Reproducción bacteriana

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Morfología Y Estructura De Las Células Procariotas: Los miembros del mundo procariota comprenden un vasto y heterogéneo grupo de organismos unicelulares. Este grupo incluye las eubacterias o bacterias verdaderas y las arqueobacterias. Los millares de especies bacterianas se diferencian por muchos factores, entre los que se cuentan la morfología, la composición química (a menudo detectada por reacciones de tinción) los requerimientos nutricionales y las actividades bioquímicas. Morfología Bacteriana: Como característica principal, los procariotas no poseen compartimientos intracelulares delimitados por membranas, por lo que carecen de membrana nuclear, a diferencia de los eucariotas. También es importante destacar que el ADN procariota es circular y cerrado, mientras que el eucariota se organiza en cromosomas individuales y se asocia a proteínas de tipo histonas. Las bacterias poseen una pared celular compuesta por peptidoglicano (a excepción de los Mycoplasmas) mientras que las células eucariotas no tienen este tipo de pared (la pared celular de los vegetales es de celulosa). La reproducción en los eucariotas puede ser tanto sexuada como asexuada, mientras que los procariotas se reproducen por división simple (forma asexuada). El tamaño de la célula eucariota es mayor que el de la procariota. Los procariotas no poseen citoesqueleto, a diferencia de los eucariotas. Otra diferencia es la presencia de fimbrias o pilis en las bacterias. Los procariotas pueden poseer flagelos, mientras que los de los eucariotas si los poseen, éstos tienen una estructura más compleja. Por último mencionar que mientras las células eucariotas se reproducen por mitosis, las células procariotas lo hacen por fisión binaria. En dicho proceso la célula crece, se forma un tabique y finalmente se desprenden dos células nuevas. En este proceso se produce también la replicación del ADN, de forma que las células hijas contienen cada una un duplicado idéntico del genoma de la progenitora. Como característica principal, los procariotas no poseen compartimientos intracelulares delimitados por membranas, por lo que carecen de membrana nuclear, a diferencia de los eucariotas. También es importante destacar que el ADN procariota es circular y cerrado, mientras que el eucariota se organiza en cromosomas individuales y se asocia a proteínas de tipo histonas. Las bacterias poseen una pared celular compuesta por peptidoglicano (a excepción de los Mycoplasmas) mientras que las células eucariotas no tienen este tipo de pared (la pared celular de los vegetales es de celulosa).

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Morfología Y Estructura De Las Células Procariotas:

Los miembros del mundo procariota comprenden un vasto y heterogéneo grupo de organismos unicelulares. Este grupo incluye las eubacterias o bacterias verdaderas y las arqueobacterias.

Los millares de especies bacterianas se diferencian por muchos factores, entre los que se cuentan la morfología, la composición química (a menudo detectada por reacciones de tinción) los requerimientos nutricionales y las actividades bioquímicas.

Morfología Bacteriana:

Como característica principal, los procariotas no poseen compartimientos intracelulares delimitados por membranas, por lo que carecen de membrana nuclear, a diferencia de los eucariotas. También es importante destacar que el ADN procariota es circular y cerrado, mientras que el eucariota se organiza en cromosomas individuales y se asocia a proteínas de tipo histonas.

Las bacterias poseen una pared celular compuesta por peptidoglicano (a excepción de los Mycoplasmas) mientras que las células eucariotas no tienen este tipo de pared (la pared celular de los vegetales es de celulosa). La reproducción en los eucariotas puede ser tanto sexuada como asexuada, mientras que los procariotas se reproducen por división simple (forma asexuada). El tamaño de la célula eucariota es mayor que el de la procariota.

Los procariotas no poseen citoesqueleto, a diferencia de los eucariotas. Otra diferencia es la presencia de fimbrias o pilis en las bacterias. Los procariotas pueden poseer flagelos, mientras que los de los eucariotas si los poseen, éstos tienen una estructura más compleja. Por último mencionar que mientras las células eucariotas se reproducen por mitosis, las células procariotas lo hacen por fisión binaria. En dicho proceso la célula crece, se forma un tabique y finalmente se desprenden dos células nuevas. En este proceso se produce también la replicación del ADN, de forma que las células hijas contienen cada una un duplicado idéntico del genoma de la progenitora. Como característica principal, los procariotas no poseen compartimientos intracelulares delimitados por membranas, por lo que carecen de membrana nuclear, a diferencia de los eucariotas. También es importante destacar que el ADN procariota es circular y cerrado, mientras que el eucariota se organiza en cromosomas individuales y se asocia a proteínas de tipo histonas. Las bacterias poseen una pared celular compuesta por peptidoglicano (a excepción de los Mycoplasmas) mientras que las células eucariotas no tienen este tipo de pared (la pared celular de los vegetales es de celulosa).

Estructura bacteriana

Las diferentes estructuras bacterianas se pueden dividir, según sean constantes en las células o no, en estructuras permanentes o variables. Dentro de las primeras se destaca: la pared celular, la membrana celular, los ribosomas y el material genético.

Las estructuras variables son: los flagelos, las fimbrias o pilis, la cápsula y los esporos.

Estructuras variables, son aquellos que existen en algunas bacterias pero no en todas; un mismo grupo bacteriano o una misma cepa bacteriana las puede presentar o no, dependiendo de las condiciones en donde se desarrolle. Las estructuras variables no resultan esenciales para la vida de la bacteria.

Además podemos clasificar las estructuras bacterianas en internas o citoplásmicas y externas o de la envoltura celular. Dentro de las internas destacamos el material genético, los ribosomas y los cuerpos de inclusión. La envoltura celular engloba la membrana plasmática, la pared celular que la recubre, la cápsula y los apéndices como fimbrias o pilis y flagelos.

Contiene los sitios de transporte para nutrientes, interviene en la relación huésped-parásito, es

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blanco de las reacciones del sistema inmune y puede contener estructuras tóxicas para el huésped.

Estructuras Internas O Citoplasmáticas

Están inmersas en el citoplasma, solución acuosa y viscosa que contiene solutos orgánicos e inorgánicos y elementos especializados como los ribosomas y los cuerpos de inclusión.

Ribosomas

Libres en el citoplasma, están compuestos por proteínas y ácido ribonucleico (ARN); su coeficiente de sedimentación es de 70S (a diferencia de la célula eucariota que es de 80S) con dos subunidades de 50S y de 30S. Pueden presentarse aislados o como polirribosomas, asociados a ARN mensajero (ARNm) y a ADN cromosómico. Un mismo ARNm puede ser traducido por varios ribosomas simultáneamente durante la síntesis proteica. Los ARNm bacterianos difieren en el número de proteínas para las que codifican. Algunos representan un único gen (monocistrónicos), otros, la mayoría, tienen secuencias que codifican para más de una proteína (policistrónicos).

