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Toda la naturaleza es, como se ha dicho, una conjugación activa y pasiva del verbo comer. -William Ralph Inge (Teólogo Británico) Profesor: Juan G. Juscamaita Morales Curso : Microbiología Diciembre, 2021 NUTRICION BACTERIANA En Riotinto, Huelva, en aguas muy ácidas florecen multitud de microorganismos extremófilos En el ecosistema de río Tinto se puede encontrar a ejemplares como esta Euglena mutabilis. Foto: Linda Amaral-Zettler. Diatomeas del río Tinto. Foto: Abnabel López Archilla. AMBITOS DONDE VIVEN LOS MICROORGANISMOS Imagen de la costa gallega después del vertido de petróleo del Prestige en 2002. Fotografía cortesía de Ingrid Salazar. Imágenes de microscopía óptica de contraste de fases que muestran microorganismos fototróficos característicos de los tapetes microbianos del Delta del Ebro. A. Amphora eggregia. B. Lyngbya aestuarii. C. Microcoleus chthonplastes. D. Chroococcus sp. un miembro del grupo Gloeocapsa. E. Aphanothece sp. un miembro del grupo Cyanothece. F. Una nueva bacteria roja del azufre. (A, B, C, E y F, Barra=25 µm; D, Barra=50µm). La gran meta que tiene un microorganismo es crecer y dividirse; para ello necesita duplicar el material que posee. Las células utilizan elementos químicos que provienen del medio ambiente para transformarlos en los constituyentes característicos que compone dicha célula. Son los elementos químicos y/o moléculas que necesitan las células para llevar a cabo el metabolismo (biosíntesis y producción de energía) y todas sus funciones vitales (crecimiento microbiano) Medios de cultivo para bacterias y hongos NUTRICION Productos químicos, luz (fuente de energía) Productos de desecho (Productos de fermentación, ácidos, CO2, etc; aceptores de electrones reducidos) ENERGIA para la movilidad, transporte de nutrientes, etc CATABOLISMO Energía para biosíntesis Nutrientes para la síntesis ANABOLISMO (biosíntesi) Macromoléculas y otros componentes Proceso por el que los seres vivos toman los nutrientes del medio que los rodea. ¿PARA QUE USA LA CÉLULA LA ENERGÍA LIBERADA Y ALMACENADA ? FINALIDAD DE NUTRICIÓN MICROBIANA • Los microorganismos utilizan nutrientes para transformarlos y realizar procesos como: - Síntesis de elementos estructurales (crecimiento) - Síntesis de nuevos microorganismos (reproducción) - Síntesis de esporas, toxinas y enzimas específicas. - Obtención de energía metabólica Los organismos diferentes necesitan nutrientes diferentes, y no todos los nutrientes se necesitan en las mismas cantidades. Digestión extracelular en un saprótrofo con pared celular BIOELEMENTOS Llamados elementos biogenésicos, son los elementos químicos naturales presentes en los seres vivos. Se caracterizan por ser estables, tienen bajo peso molecular. De los elementos que existen (92 naturales y 17 artificiales) 27 aproximadamente se encuentran en los seres vivos. 9 Las células microbianas tienen la capacidad para llevar a cabo reacciones químicas y organizar sus moléculas para formar estructuras específicas. La expresión final de esta organización es el crecimiento (replicación). Antes de que una célula se divida, deben ocurrir muchas reacciones químicas en la célula, estas reacciones se denominan metabolismo. Metabolitos precursores Energía metabólica Poder reductor Unidades C-1 Inclusiones Envoltura Flagelo Pili Citosol Poli- ribosomas Nucleoide Lípidos Lipo- polisacáridos Glucógeno Mureina Proteínas RNA DNA Ácidos grasos ˜ 8 Azúcares ˜ 25 Amino- ácidos ˜ 20 Nucleótidos ˜ 8 Estructuras de E. coli MacromoléculasSillares estructurales Reacciones energéticas Reacciones biosintéticas Polimerizaciones Reacciones de ensamblaje G L U C O S A Productos energéticos PO4 3- SO4 2- NH3 Flagelo 6 proteínas (~2x104 moléculas/célula) Pili 1 proteína (~2x104 moléculas/célula) Membrana externa 50 proteína (4 abundantes, 106moleculas/celula) 5 P.lípidos (~2x106 moléculas/célula) 1 LPS (9x106moléculas/célula) Cápsula 1 complejo polisacárido Pared celular Peptidoglucano (1 molécula/célula) Periplasma 50 proteínas (~104 moléculas/célula) Membrana celular 200 proteínas (~2x105 moléculas/célula) 7 p.lípidos (~15x106 moléculas/célula) Nucleoide DNA (cromosoma haploide, ~1 molécula) Citosol 1,000 proteínas (~106 moléculas/célula) 60 RNAt (~2x105moléculas/célula) Glucógeno (variable) Polisomas ~ 18,000 ribosomas/célula en 1,000 polisomas 55 proteínas (~106 moléculas, 1 por cada ribosoma 70S) 3 RNAr (5S, 16S, 23S; 56,000 moléculas; 1 por cada ribosoma 70S) 1,000 RNAm (1,400 moléculas, 1 por polisoma) Requerimentos de nutrientes comunes I. Primarios:Macroelementos. II. Secundarios: Microelementos III. Trazas:llamados también oligoelementos. I. Primarios o Macronutrientes o macroelementos • Son captados por los microorganismos en cantidades relativamente grandes. • Más del 95% del peso seco de la célula microbiana esta constituido por C, O, H, N, S, P, K, Ca, Mg y Fe. • C, O, H, N, S y P. Son componentes de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleícos. Son necesarios en cantidades de g/L de medio de cultivo. • Carbono. Fuente de energía y/o compuestos para biosíntesis Nitrógeno y azufre*. Se encuentran en las células en forma reducida como grupos amino y sulfhidrilo; generalmente en forma reducida, aunque algunos m.o. los asimilan en forma oxidada. Sulfatos, nitratos, peptonas (N y S) y cisteina. Fijación de N2 (N2 NH3) http://mgkmicro.com/BIOL257/Lecture5.pdf Aerobio Anaerobio Anaerobios facultativos Microarofilo Anaerobios aerotolerantes Resarzurina Oxígeno O2 Obligados o estrictos: requieren oxígeno (21% o más) Ej. Bacillus, hongos, etc. Requieren niveles menores que el atmosférico (5-10%) Ej. Azospirillum No requieren oxígeno, pero el desarrollo es mejor con oxígeno. Ej. Levaduras, E. coli No son sensibles al oxígeno (crecen en ausencia o presencia de oxígeno). Ej. Enterococcus faecalis, Sreptococcus spp. Obligados o estrictos: no toleran el oxígeno, muere en su presencia . Ej.Methanobacterium, clostridium. La Columna de Winogradsky •tubos con medio de cultivo llenos por completo. •medios con sustancias que reaccionan con el oxígeno y lo excluyen. •dispositivo especial (cámara anaeróbica) •cajas o tubos incubados en recipientes con granos germinados (cebada, centeno) Cultivos en anaerobiosis El oxígeno se elimina de la cámara, al combinarse con hidrógeno para formar agua. Esta reacción es catalizada por las pastillas de paladio Tira indicadora de anaerobiosis El azul de metileno pierde el color en ausencia de O2 Sobre generador de gas Se añade agua a las sustancias químicas contenidas en el sobre para generar H2 y CO2. El dióxido de carbono promueve el crecimiento más rápido de los microorganismos Cámara del catalizador Contiene pastillas de paladio JARRA DE ANAEROBIOS • K, Ca, Mg y Fe: se encuentran en la célula en forma de cationes, desempeñando varias funciones. Se utilizan en cantidades de mg. – K+: necesario para actividad de enzimas, entre ellas algunas que participan en la síntesis de proteínas. – Ca2+: contribuye a la termorresistencia de endosporas. – Mg2+: actúa como cofactor de muchas enzimas, forma complejos con el ATP y estabiliza los ribosomas y las membranas celulares. – Fe2+ y Fe3+: Forma parte de los citocromos y es cofactor de enzimas y de proteínas transportadoras de electrones. II. SECUNDARIOS Requerimentos de nutrientes comunes III. Elementos traza u oligoelementos • Son aquellos que se requieren en cantidades tan pequeñas. • Son tan importantes para el funcionamiento celular como los macronutrientes. • Muchos son metales que actúan como cofactores de enzimas. • A menudo no es necesario añadirlos a los medios de cultivo salvo si el agua es ultrapura. • Los contaminantes presentes en agua, en los recipientespara el cultivo y en los componentes habituales del medio son a menudo suficientes. • Mn, Zn, Co, Mo, Ni, Se, W, V y Cu deben estar disponibles en cantidades de g. Requerimentos de nutrientes comunes • Zn2+: se localiza en el centro activo de algunas enzimas. • Mn2+: facilita a muchas enzimas la catálisis de la transferencia de los grupos fosfato. • Mo2+: necesario para fijar nitrógeno. • Co2+: componente de la vitamina B12. • Cu2+: tiene funciones en algunas enzimas de óxido-reducción. Debe recalcarse que los microorganismos requieren una mezcla compensada de nutrientes. Si un nutriente esencial no se encuentra disponible, el crecimiento microbiano se verá limitado, independientemente de la concentración de otros nutrientes. Estructura del FeMoCo, el cofactor que forma parte del centro activo de la dinitrogenasa. El cubo de Fe7S8 se une al Mo, y esta estructura se une a los átomos de O del homocitrato y a los átomos de N y S de la dinitrogenasa. Cada molécula de dinitrogenasa posee dos FeMoCo Elementos traza u oligoelementos Factores de Crecimiento: Compuestos orgánicos que las bacteria no puede sintetizar por pérdida de enzimas de rutas metabólicas. Son necesarios en muy pequeñas cantidades y sólo por algunas células. En relación al requerimiento de factores de crecimiento los microorganismos se pueden dividir en: Protótrofos: microorganismos que sintetizan sus propios factores de crecimiento. Auxótrofos: microorganismos que requieren una fuente exógena de factores de crecimiento debido a que son incapaces de sintetizarlos. Factores de Crecimiento: Parece ser que en los entornos naturales poblaciones muy complejas de microorganismos son capaces incluso de metabolizar sustancias sintetizadas por el hombre, como por ejemplo los pesticidas. Moléculas en principio indigestibles son oxidadas y degradadas en presencia de un nutriente que favorece el crecimiento y que es metabolizado al mismo tiempo, proceso denominado cometabolismo. Los productos resultantes de este proceso pueden ser utilizados como nutrientes por otros microorganismos. es una sustancia química usada en la fabricación de gasolina TIPOS NUTRICIONALES ENTRE LOS MICROORGANISMOS Fuentes de carbono, energía e hidrógeno/electrones Fuentes de carbono Autótrofos CO2 como única o principal fuente de carbono. Heterótrofos Son organismos que utilizan moléculas orgánicas preformadas y reducidas como fuentes de carbono. La mayoría usan nutrientes orgánicos como fuente tanto de C como de energía. Este grupo incluye a todos los animales, hongos, protozoarios y la mayoría de las bacterias. Fuentes de energía Fotótrofos o fotosintéticos Emplean la luz como fuente de energía. Fotoautótrofos. Fotoheterótrofos. Quimiótrofos Obtienen la energía a partir de la oxidación de compuestos químicos(orgánicos o inorgánicos). Quimioautótrofos. Quimioheterótrofos. Fuentes de hidrógeno o electrones Litótrofos Moléculas inorgánicas reducidas. (“que comen roca”) obtienen su energía de la oxidación de compuestos inorgánicos como el azufre elemental (S0), el ión amonio (NH4 +), el hierro ferroso (Fe2+) ,el H2,. SH2, S0, NH3, NO2, Fe, etc. Organótrofos Moléculas orgánicas Obtienen electrones o hidrógeno a partir de compuestos orgánicos. (hidratos de carbono, hidrocarburo, lípidos, proteínas, alcoholes...) Todos los organismos requieren también fuentes de energía, hidrógeno y electrones para poder crecer. Principales tipos nutricionales de microorganismos Efecto del ambiente físico Factores físicos que afectan el crecimiento microbiano: • Temperatura • pH • Presión •Oxígeno • Actividad de agua • Radiaciones Temperatura: Los microorganismos se encuentran en casi todos los ambientes, incluso ambientes muy extremos Todos los microorganismos tienen una temperatura óptima de crecimiento. Esto significa que a determinada temperatura la velocidad de duplicación (o la velocidad de crecimiento poblacional) de los microorganismos es mayor. Hay que tener en cuenta que no todos los microorganismos crecen en el mismo rango de temperaturas. Requerimientos Físicos La temperatura afecta la estabilidad de las proteínas celulares porque induce cambios conformacionales que alteran la actividad biológica de estos compuestos, especialmente la de enzimas. TEMPERATURAS CARDINALES Valores de temperatura que reflejan la respuesta ante una determinada variable, proceso o función por parte de un ser vivo Thermonococcus