento notable del agar es que una vez fundido

(a 100ºC), no gelifica (solidifica) hasta los 45ºC. En este margen de temperatura hasta el límitede solidificación de 45ºC se dice que el agar está en sobrefusión.

Para cultivar ciertas bacterias (sobre todo los quimioautotrofos) se suele recurrir a un gelificanteinorgánico, el silicagel o gel de sílice.

Finalmente, introduciremos otra serie de conceptos relativos a medios de cultivo, que al igualque los anteriores, serán tratados con la suficiente amplitud en las sesiones de clasesprácticas:

Medios selectivos son aquellos que permiten seleccionar un tipo (o unos pocos tipos) de

microorganismos. En el laboratorio se emplean mucho medios selectivos sólidos queincorporan ciertas sustancias que inhiben el crecimiento de ciertas bacterias, pero permiten elcrecimiento de otras. (P. ej. medios que llevan violeta cristal inhiben el crecimiento de bacteriasGram-positivas.

Medios diferenciales son aquellos que permiten distinguir a simple vista dos o más tipos debacterias en función de su distinto comportamiento respecto de algún nutriente del medio. Esecomportamiento diferencial se traduce normalmente en un viraje de color de una sustanciaindicadora presente en el medio.

Ejemplos:

en el medio EMB (eosina-azul de metileno) ciertos tipos metabólicos de bacteriasproducen cambios de color y precipitación de sales cuando producen ácidos por


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fermentación de ciertas fuentes de carbono.

El medio llamado agar-sangre lleva un 5% de sangre de caballo o carnero, lo cual revelala capacidad (y el tipo) de hemolisis de ciertas bacterias.

Algunos medios son simultáneamente selectivos y diferenciales.

P. ej., el agar de MacConkey, que el alumno manejará en la segunda tanda de prácticas.Se trata de un medio de color rosado y transparente, que posee, entre otras sustancias,lactosa, peptonas, el colorante vital rojo neutro, sales biliares y violeta cristal.

Este medio es selectivo contra muchas bacterias Gram-positivas debido al violeta cristal, ytambién contraselecciona muchas Gram-negativas debido a las sales biliares (que son agentestensioactivos que desorganizan muchas membranas externas). En cambio, las Enterobacteriasestán evolutivamente adaptadas a soportar sales biliares en su hábitat natural (el intestino devertebrados superiores), y pueden crecer en este medio.

En su faceta de medio diferencial, el agar MacConkey permite visualizar dos tipos deEnterobacterias según que puedan o no fermentar la lactosa, con producción de ácidos. Las

bacterias fermentadoras de lactosa (Lac+), excretan al medio gran cantidad de ácidosorgánicos, lo que provoca que sus colonias, y sus alrededores aparezcan de color rojo intenso,debido al viraje del rojo neutro; además, se forma un halo turbio a cierta distancia de estascolonias, fenómeno ocasionado por la precipitación de las sales biliares inducida por la acidez.

En cambio, las bacterias Lac-, al no poder usar la lactosa, recurren como fuente de C a las

peptonas, a las que desaminan: incorporan el esqueleto carbonado, excretando iones NH4+,

que alcalinizan el medio de cultivo, lo cual se traduce en que el indicador rojo neutro vira aamarillo.

NOTAS

[1] .- Quizá llame la atención del lector no ver citado aquí el Na. De hecho, el Na no es unrequerimiento universal en las bacterias; sólo lo necesitan ciertos procariotas marinos, delagunas saladas, cianobacterias y anoxifotobacterias.

[2] Existen ejemplos de nitrogenasas “alternativas” en las que no existe FeMo-co, sino

cofactores de hierro y vanadio (FeVa-co) o cofactores con solo sulfuro de hierro. Se supone queestas nitrogenasa funcionan solo mecanismos de apoyo cuando en el medio no hay suficientemolibdeno.

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