Su función es la síntesis proteica y su cantidad aumenta cuando la bacteria crece en medios ricos. Su alto contenido de sustancias ácidas los hace sensibles a la tinción con colorantes positivos o básicos como el cristal violeta y el azul de metileno.

Cuerpos De Inclusión

Son gránulos de material orgánico o inorgánico, algunas veces rodeados de membrana. En general funcionan como almacenamiento de compuestos energéticos que son usados como fuente de energía (polisacáridos, lípidos, polifosfatos). El glucógeno constituye el principal elemento almacenado por las enterobacterias (40% de su peso). Algunas pseudomonas acumulan carbono como ácido poli-α hidroxibutirato y las micobacterias contienen gránulos de polifosfato. Con frecuencia las inclusiones pueden verse directamente con el microscopio de luz sin tinciones especiales.

Estructuras Externas O De La Envoltura Celular

Membrana celular

Es una estructura vital para la bacteria. Representa una barrera que separa el interior del exterior celular.

Consiste en una bicapa lipídica similar a otras membranas biológicas, compuesta por fosfolípidos anfipáticos; no posee esteroles a diferencia de las eucariotas (con la excepción de los mycoplasmas). La membrana se halla estabilizada por puentes de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas y cationes como el calcio y el magnesio que se combinan con los fosfolípidos cargados negativamente. Insertas en ella se encuentran múltiples proteínas transmembrana, que facilitan el transporte de sustancias hidrofílicas a través de ésta. Como las bacterias no poseen membranas internas todos los sistemas de fosforilación, oxidación y transporte de electrones (citocromos) para la producción de energía se encuentran a nivel de la membrana celular.

Los mesosomas son invaginaciones de la membrana plasmática que forma vesículas, túbulos o lamelas. Aunque se han investigado durante años, su función exacta aún se desconoce; pueden estar involucrados en la formación de la pared celular durante la división celular o en la replicación del cromosoma y su distribución a las células hijas. Algunos autores consideran que los mesosomas son artefactos generados durante la fijación química de las bacterias para su observación en el microscopio electrónico. Es necesario realizar más investigaciones para solucionar esta polémica.

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La membrana celular cumple la función de barrera osmótica, tiene permeabilidad selectiva y permite el ingreso de nutrientes y la salida de desechos por mecanismos de transporte activo y pasivo. En ella se encuentran los sistemas de fosforilación oxidación y el transporte de electrones para la producción de energía; además tiene las enzimas necesarias para la síntesis de lípidos, de la pared celular (por ejemplo, el bactoprenol), de la cápsula, etc. Finalmente la membrana contiene moléculas receptoras especiales que ayudan a las bacterias a detectar y responder a sustancias químicas del medio externo.

Pared celular

Ubicada por fuera de la membrana plasmática, es una estructura vital para las bacterias que la poseen. Los fármacos que bloquean su formación producen la lisis y muerte de las bacterias susceptibles. Excepto los mycoplasmas todas las bacterias tienen una pared celular que les da forma y las protege de la lisis osmótica. La pared celular de muchos microorganismos patógenos tiene componentes que contribuyen a su patogenicidad. La pared puede proteger a la célula de las sustancias tóxicas y es el sitio de acción de algunos antibióticos. Reproducción bacteriana.

Reproducción Bacteriana

En las bacterias, el aumento en el tamaño de las células (crecimiento) y la reproducción por división celular están íntimamente ligados, como en la mayor parte de los organismos unicelulares. Las bacterias crecen hasta un tamaño fijo y después se reproducen por fisión binaria, una forma de reproducción asexual.102 En condiciones apropiadas, una bacteria Gram-positiva puede dividirse cada 20–30 minutos y una Gram-negativa cada 15–20 minutos, y en alrededor de 16 horas su número puede ascender a unos 5.000 millones (aproximadamente el número de personas que habitan la Tierra). Bajo condiciones óptimas, algunas bacterias pueden crecer y dividirse muy rápido, tanto como cada 9,8 minutos.103 En la división celular se producen dos células hijas idénticas. Algunas bacterias, todavía reproduciéndose asexualmente, forman estructuras reproductivas más complejas que facilitan la dispersión de las células hijas recién formadas. Ejemplos incluyen la formación de cuerpos fructíferos (esporangios) en las mixobacterias, la formación de hifas en Streptomyces y la gemación. En la gemación una célula forma una protuberancia que a continuación se separa y produce una nueva célula hija.

Por otro lado, cabe destacar un tipo de reproducción sexual en bacterias, denominada para sexualidad bacteriana. En este caso, las bacterias son capaces de intercambiar material genético en un proceso conocido como conjugación bacteriana. Durante el proceso una bacteria donante y una bacteria receptora llevan a cabo un contacto mediante pelos sexuales huecos o Pili, a través de los cuales se transfiere una pequeña cantidad de ADN independiente o plásmido conjugativo. El mejor conocido es el plásmido F de E. coli, que además puede integrarse en el cromosoma bacteriano. En este caso recibe el nombre de episoma, y en la transferencia arrastra parte del cromosoma bacteriano. Se requiere que exista síntesis de ADN para que se produzca la conjugación. La replicación se realiza al mismo tiempo que la transferencia.

Replicación Del Cromosoma Bacteriano

El genoma completo de una célula, tanto sea procariota como eucariota, debe replicarse con exactitud una vez por cada división celular. Por tanto, la iniciación de la replicación compromete a la célula a una división posterior. Si se inicia la replicación, la división consiguiente no debe ocurrir hasta que se haya completado la replicación y de hecho, el final de la replicación puede disparar la división celular. Las bacterias, a diferencia de las células eucariotas, son capaces de replicar su ADN a lo largo de todo su ciclo celular. Se denomina replicón a cada unidad de replicación del ADN el cual contiene todos los elementos requeridos para regular este proceso. El cromosoma bacteriano, se replica a partir de un único origen, que se mueve de forma lineal hasta completar la duplicación total de la molécula, por lo que constituye un replicón. Esto facilita su regulación, que

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está centrada en la etapa de iniciación, una vez que la replicación del cromosoma se inicia en el origen, todo el cromosoma será duplicado.

Los plásmidos, constituyen replicones independientes del cromosoma, dando lugar a una replicación por ciclo celular coordinada con la replicación genómica (plásmidos unicopia) o puede permitir varias replicaciones por ciclo (plásmidos multicopia). El punto en el que el ADN se está duplicando, se llama horquilla de replicación. La replicación puede ser unidireccional o bidireccional, según se formen una o dos horquillas en el origen. Generalmente, los cromosomas bacterianos tienen replicación bidireccional, mientras que algunos plásmidos pueden replicarse unidireccionalmente.