celer 103°C Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes COMPASS Ecc Agar es un medio cromogénico selectivo TEMPERATURAS CARDINALES Valores de temperatura que reflejan la respuesta ante una determinada variable, proceso o función por parte de un ser vivo Extremófilos de temperatura Temperaturas extremas •Sicrófilos: microorganismos capaces de crecer a bajas temperaturas. Sicrófilos obligados Sicrófilos facultativos •Termófilos: microorganismos capaces de crecer a temperaturas superiores a 45ºC. En la naturaleza hay pocos ambientes con temperaturas tan elevadas: Adaptaciones a la termofilia: enzimas y proteínas estables al calor membranas ricas en ácidos grasos saturados chorros de vapor suelos sometidos a solarización manantilaes calientes compostaje En lagos termales, como este Twin Butte Vista Spring de Yellowstone, se forman mantos microbianos con extremófilos. Foto: Dave Ward - NeoFronteras Ejemplo de algunos extremófilos obtenidos en el río Tinto. • Sicrófilos - rango: < 0-20°C, óptimo < 15oC • organismos marinos, algas: Chlamydomonas nivalis (nieve rosada), bacterias: Pseudomonas, Flavobacterium • membrana contiene alto % de ácidos grasos insaturados • Sicrótrofos o Sicrófilos facultativos - rango: 0-35°C, óptimo 20-30oC – Pseudomonas - crecen en el refrigerador • Mesófilos - rango: 15-45° C, óptimo: 30-40°C la mayoría de los microorganismos (del suelo, aguas, patógenos) • Termófilos - rango: 40-70°C, óptimo de 55-65oC membrana contiene alto % de ácidos grasos saturados enzimas estables al calor Bacillus stearothermophilus, organismos de compostaje • Hipertermófilos - rango: 80-113°C, óptimo > 90oC Pyrococcus, Pyrodictium (aguas termales) pH: La mayoría de los microorganismos crecen en pH cercanos a la neutralidad, entre 5 y 9, cosa que no excluye que existan microorganismos que puedan soportar pH extremos y se desarrollen. Según el rango de pH del medio en el cual se desarrollan pueden dividirse en: CLASIFICACION pH EXTERNO pH INTERNO ACIDOFILOS 1.0-5.0 6.5 NEUTROFILOS 5.5-8.5 7.5 ALCALOFILOS 9.0-10.0 9.5 Los microorganismos regulan su pH interno mediante un sistema de transporte de protones que se encuentra en la membrana citoplasmática, que incluye una bomba de protones ATP dependiente. El rango de pH óptimo para el desarrollo de los microorganismo es estrecho debido a que frente a un pH externo muy desfavorable se requiere un gran consumo de energía para mantener el pH interno. Clasificación de los microorganismos según su pH óptimo Neutrófilo: pH óptimo 7 - Ej.: bacterias patógenas humanas. Acidófilo: pH óptimo 7 - Ej.: muchas de las archeobacterias y hongos. Basófilo: pH óptimo 7 - Suelos y aguas ricas en carbonatos Ferroplasma acidarmanus En España en las minas de Rio Tinto. Sus aguas tiene un pH de 1,16. El aguaEl agua Fuentes de agua: endógena (procedente de oxido-reducciones) exógena (la mayoría) La disponibilidad de agua se mide como actividad de agua (potencial de agua; aw) en bacterias oligotróficas, aw está cercano a 1 en bacterias que viven en sangre y fluidos, aw = 0.995 en bacterias marinas, aw = 0.980 ciertos bacilos Gram-positivos aguantan cierta sequedad (aw = 0.950) microorganismos xerófilos (aw en torno a 0.75) arqueas halófilas extremas (Halobacterium Selaginella lepidophylla Actividad de Agua: El agua es el solvente para lavida, y la disponibilidad de agua es un factor importante para el crecimiento de los microorganismos, y no solo depende de la humedad del ambiente, sino que también es función de la concentración de solutos (sales, azúcares u otras sustancias) disueltas en el agua presente. La disponibilidad de agua se expresa en términos de Actividad de agua o actividad acuosa (aW) del medio representa la fracción molar de las moléculas de agua totales que están disponibles, y es igual a relación que existe entre la presión de vapor de la solución respecto a la del agua pura (p/po). Los valores de aW varían de 0 – 1. El valor mínimo de aW en el cual las bacterias pueden crecer varía ampliamente, pero el valor óptimo para muchas