En la replicación unidireccional, una horquilla sale del origen y progresa a lo largo del ADN. En la bidireccional se forman dos horquillas que se alejan del origen en direcciones opuestas hasta que se encuentran completando la duplicación. Esto permite a la bacteria duplicar su ADN más rápidamente, que si el proceso fuera unidireccional, pudiendo replicar más de 1000 pb por segundo. Es de destacar que a pesar de Fig. 3. La replicación semiconservativa del ADN genera dos moleculas idénticas. Para la replicación del ADN hacen falta varias enzimas.

La ADN polimerasa III necesita para iniciar la síntesis un cebador o primer que es sintetizado por una ARN polimerasa especial. Algunas proteinas desenrrollan la hélice de ADN y otras se unen a los fragmentos de ADN unicatenario para estabilizarlo. Como la polimerasa solo sintetiza ADN en dirección 5’ a 3’, una de las cadenas se sintetiza en forma discontinua, dejando una serie de fragmentos de ADN y de huecos sin replicar. La ADN polimerasa I rellena los huecos y una enzima ligasa sella los fragmentos entre si, tal velocidad de replicación, la fidelidad de la misma es muy grande, siendo la frecuencia de mutaciones espontáneas del orden de 1 cada 10, 7 a 10 11 pb replicados.

La replicación es semiconservativa porque cada molécula de ADN posee una cadena delADN original y una "nueva" lo cual resalta la importancia de la complementariedad de bases en la estructura del ADN. Las enzimas encargadas de catalizar el proceso de replicación, se denominan ADN polimerasas. En E. coli se conocen 3 ADN polimerasas distintas. La responsable de la mayor parte de los procesos de replicación es la llamada polimerasa III, mientras que las polimerasas I y II cumplen fundamentalmente roles en la reparación de rupturas o de errores en las moléculas de ADN. También participan otras enzimas, como son las llamadas helicasas, responsables de “desenrollar” el ADN en el origen o cerca de él, paso que resulta indispensable para iniciar la replicación. Esquemáticamente, podemos decir que la replicación consta de 3 fases: iniciación, elongación y terminación. La iniciación, se da a partir del origen del replicón donde se forma la o las horquillas de replicación, por la acción de helicasas que “desenrollan” la estructura del ADN, formándose así una porción monocatenaria que estará en condiciones de formar un complejo con ciertas proteínas de unión al ADN encargadas de estabilizar la cadena sencilla, evitando la formación de puentes de hidrógeno.

Se sintetiza un corto oligonucleótido de ARN con un grupo 3´ oxidrilo libre, que actuará como cebador o “primer”, sobre el que la ADN polimerasa agrega los nucleótidos. La elongación, consiste en el avance de la horquilla de replicación, conforme se van agregando nucleótidos a la cadena neosintetizada, en un orden establecido por las reglas de complementariedad de bases (A con T y C con G) entre la cadena “molde” y la nueva cadena en síntesis. En esta etapa participa fundamentalmente la ADN polimerasa III. Todas las polimerasas conocidas, agregan nucleótidos en dirección 5´- 3´ para el crecimiento de la cadena, y requieren de una cadena de ADN molde, un cebador y por supuesto los nucleótidos.

Comparación entre la expresión de los genes eucariotas y procariotas

Los ARNm procariotas son a menudo poligénicos, es decir que contienen información para mas de una proteína. El extremo 5’ se traduce cuando todavía se está transcribiendo el extremo 3’.

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Los ARNm eucariotas son monogénicos y requieren de modificaciones postranscripcionales antes de atravesar la membrana nuclear y llegar al citoplasma donde es traducido. genoma.

Curva De Crecimiendo Bacteriano

La curva usual de crecimiento bacterial describe las diversas etapas del crecimiento del cultivo de una cepa pura de bacterias dentro de una caja de Petri. Dicha caja estéril contiene gelatina que servirá de alimento para las bacterias, al principio se añaden células de bacteria, las cuales comienzan a reproducirse y eventualmente al irse terminando el alimento mueren todas las bacterias presentes.

Las fases del crecimiento típicamente observadas incluyen las siguientes:

1. Fase de Latencia : en la cual aparentemente no ocurre la reproducción de las bacterias; sólo aumento de la masa total de ellas.

2. Fase Exponencial : En la cual el ritmo de reproducción bacteriana ocurre a ritmo constante; no ocurren las muertes de bacterias.

3. Fase estacionaria : esta fase está precedida por una disminución de la pendiente de la curva comienza a crecer la dificultad para la reproducción o división de las bacterias porque en el cultivo las bacterias comienza a competir por el alimento); dando lugar a una curva de forma sigmoidal o de "S" la cual alcanza el Estado Estacionario cuando ya las células presentes no se reproducen ;pero no mueren todavía. Esta fase dura un cierto tiempo.

4. La fase de muerte (disminución de la población de bacterias de manera exponencial o logarítmica con el tiempo por cuanto cada vez existe menos alimento). 

Plásmidos

Constituyen el material genético extracromosómico. Están constituidos por secuencias cortas de ADN circular bicatenario, que pueden existir y replicarse independientemente del ADN cromosómico y son heredados por las células hijas. Aunque no son esenciales para la vida dela bacteria, generalmente proveen a ésta una ventaja selectiva, por ejemplo: resistencia a los antibióticos, nuevas capacidades metabólicas, patogénicas (cuando codifican para factores de virulencia como toxinas, etc.) u otras numerosas propiedades. Pueden transferirse de bacteria a bacteria mediante un proceso denominado conjugación.

Mecanismos De Variabilidad Genetica

Aunque las bacterias se reproducen por un proceso asexual (fisión binaria), poseen mecanismos para lograr la variabilidad genética que necesitan para adaptarse a un  entorno cambiante. En general existen dos formas de cambiar la dotación genética de  una bacteria, las mutaciones y la transferencia de fragmentos de ADN de unas bacterias  a otras con posterior recombinación de los fragmentos adquiridos en el cromosoma o  en los plásmidos de las bacterias receptora. Conocemos dos formas de recombinación: la recombinación homóloga y la transposición. En larecombinación homóloga el fragmento da ADN aceptado es muy similar a una parte del genoma del a bacteria y, tras situarse al lado, se intercambian con él por un mecanismo derotura, entrecruzamiento y reunión de sus cadenas de ADN . La transferencia previa a este tipo de recombinación puede ocurrir  mediante tres vías: la penetración de ADN desnudo directamente a través de la pared de la célula receptora (transformación), mediante un bacteriófago que infecta diferentes poblaciones bacterianas (transducción), o por transferencia de plásmidos y en su caso de genes cromosómicos arrastrados por plásmidos desde las bacterias donadoras a las receptoras (conjugación). 

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Hoy sabemos que existen también varios tipos de elementos genéticos transferibles  (transposones e integrones), que pueden integrarse en diversos puntos del cromosoma o en los plásmidos de una bacteria sin necesidad de encontrar fragmentos homólogos,  por un mecanismo de transposición o recombinación no homóloga. 

Recombinación homóloga

En la recombinación homóloga el fragmento de ADN aceptado es muy similar a una parte del genoma del a bacteria y, tras situarse al lado, se intercambian con él por un mecanismo de rotura, entrecruzamiento y reunión de sus cadenas de ADN. La transferencia previa a este tipo de recombinación puede ocurrir mediante tres vías: la penetración de ADN desnudo directamente a través de la pared de la célula receptora (transformación), mediante un bacteriófago que infecta diferentes poblaciones bacterianas (transducción), o por transferencia de plásmidos y en su caso de genes cromosómicos arrastrados por plásmidos desde las bacterias donadoras a las receptoras (conjugación). Hoy sabemos que existen también varios tipos de elementos genéticos transferibles (transposones e integrones), que pueden integrarse en diversos puntos del cromosoma o en los plásmidos de una bacteria sin necesidad de encontrar fragmentos homólogos, por un mecanismo de transposición o recombinación no homóloga.

Mutaciones

Las mutaciones son cambios heredables puntuales de la molécula de ADN. Algunas son sustituciones y, otras, deleciones o adiciones de bases por errores en el proceso de replicación semiconservativa del ADN. Aunque estos errores ocurren con muy baja probabilidad en cualquier proceso de replicación de ADN, para las bacterias son una fuente importante de variabilidad, debido a que son poblaciones muy numerosas con tiempos de generación muy cortos. Además, la mutación de ciertos genes relacionados con la propia replicación (genes mutadores), conduce a un aumento drástico de la tasa de mutación de cualquier otro gen.

Algunas mutaciones no tienen efecto en el fenotipo (mutaciones silentes), pero otras, al modificar una proteína estructural o un enzima, dan lugar a cambios fenotípicos. Las mutaciones que ocurren en bacterias patógenas pueden modificar su virulencia si conducen a cambios en antígenos superficiales que no serán reconocidos por la respuesta inmune preexistente. Otras mutaciones importantes son las que aumentan la resistencia de la cepa mutada frente a uno o varios antimicrobianos.

En todo caso las bacterias mutantes solo serán seleccionadas y sustituirán a la cepa original cuando la característica adquirida por mutación represente una ventaja frente a condiciones selectivas del entorno.

A través de la recombinación las bacterias pueden adquirir varias características a un tiempo y evolucionar así más rápido que mediante mutaciones.

Para hacer posible la recombinación homóloga previamente han de transferirse los fragmentos de una bacteria donadora al citoplasma de la receptora que se convierte en parcialmente diploide.

En todo caso estas recombinaciones son la excepción y no la regla porque cada especie posée sus sistemas de seguridad para protegerse de la entrada de de fagos y plásmidos y mantener así su identidad. Se trata de enzimas que introducen modificaciones químicas para marcar y proteger el ADN propio y destruyen toda molécula ajena que no esté marcada por ellas. Estos sistemas restringen el rango de transferencias o intercambios de información entre especies y se denominan enzimas de restricción.

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En este curso aprendemos a emplear estos enzimas para identificar fragmentos de ADN bacteriano relacionados con la virulencia o con la resistencia a los antibióticos.

Transformación

En la transformación la bacteria receptora acepta moléculas desnudas de ADN que penetran por su pared desde el medio externo. De forma natural podría ocurrir cuando las bacterias receptoras comparten su ecosistema con una población de bacterias donadoras que muere y cuyos cromosomas se fragmentan. El ADN desnudo es destruido rápidamente por DNAsas que son enzimas muy frecuentes en muchos medios, por lo que la probabilidad de que ocurran transformaciones naturales es pequeña.

Además la pared de la célula receptora debe estar relativamente permeable para dejar pasar fragmentos de ADN. Suelen ser competentes, es decir, capaces de sufrir transformación las especies de Streptococuus, Staphylococcus, Haemophilus, Neisseria y Bacillus. Sin embargo en el laboratorio puede forzarse la competencia mediante cambios en la concentración de calcio del medio. Esta técnica se emplea para introducir en la bacteria moléculas mixtas de ADN recombinante de las que interesa obtener copias (clonación).

Transdución

En la transducción son los virus bacteriofagos los que llevan una fragmento de ADN de la bacteria donadora hasta el citoplasma de la receptora. Los bacteriófagos son virus que se reproducen en el interior de las bacterias. Para infectarlas inyectan su ADN en el citoplasma dejando fuera la cápside del fago. Después paralizan la replicación de la bacteria, cuyo ADN comienza a degradarse, replican el ADN del virus y traducen la información precisa para sintetizar nuevas cápsides que se ensamblan rodeando a las copias de ADN fágico. Para liberar los nuevos bacteriófagos lisan la bacteria infectada.

A veces, durante estos ciclos líticos se introduce por error en una cápside de bacteriófago ADN de la bacteria infectada. Estas partículas pueden iniciar la infección de otra bacteria y le inyectan de forma automática el ADN que portan. Como en estos casos no es inyectado el genoma completo del virus, la bacteria no muere y puede recombinar el fragmento adquirido. Cualquier gen de la bacteria donadora tiene igual probabilidad de ser transducido y porteriormente recombinado a través del proceso descrito que se denomina transducción generalizada.

Algunos bacteriófagos son capaces de circularizar e integrar su ADN en el cromosoma de la bacteria infectada iniciando así un ciclo lisogénico, en el que no hay lisis ni se producen nuevas partículas víricas, pero el genoma del virus se reproduce junto al de la bacteria a la que puede proporcionan nuevos factores de virulencia. Por ejemplo la capacidad de sintetizar las exotoxinas de Corynebacterium diphteriae y de Streptococcus pyogenes depende de que las cepas estén infectadas por fagos lisogénicos. El proceso en todo caso es reversible y de tiempo en tiempo el virus se libera del cromosoma e inicia un ciclo lítico. En este proceso también hay errores y a veces el genoma del fago lisogénico arrastra consigo alguno de los genes bacterianos adyacentes a su punto de integración que siempre es el mismo. Por eso los fagos así generados transducen con alta probabilidad estos genes y no otros a través de lo que se denomina transducción especializada.

Transducción generalizada

La transducción ocurre de forma natural en muchas bacterias patógenas especialmente entre las Gram positivas.

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Conjugación

Para conjugar tiene que existir contacto físico entre la bacteria donadora de ADN y la receptora. La capacidad de donar la proporciona el poseer un plásmido conjugativo que también se denomina factor de fertilidad o plásmido sexual.

Conjugación de dos bacterias Gram negativas a través de un pili sexual.