especies es mayor a 0.99. Las variaciones en la actividad de agua puede afectar la tasa de crecimiento, la composición celular y la actividad metabólica de la bacteria, debido a que si no disponen de suficiente cantidad de agua libre (no asociada a solutos, etc) en el medio necesitaran realizar más trabajo para obtenerla y disminuirá el rendimiento del crecimiento. CHARQUI Halófilos: bacterias que para su crecimiento requieren altas concentraciones de sal (10 - 15%). Son aquellas bacterias aisladas del mar y ciertos alimentos. Microorganismos que viven en altas concentraciones de sales. Osmófilos: microorganismos que viven en altas concentraciones de azúcares. Xerófilos: microorganismos que viven en ambientes secos. Clasificación de los microorganismos según su capacidad para crecer en ambientes con distinta actividad de agua Bacilos irregulares, móviles. Gram negativos. No requieren Aminoácidos para su crecimiento, no utilizan carbohidratos, fuertemente proteolíticos. Aislados desde ambientes neutros, altamente salinos y asociados con pescado y alimentos salados. Halobacterium salinarum: especie tipo.H. pharaonis: aisladas de lagos salados alcalinos como Wadi Natrun en Egipto. Haloarcula Bacilos irregulares, formas rectangulares o triangulares. Algunas cepas son móviles, Gram negativas, aerobias o anaerobias facultativas, utilizan carbohidratos y producen ácidos desde azufre. Aisladas desde ambientes salinos neutros tales como lagos, salinas marinas y suelos salinos.H. vallismortis: especie tipo. HaloferaxBacilos irregulares, forma de discos o copas, móviles. Utilizan carbohidratos y producen ácidos desde azúcares. Acumulan polihidroxibutirato. Encontrados en ambientes salinos neutrales como lagos y marinas salinas.H. volcani: especie tipo. Halococcus Cocos, Gram variables, inmóviles, aerobios estrictos. Aislados desde lagos y suelos salinos, marinas salinas y agua de mar.H. morrhuae: comúnmente aislado del bacalao y sus productos. Natronobacterium Bacilos, Gram negativos, aerobios estrictos alcalófilos. Encontrados en lagos, salinas y suelos alcalinos.N. gregoryi: especie tipo. Natronococcus Cocos inmóviles alcalófilos, Gram variables.N. occultus: especie tipo. http://ejb.ucv.cl/gmunoz/bacterias/fotos/sistematica030.jpg MICROORGANISMOS HALOFILOS Los halófilos tienen gran importancia en el sector industrial, ambiental, cosméticos, alimentario y médico, sin embargo muchas de las investigaciones no han llevado a la explotación comercial e implementación biotecnológica en sectores específicos. Potencial de Oxido-Reducción: El Potencial de Oxido-Reducción es una medida de la tendencia del medio a donar o recibir electrones. Es crítico para el crecimiento de los microorganismos y generalmente está asociado con la presencia de oxígeno molecular disuelto en el medio el cual es muy oxidante. En medios que contienen oxígeno, en condiciones similares a las atmosféricas, el potencial redox varía entre 0,2 y 0,4 Voltios. Los anaerobios estrictos necesitan una atmósfera sin oxígeno pues deben crecer en medios reductores donde el potencial no sea mayor a -0,2 Voltios. R A D I A C I O N Nuestro ambiente está bombardeado con radicación electromagnética de varios tipos. La luz solar es la fuente principal de radiación de la Tierra. Comprende: Luz visible, radiación ultravioleta (UV), rayos infrarrojos y ondas de radio. La luz visible es el aspecto más importante y destacado de nuestro ambiente: La vida depende de la capacidad de los organismos fotosintéticos para captar la energía solar. Casi el 60% de la radiación solar se encuentra en la región de infrarrojos, más que en la parte visible del espectro. Los rayos infrarrojos son la fuente principal de calor de la Tierra. En el mar hay poca radiación UV por debajo de 290 a 300 nm. La radiación UV de long. de onda menor de 287 nm es absorbida por el O2 de la atmósfera terrestre: este proceso forma una capa de ozono entre 40 y 48 km por encima de la superficie terrestre. Radiación Ultravioleta( 10-300nm) :Puede producir la muerte de todas las clases de microorganismos debido a su longitud de onda corta (aproximadamente, de 10 a 400 nm) y alta energía. La más letal 260 nm, actúa sobre el DNA y RNA, forma dímero de timina (pirimidinas). Impide la duplicación del DNA dado que la DNApol inserta nucleotidos incorrectos. Los daños pueden ser reparados mediante diferentes mecanismos: Fotorreactivación, una enzima fotorreactivadora emplea la luz azul para separar los dímeros de timina. Reactivación oscura, se produce en ausencia de luz, se puede cortar y sustituir una secuencia corta que contenga el dímero de timina. Deinococcus radiodurans soportan la radiación mucho mayor que cualquier organismo. Radiación Visible (380-760 nm). La luz visible es enormemente beneficiosa porque es la fuente de energía de la fotosíntesis. Cianobacterias (700nm). Bacterias rojas y verdes (1000 nm). Sin embargo, incluso la luz visible, cuando está presente a una cierta intensidad, puede dañar o destruir células bacterianas. Normalmente se precisan O2 y pigmentos denominados fotosensibilizadores. Todos los microorganismos poseen pigmentos, como clorofila, bacetrioclorofila, citocromos y flavinas, que pueden absorber energía lumínica, excitarse y activarse, y actuar como fotosensibilizadores. El fotosensibilizador excitado (F) transfiere su energía al O2 generando un oxígeno en estado de singlete (1O2). luz F F (Activado) F (activado) + O2 P + 1O2 El oxígeno en estado de singlete es muy reactivo y un agente con gran poder oxidante, que destruye rápidamente una célula. Es probablemente el agente principal empleado por los fagocitos para destruir las bacterias fagocitadas. Muchos microorganismos que se trasmiten por el aire o viven sobre superficies expuestas usan pigmentos carotenoides para protegerse frente a la fotooxidación. Los carotenoides inactivan eficazmente el oxígeno en estado de singlete (absorben energía de éste y lo convierten de nuevo en estado elemental no excitado) RADIACION IONIZANTE. - La radiación ionizante es altamente letal, puede ajustarse su dosis para producir efectos pasteurizantes o esterilizantes y su poder de penetración es uniforme. - Es letal por destrucción de moléculas vitales de los microorganismos, esto los consigue sin producción de calor, por lo que los alimentos se conservan frescos. La mayoría de los daños son a nivel ADN. - La sensibilidad a la radiación de los microorganismos difiere según las especies e incluso según las cepas, aunque las diferencias de resistencia entre cepas de una mismas especie son generalmente lo suficientemente pequeñas para no tenerlas en cuenta a efectos prácticos. - Las bacterias Gram-negativas son generalmente más sensibles a la irradiación que las Gram-positivas y las esporas aún más resistentes. - En general, la resistencia a la radiación de los hongos es del mismo orden que la de las formas vegetativas bacterianas. - Los virus son aún más resistente que las bacterias a la radiación. Los organismos más estudiados para la detoxificación de residuos radiactivosson Deinococcus radiodurans, Shewanella oneidensis, y Geobacter sulfurreducens. Los microorganismos tienen la capacidad de reducir los metales radiactivos a forma reducida y/o a precipitados insolubles en solución acuosa. Mecánicamente, los microorganismos son responsables de extraer electrones de compuestos orgánicos y transferirlos a un metal radiactivo como aceptor final. Este proceso disminuye su biodisponibilidad (Kumar et al., 2007). “BIORREMEDIACIÓN EN SUELOS RADIOACTIVOS” Los radionucleidos más estudiados son el uranio (U), el radio (Ra), el plutonio (Pu), el tecnecio (Tc) junto con sus isótopos y diversos isótopos del cromo (Prakash, Gabani, Anuj, Ronen, & Singh, 2013). Radiación Ionizante( R-X, cósmicos y gmmma). Longitud de onda muy pequeña y nocivas para los microorganismos. Diversos cambios producidos en las células se deben a la radiación ionizante: rompe los enlaces de hidrógeno, oxida los dobles enlaces, destruye las estructuras de anillo y polimeriza algunas moléculas. El oxígeno aumenta estos efectos