La conjugación entre bacterias Gram negativas suele ocurrir a través de pili sexuales codificados por el plásmido conjugativo. Entre éstos el mejor estudiado es el plásmido F de Escherichia coli. Las bacterias que lo poseen (F+) sintetizan 2 o 3 pili con los que contactan con bacterias receptoras y se acercan a ellas. Entonces el plásmido F se rompe por un lugar fijo (el origen de transferencia), y una de sus cadenas pasa a través del puente citoplásmico creado por el pili, hasta el citoplasma de la célula receptora. Mientras tanto la otra gira en el citoplasma de la donadora (mecanismo del círculo rodante). En ambos citoplasmas se van sintetizando las cadena complementarias de forma que al final del proceso ambas bacterias poseen un plásmido F completo Por tanto la conjugación convierte a la bacteria receptora (F-) a su vez en donadora (F+), lo que acelera el proceso de extensión del plásmido, y puede ocurrir entre bacterias de la misma o de difrentes especies relacionadas. Por eso cuando los genes que proporcionan resistencia a los antibióticos están en plásmidos conjugativos se extienden muy rápidamente a través de diversas especies patógenas.

El plásmido F, como otros plásmidos conjugativos, puede integrarse en el cromosoma en forma de episoma Hfr (high frequency of recombination). Si estando integrado se inicia un proceso de conjugación, el episoma se abre por su origen de transferencia y comienza a pasar a través del pili sexual arrastrando a su vez los genes cromosómicos próximos a su punto de integración. Como estos puntos (integración y transferencia) no coiciden, pasa primero una parte del plásmido y para que este se complete en la bacteria receptora debería pasar antes el cromosoma completo, lo que tardaría unos 100 minutos en ocurrir. Los puentes citoplásmicos suelen romperse mucho antes por lo que cuando una bacteria Hfr conjuga con una F- no suele convertirla en F+. Sin embargo las donadoras Hfr transfieren genes cromosómicos, con mayor frecuencia cuanto mas cerca estén del punto de integración. Este hecho ha permitido realizar mapas cromosómicos basados en experimentos de conjugación interrumpidos en diferentes tiempos.

Cuando un episoma Hfr se libera del cromosoma a veces el proceso es inpreciso e incluye algún gen cromosómico próximo al punto de integración del plásmido. Así se forman los denominados plásmidos F' que en procesos de conjugación se autotransfieren y transfieren siempre los genes cromosómicos arrastrados.

Recombinación no homóloga o transposición.

Los transposones son fragmentos de ADN capaces de moverse desde unas moléculas de ADN a otras siempre que posean determinadas secuencias dianas que permiten su integración, sin necesidad de que exista una homología de secuencias. Pueden encontrarse integrados en cualquier elemento genético replicativo o replicón, tanto en cromosomas como en plásmidos.

Todos los transposones poseen al menos la capacidad de provocar su transposición o salto hacia otro elemento genético porque poseen entre otros el gen que codifica una transposasa, enzima clave para duplicar la secuencia diana y permitir la integración del transposón. A veces la transposición es replicativa y una copia del trasposón se queda mientras otra se incluye en la diana. Otras veces no se replica sino que se libera de un replicón y se integra en otro. Algunos trasposones incluyen genes de resistencia a antibióticos que se extienden así del cromosoma a los plásmidos o de un plásmido a otro lo que favorece enormemente su diseminaciónentre diversas especies de bacterias patógenas.

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Transposones conjugativos: (Tn 917): sin duplicar la secuencia diana, pasan por conjugación desde una bacteria Gram positiva a otra y se integran en el cromosoma.

Transposones conjugativos: (Tn 917): sin duplicar la secuencia diana, pasan por conjugación desde una bacteria Gram positiva a otra y se integran en el cromosoma

Tipo de transposon Secuencia de ADN diana de la transposasa.

Algunos tipos de transposones.

Tipo 1. Pertenecen a este grupo tanto los transposones más simples que son solo secuencias de inserción (IS) como trasposones complejos relacionados con dichas secuencias IS. Hay secuencias de inserción de diferentes tamaños (780-1500 pares de bases), siempre flanqueadas por dos extremos cortos repetidos pero en sentido inverso (15-25 pares de bases). La información incluida entre estos extremos repetidos codifica para la transposasa. Los transposones complejos, como el Tn5 que codifica la resistencia a kanamicina, portan información para otras muchas funciones no relacionadas con la transposición entre dos secuencias de inserción. Este tipo de transposones codifican varias adhesinas, toxinas y resistencias a antibióticos.

Tipo 2. Son la familia de los Tn A. Tienen largas secuencias repetidas en los extremos (35-40 pares de bases) pero sin secuencias de inserción. La información que incluyen entre ellos codifica la transposasa y una resolvasa. Pertenece a esta fanilia el Tn 3 que codifica resistencia a ampicilina. La extensión de este tipo de transposones en poblaciones de Haemophilus y Neisseria gonorrhoeae les ha convertido en resistentes a ampicilina a lo largo de las últimas décadas.

Tipo 3. A este grupo pertenece el bacteriófago mu y otros fagos lisogénicos. El bacteriófago completo se comporta como un transposón y su transposición es replicativa.

Tipo 4. En bacterias Gram positivas se ha descubierto otro tipo de transposones que son conjugativos. No duplican su secuencia diana al integrarse, se liberan del cromosoma de la bacteria donadora y pasan al citoplasma de la receptora por conjugación, integrándose después en cualquier lugar del cromosoma receptor. A este tipo pertenece el Tn917 que codifica resistencia a tetraciclina.

PROCESOS DE CONTROL Y ESTERILIZACIÓN DE POBLACIÓN MICROBIANO

Se lleva a cabo por medio de cualquiera de los siguientes procedimientos:

1. Sanitización2. Desinfección3. Esterilización

SANITIZACIÓN

Es un proceso aplicable a la limpieza por el cual el número de contaminantes que se encuentren en una superficie orgánica o inorgánica se reduce a un nivel de “seguridad”.

Objetivos:

Reducir microorganismos en un número considerable para el uso humano.

Lograr mayor efectividad en la descontaminación y esterilización. La sanitización se lleva a cabo por dos métodos, previa remoción y eliminación de desechos contenidos en algunas partes corporales o utensilios:

•Manual: El exponente más importante es el aseo general, en especial de manos con agua

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corriente que permita el arrastre mecánico de microorganismos, cepillo de cerdas para favorecer la remoción de sustancias que ofrezca resistencia, y jabón neutro o con base de detergente enzimático en concentraciones bajas para fomentar y mantener hábitos higiénicos.

•Mecánico: A través de aparatos para la limpieza de utensilios, loza, piso, ropa o material; por este método se obtienen una limpieza superior a la manual y disminuye la posibilidad de adquirir infecciones.

SANITIZACIÓN MECÁNICA DE UTENSILIOS

Procedimiento por medio del cual se asean los utensilios asignados al individuo , con base a reglas de asepsia.

Objetivo: Fomentar o mantener hábitos higiénicos en el individuo. Equipo: Jabón, cepillo, toallas desechables.

Técnica:

ACCIÓN FUNDAMENTACIÓN

1.-Retirar desechos contenidos en los utensilios, en recipientes adecuados o aparatos con salida al drenaje, ya sea con cepillo o con chorro forzado de agua. El ambiente existen agentes patógenos y no patógenos. La humedad, los restos orgánicos y la oscuridad son factores que propician el desarrollo de microorganismos mesofílicos.

2.-Sanitizar manual o mecánicamente los utensilios con agua tibia y detergente. El método mecánico de limpieza favorece la remoción de sustancias que ofrecen resistencia. A mejor calidad de instrumentos y menor exposición de éstos a la acción de sustancias fuertes, se evita la corrosión.

3.-Descontaminar los utensilios encaso necesario. La descontaminación es el proceso que destruye microorganismos patógenos con agentes físicos o químicos.

4.-Esterilizar los utensilios en caso necesario. La esterilización es el proceso de destrucción total de toda forma de vida microbiana.

5.-Indicar al personal correspondiente la desinfestación de lugar, en que se guardan los utensilios. El control o exterminio de plagas disminuye la difusión de las enfermedades e infecciones. Algunas plagas pueden propagar enfermedad eso destruir materiales, equipos y alimentos.

6.-Mantener en orden los utensilios en el lugar indicado. El orden favorece ahorro de tiempo y esfuerzo en el personal de enfermería.

ESTERILIZACIÓN POR AGENTES FÍSICOS

Los métodos más importantes son:

Flameado: es un procedimiento simple y eficaz, consiste en la exposición de un objeto a efecto de la llama hasta la incandescencia. Se esteriliza de esta forma, p. ej. ansas de cultivo de siembra.

Incineración: es el mejor sistema para esterilizar todas aquellos productos en los que no importe su destrucción, p. ej. material biológicoEstufa: calor seco a alta temperatura, 20 minutos durate 180º, 60 minutos a 160º, siendo suficiente la esterilización durante 60 minutos a 100-140º, se lo utiliza para esterilizar material de vidrio debidamente envuelto en papel, metal. etc.

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Calor Húmedo: La esterilización con calor húmedo (vapor d agua) es mucho más rápida y eficaz que el calor seco debido a que las moléculas de agua desnaturalizan lasproteínas de forma irreversible mediante rotura de los uniones H entre los grupos peptídicos a temperaturas relativamente bajas.

Autoclave: horno a presión, consiste en una cámara en la que el aire puede ser sustituído por vapor de agua sometida a presión. Se opera a 121ºC y 1 atm. de presión durante 20 minutos. De esta forma se consigue destruir todas las formas vegetativas y esporas. Se lo utiliza para esterilizar todo material resistente a esa temperatura y es muy utilizado para la esterilización de medios de cultivos

Tindalización: (esterilización intermitente) consiste en someter el producto a calentamientos intermitentes entre 56 y 100ºC durante 30 minutos con lo que se asegura destruir las formas vegetativas. En los intervalos se mantiene a temperatura ambiente o a 37ºC, las esporas germinan y las bacterias resultantes se hacen más sensibles al calentamiento posterior.

Radiaciones: Luz UV: es absorbida a una longitud de onda de 240 a 280 nm por ácidos nucleícos causando daños genéticos alterando las bases. Se la utiliza en la preparación de vacunas, cabinas de seguridad biológica, lugares de trabajo como mesadas de laboratorios, etc.

Radiaciones ionizantes: actúan lesionando ácidos nucléicos. Se la utiliza sobre todo en procesos industriales para esterilizar dispositivos quirúrgicos, guantes, jeringas, etc.

Agentes Químicos: Los agentes químicos como el óxido de etileno, formaldehido o glutaraldehído reaccionan con gran facilidad con diferentes grupos funcionales de los ácidos nucleicos y proteínas alquilando estos radicales esenciales.

a) Óxido de etileno.

Es un gas inflamable y potencialmente explosivo, muy penetrante que incativa microorganismos sustituyendo átomos de hidrógeno lábiles por otros grupos como hidroxilos, carboxilos, etc.

El material se expone a esterilizar a un 5-10% de óxido de etileno en dióxido de carbono a 50-60º en condiciones de humedad controlada durante 4 a 6 horas. Es necesario someterlo después a un período de aireación debido a su carácter mutegénico. Es un agente efectivo en la esterilización de material termolábil como prótesis, catéteres, etc.

b) Formol o formaldehido.

Es un gas fácilmente soluble en agua que se utiliza al 40% (formalina). Usado en forma gaseosa y en cámara cerrada se emplea en la esterilización hospitalaria y en la industria farmacéutica. También es muy utilizado como desinfectante ambiental de salas altamente contaminadas que una vez tratadas deben airearse.

c) Glutaraldehído.

Se emplea sumergiendo el material limpio en una solución al 2%, se emplea sobre todo en la esterilización de instrumentos ópticos y los utilizados en terapia respiratoria.

DESINFECCIÓN O DESCONTAMINACIÓN

Se denomina desinfección a un proceso físico o químico que mata o inactiva agentes patógenos tales como bacterias, virus y protozoos impidiendo el crecimiento de microorganismos patógenos en fase vegetativa que se encuentren en objetos inertes.

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MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS DESINFECTANTES

Son aquellas sustancias químicas que matan las formas vegetativas y no necesariamente las formas de resistencia de los microorganismos patógenos. Se refiere a sustancias empleadas sobre objetos inanimados.

El desinfectante provoca daño a la pared celular, alteración de la permeabilidad de las células, alteración de la naturaleza coloidal del protoplasma, e inhibición de la actividad enzimática.

El daño o destrucción de la pared celular da lugar a la rotura celular y a la muerte de la célula. Algunos agentes, como la penicilina, inhiben la síntesis de la pared celular de las bacterias.

Los agentes tales como los compuestos fenólicos y los detergentes alteran la permeabilidad de la membrana citoplasmática. Estas sustancias destruyen la permeabilidad selectiva de la membrana y permiten que se escapen algunos nutrientes vitales, como el nitrógeno y el fósforo.

El calor, la radiación, y los agentes fuertemente ácidos o alcalinos alteran la naturaleza coloidal del protoplasma. El calor coagula la proteína celular y los ácidos o bases desnaturalizan las proteínas, produciendo un efecto letal.

Otro modo de desinfección consiste en la inhibición de la actividad enzimática. Los agentes oxidantes, tales como el cloro, pueden alterar la estructura química de las enzimas dando lugar a su desactivación.

Los desinfectantes reducen los organismos nocivos a un nivel que no dañan la salud ni la calidad de los bienes perecederos. Algunos, como los compuestos fenólicos, pueden actuar también como antisépticos.

Antisépticos: son aquellas sustancias químicas que previenen el crecimiento o acción de los microorganismos ya sea destruyéndolos o inhibiendo su crecimiento y actividad. Se refiere a sustancias que se aplican sobre el cuerpo.