destructivos probablemente por la generación de radicales hidroxilo (OH*). A nivel de DNA genera rupturas dentro de la cadena, originando errores en la síntesis que no pueden ser corregidos. La radiación ionizante puede utilizarse para esterilizar objetos. Deinococcus radiodurans y endosporas bacterianas pueden sobrevivir a dosis elevadas de radiación ionizante. PRESION: Barotolerantes: mayoría de organismos soportan presiones menores a 200 atm., pero desarrollan mejor a presiones menores. Barófilas moderadas: desarrollo óptimo a 400 atm, también lo hace a presiones bajas como 1 atm y tan altas como 700 atm. Estas bacterias se las encuentran a 5000 m de profundidad. Algunas bacterias presentes en el intestino de invertebrados de los fondos marinos, como anfípodos y holoturias. Importantes en el reciclaje de los nutrientes en las profundidades marinas Barófilas extremas: desarrollan óptimamente entre 700 y 800 atm. Se las encuentra a profundidades extremas como 10000 m. (Zanja Mariana cerca de las Islas Filipinas aprox. 10500 m) Extraen su energía del sulfato de hidrógeno y de otras moléculas que emergen del suelo marino mediante la quimiosíntesis, que no requiere de la luz. Medios de Cultivo en Microbiología Los medios de cultivo son una mezcla equilibrada de nutrientes que en concentraciones adecuadas y con condiciones físicas óptimas permiten un buen crecimiento de los microorganismos. Contienen una base mineral; fuente de carbono, nitrógeno y azufre; atmósfera adecuada y los factores de crecimiento necesarios. MEDIO SINTETICO: son los medios que contienen una composición química definida cuali y cuantitativamente. Se utilizan para el estudio de requerimientos nutricionales y para obtener resultados reproducibles. MEDIO MINIMO: son los medios que presentan la minima cantidad de nutrientes capaz de permitir el desarrollo de los microorganismos. MEDIO COMPLEJO: medios que contienen nutrientes de composición química variable o no establecida. Son mezclas complejas y poco definidas de sustancias. Se forman a partir de extractos animales, vegetales, etc. Se utilizan cuando se necesita obtener una amplia gama de microorganismos. MEDIO ENRIQUECIDO: medio que tiene un gran exceso de nutrientes y se utiliza para microorganismos que tienen grandes exigencias nutricionales. No pueden ser selectivos. Agar chocolate, agar cerebro-corazón, etc. MEDIO SELECTIVO: medio que sólo permite el crecimiento de un grupo de microorganismos e inhibe el de otros. Permite seleccionar y aislar microorganismos a partir de poblaciones mixtas Agar salado- manitol o Chapman (permite el crecimiento de ciertos Staphilococos). MEDIO DIFERENCIAL: medio que permite revelar características fisiológicas de los microorganismos. Levine (permite visualizar la fermentación de lactosa por viraje de un indicador ácido-base), Agar sangre (permite visualizar la síntesis de hemolisinas). ENRIQUECIMIENTO: Es una técnica que permite el desarrollo de un grupo de microorganismos a partir de una muestra que contiene una gran variedad de microorganismos. Se utiliza un medio selectivo líquido para favorecer la competencia entre los organismos y se incuba bajo determinadas condiciones. Aquellos microorganismos para los que el ambiente sea más favorable crecerán más que los otros y finalmente serán predominantes. estreptococos, meningococos y neumococosHaemophilus influenzae V.cholerae es una bacteria que tolera el pH alcalino, por lo que el Agua de peptona-alcalina (pH 11) permite el enriquecimiento de Vibrio cholerae de una muestra de heces Colecciones de cultivos La primera colección conocida de cultivos tipo fue la de Kral en Praga (1900). Estados Unidos (ATCC) está en Rockville (Maryland). Francia (CIP) está en el Instituto Pasteur (París). Reino Unido (NCYC) está en Norwich. España (CECT) está en Valencia. Alemania (DSM) está en Darmstadt. Holanda (CBS) está en Baarn. Japón (IFO) está en Osaka. http://edicion-micro.usal.es/web/educativo/micro2/tema06.html#anchor151200
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