INORGANICOS 

1.- Metales: Los más efectivos son el mercurio, plata, cobre y zinc. Actúan inactivando las proteínas celulares al combinarse con ellas. Entre los compuestos de mercurio que se emplean como antisépticos en heridas superficiales de la piel y mucosas están el mercurocromo (mercromina) y el mertiolato. Entre los compuestos de plata utilizados como antisépticos está el nitrato de plata (AgNO3) que en solución al 1% se ha utilizado para prevenir infecciones gonocócicas en los ojos de los recién nacidos aunque actualmente se está reemplazando por antibióticos como la penicilina. Entre los compuestos de cobre se encuentra el sulfato de cobre (CuSO4) que se utiliza como algicida en los recipientes abiertos que contienen agua. También es fungicida por lo que se utiliza para controlar las infecciones fúngicas de plantas (Mezcla Bordolesa). Los compuestos de zinc también son fungicidas por lo que se utilizan para tratar el pié de atleta.

2.- Ácidos y álcalis: Actúan alterando la permeabilidad y coagulando las proteínas. En general los ácidos son más eficaces que los álcalis. Dentro de estos compuestos se encuentran el sulfúrico (H2SO4), nítrico (HNO3), hidróxido sódico (NaOH) e hidróxido potásico (KOH). Tienen aplicación limitada debido a su naturaleza cáustica y corrosiva. Aún así el NaOH se utiliza en la industria del vino para limpiar las cubas de madera.

3.- Compuestos inorgánicos oxidantes: actúan oxidando los componentes de la membrana y enzimas. El agua oxigenada (H2O2) al 6% (20 volúmenes) se utiliza como antiséptico en pequeñas heridas de la piel.

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4.- Halógenos: Los halógenos especialmente el cloro y el iodo son componentes de muchos antimicrobianos. Los halógenos son agentes fuertemente oxidantes por lo que son altamente reactivos y destructivos para los componentes vitales de las células microbianas.

Cloro: La muerte de los microorganismos por acción del cloro se debe en parte a la combinación directa del cloro con las proteínas de las membranas celulares y los enzimas. Así mismo en presencia de agua desprende oxígeno naciente (O) que oxida la materia orgánica:

Cl2 + H2O ----------------> HCl + HClO (ácido hipocloroso)

HClO ----------------> HCl + O (oxígeno naciente) 

El gas cloro licuificado se utiliza en la desinfección del agua de bebida y piscinas. El hipoclorito sódico (lejía) al 1% se puede utilizar como desinfectante doméstico.

Iodo: El mecanismo mediante el cual el iodo ejerce su acción antimicrobiana es debido a su acción oxidante. Además la habilidad que tiene el Yodo para combinarse con el aminoácido tirosina resulta en la inactivación de enzimas y otras proteínas. El Yodo se puede utilizar como antiséptico bajo dos formas:1) tintura de yodo, es una solución alcohólica (tintura) de Yodo (I2) más Yoduro potásico (KI) o Yoduro sódico (NaI). 2) Yodóforos, son mezclas de Yodo (I2) con compuestos que actúan como agentes transportadores y solubilizadores del iodo. Por ejemplo, la povidona yodada (Betadine) es un complejo de Yodo y polivinil pirrolidona (PVP). Los Yodóforos tienen la ventaja de que no tiñen la piel. Las preparaciones de iodo se utilizan principalmente para desinfectar la piel así como en la desinfección de pequeñas cantidades de agua. Los vapores de iodo se utilizan a veces para desinfectar el aire.

ORGANICOS 

1.- Alcoholes: El alcohol metílico (1C) es menos bactericida que el etílico (2C) y además es altamente tóxico. Hay un aumento en el poder bactericida a medida que aumenta la longitud de la cadena carbonada; pero como los alcoholes con peso molecular superior al del propílico (3C) no se mezclan en todas las proporciones con el agua, no se suelen utilizar como desinfectantes. Los alcoholes actúan desnaturalizando las proteínas, disolviendo las capas lipídicas y como agentes deshidratantes. El etanol al 96% se usa como antiséptico de la piel y como desinfectante en los termómetros clínicos orales y algunos instrumentos quirúrgicos.

2.- Fenol y compuestos fenólicos: Una solución acuosa al 5% de fenol mata rápidamente a las células vegetativas de los microorganismos. Sin embargo, las esporas son mucho más resistentes al fenol. Debido a que el fenol es tóxico y tiene un olor desagradable ya casi no se usa como desinfectante o antiséptico, siendo reemplazado por compuestos fenólicos que son sustancias derivadas del fenol menos tóxicas y más activas frente a los microorganismos. Lysol es una mezcla de compuestos fenólicos que se utiliza para desinfectar objetos inanimados como los suelos, paredes y superficies. El fenol y compuestos fenólicos actúan alterando la permeabilidad de la membrana citoplásmica así como desnaturalizando proteínas.

EVALUACION DE LA ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA DE LOS DESINFECTANTES Y ANTISEPTICOS 

1.- Técnica de dilución en tubo: Primero se realizan diferentes diluciones del agente químico. El mismo volumen de cada dilución se dispensa en tubos estériles. A cada tubo se le añade la misma cantidad de una suspensión del microorganismo utilizado como prueba. A determinados intervalos de tiempo se transfiere una alícuota de cada tubo a otro tubo que contenga medio de cultivo. Estos tubos inoculados se incuban a la temperatura óptima de crecimiento del microorganismo utilizado como prueba durante 24 a 48 horas. Al cabo de este tiempo se examina el crecimiento del microorganismo mediante la aparición de turbidez en el tubo (crecimiento +) o ausencia de turbidez

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(crecimiento -). Aquellos tubos que presenten crecimiento negativo indican la dilución a la cual ese agente químico mata al microorganismo utilizado como prueba cuando este microorganismo es expuesto al agente químico durante ese período de tiempo.

2.- Técnica de la placa de agar: Se inocula una placa que contenga medio de cultivo sólido con el microorganismo utilizado como prueba. El agente químico se coloca en el centro de la placa, bien dentro de un cilindro o impregnado en un disco de papel. Al cabo de 24 a 48 horas se observan zonas de inhibición (crecimiento -) alrededor del agente químico. Una modificación de esta técnica es la incorporación del agente químico en el medio de cultivo antes de verterlo sobre la placa. Una vez solidificado se inocula con el microorganismo utilizado como prueba, se incuba y se examina el crecimiento microbiano.

3.- Técnica del coeficiente fenólico: Es una técnica estandarizada que se utiliza para comparar el poder desinfectante de un agente químico frente al del fenol. Es una modificación de la técnica de dilución en tubo tal como se describe a continuación: (1) Se prepara una serie de tubos conteniendo cada uno 5 ml de diferentes diluciones del desinfectante. (2) A la vez se prepara una segunda serie de tubos que contengan diferentes diluciones de fenol. (3) Cada tubo de las dos series se inocula con 0,5 ml de un cultivo de 24 horas del microorganismo utilizado como prueba (cepas específicas de Salmonella typhi o Staphylococcus aureus). (4) A los 5, 10 y 15 minutos se recoge una alícuota de cada tubo que se inocula en otro tubo que contenga medio de cultivo estéril. (5) Estos tubos inoculados se incuban durante 24 a 48 horas y se observa el crecimiento del microorganismo (aparición de turbidez). (6) La mayor dilución del desinfectante que mate a los microorganismos en 10 minutos pero no los mate en 5 minutos se divide por la dilución mayor de fenol que dé los mismos resultados. El número obtenido es el coeficiente fenólico de ese desinfectante.

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL PROCESO DE DESINFECCIÓN

Tiempo de contacto: Quizá sea esta una de las variables más importantes en el proceso de desinfección. Por lo general, se ha podido  observar que para una concentración dada de desinfectante, la mortalidad de los  patógenos aumenta cuanto mayor sea el tiempo de contacto. Esta observación fue hecha  por primera vez en forma diferencial, la ley de Chick se escribe  como: 

dN/dt = -kNt (7.23) donde: 

Nt = número de organismos en el instante t. t = tiempo. k = constante, tiempo -1

Si No es el número de organismos en el instante inicial, t = 0, la Ecuación 7.23 se puede  integrar para obtener: 

Nt/No = e-kt(7.24) o ln (Nt/No) = -kym

(7.25) 

Las desviaciones respecto de esta ley son frecuentes: Se ha comprobado que el índice de  mortalidad aumenta o disminuye, según el caso, con el paso del tiempo. Para formular  una relación de la mortalidad de los organismos válida para diferentes condiciones, se  suele suponer:  ln (Nt/No) = -kt (7.25) , donde rn es una constante. Para valores de m menores que 1, el índice de mortalidad  disminuye con el tiempo, mientras que para valores superiores a 1 el índice aumenta.

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Las constantes de la Ecuación 7.26 se pueden determinar representando en papel  doblemente logarítmico la variación de - ln (N/No) con el tiempo. La forma lineal de la  ecuación es: log (-ln Nt/No) = log k + m log t (7.27). Efecto del tiempo y de la concentración sobre la supervivencia de los E. coli,  empleando como desinfectante fenol a 35ºC [1]. 

Otra formulación empleada para describir los efectos observados del tiempo de contacto  es la siguiente:  (Nt/No) = ktm (7.28).

Esta ecuación resulta del análisis de los datos de cloración, ajustándolos a líneas rectas  en papeles doblemente logarítmicos.

Tipo y concentración del agente químico: Según el tipo de agente químico empleado,  y dentro de ciertos límites, se ha podido comprobar que la efectividad de la desinfección  está relacionada con la concentración. El efecto de la concentración se ha formulado  empíricamente con la siguiente expresión: 

Cntp = constante (7.29)  donde: C = concentración del desinfectante. n = constante. tp = tiempo necesario para alcanzar un porcentaje de mortalidad constante. 

Las constantes de la Ecuación 7.29 se pueden determinar representando la concentración frente al tiempo necesario para alcanzar un porcentaje dado de mortalidad en un papel doblemente logarítmico. La pendiente de la recta corresponde al valor de 1/n. En general, si n es mayor que 1, el tiempo de contacto es más importante que la dosis de desinfectante, mientras que si n es cercano a 1 ambos parámetros tienen importancias comparables.

Intensidad y naturaleza del agente físico: Como se ha señalado anteriormente, el calor y la luz son los agentes físicos que han sido ocasionalmente empleados en la desinfección del agua residual. Se ha podido constatar que su efectividad está relacionada con la intensidad. Por ejemplo, si la disminución del número de organismos se puede escribir con una reacción de primer orden del tipo:  dN/dt = -kN (7.30) , donde: 

N = número de organismos. t = tiempo, minutos. k = constante de la velocidad de reacción, 1/min. 

Entonces el efecto de la intensidad del desinfectante físico se manifiesta en el valor de la constante k mediante una relación funcional.

Temperatura: El efecto de la temperatura sobre la tasa de mortalidad se puede representar mediante una forma de la relación de Van't Hoff-Arrhenius. El aumento de la temperatura produce un aumento en la velocidad de mortalidad. Numero de organismos. En un sistema diluido, como el del agua residual.

La concentración de organismos es muy raramente objeto de especial consideración. Sin  embargo, a la vista de la Ecuación 7.29, se puede concluir que cuanto mayor sea la  concentración de organismos, mayor será el tiempo necesario para alcanzar una  mortalidad determinada. Una relación empírica propuesta para describir el efecto de la concentración de organismos sobre el proceso de desinfección es la siguiente:

Cqtp = constante (7.32) 

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Donde: C = concentración del desinfectante. 

Np= concentración de organismos reducidos en un porcentaje determinado en un tiempo también determinado. 

q = constante relacionada con la fuerza de un desinfectante. 

Tipos de organismos: La efectividad de los diferentes desinfectantes está influida por  la naturaleza y condición de los organismos. Por ejemplo, las células bacterianas de crecimiento viable se destruyen fácilmente. En cambio, las esporas bacterianas son extremadamente resistentes y muchos de los desinfectantes químicos normalmente empleados tienen escaso o ningún efecto sobre ellas, por lo que será necesario emplear otros agentes desinfectantes, como el calor. 

Naturaleza del medio líquido: Además de todos los factores que se acaban de citar, también es necesario valorar con detenimiento la naturaleza del medio líquido. Por ejemplo, puede haber materia orgánica extraña que reduzca la eficacia de los desinfectantes oxidantes al reaccionar con ellos. La turbidez reducirá la efectividad de los desinfectantes debido a la adsorción y a la protección de las bacterias atrapadas.

BACTERICIDAS: producen la muerte de los microorganismos responsables del proceso infeccioso. Ej: beta-lactámicos,  aminoglucósidos, rifampicina, vancomicina, fosfomicina, quinolonas y nitrofurantoínas. 

Se dividen en: 

a) Acción tiempo dependiente (beta lactámicos y Glucopéptidos) destruyen las bacterias gram negativas sólo cuando  la concentración en el lugar de la infección es superior a la CIMN del MO.

b) Actividad bactericida concentración dependiente: amino glucósidos, macrolidos, metronidazol y las fluoroquinolonas; eliminan la bacteria cuando sus concentraciones se encuentran muy por encima de la CIM del MO. 

BACTERIOSTATICOS: inhiben el crecimiento bacteriano aunque el microorganismo permanece viable, de forma que al suspender el ATB puede recuperarse y volver a multiplicarse. Ej: Tetraciclinas, cloranfenicol, macrólidos, lincosaminas, sulfamidas y trimetoprima.

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Republica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder popular para la Educación

Universidad Nacional Experimental Francisco de Miranda

Morón – Estado Carabobo

Hernández Oriana

Morón; 31 de Mayo de 2012