Biologia de los microorganismos-1068 (1259)

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M É T O D O S D E E S T U D I O E N E C O L O G Í A M I C R O B I A N A 619
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N
ID
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 4microbiana. Los procariotas presentan una gran variabilidad de 
tamaños ( Sección 2.6 y Tabla 2.1). Las células muy peque-
ñas pueden ser un gran problema y pasar totalmente desaperci-
bidas, y algunas de ellas están cerca del límite de resolución del 
microscopio óptico. Es fácil que estas células no se detecten en 
el examen de muestras naturales, especialmente si las muestras 
contienen gran cantidad de materia particulada o muchas células 
de mayor tamaño. Además, en las muestras naturales a menudo 
es dif ícil diferenciar las células vivas de las muertas, o las células 
en general de algunos materiales inertes. Sin embargo, la mayor 
limitación de los métodos microscópicos que hemos estudiado 
hasta ahora es que ninguno de ellos revela la diversidad filogené-
tica de los microorganismos en el hábitat de estudio. 
En la próxima sección trataremos con detalle potentes méto-
dos de tinción que esbozaremos aquí (Figura 18.9), que pueden 
revelar la filogenia de los organismos observados en una mues-
tra natural. Estos métodos han revolucionado la ecología micro-
biana y han ayudado a los microbiólogos a vencer la principal 
limitación del microscopio óptico en ecología microbiana: iden-
tificar desde un punto de vista filogenético las células que se 
observan en un campo microscópico. Estos métodos también 
han enseñado una importante lección a los ecólogos microbia-
nos: cuando se observan al microscopio poblaciones naturales o 
microorganismos sin teñir o con una tinción inespecífica, debe-
mos recordar que la muestra, casi con toda seguridad, contiene 
una comunidad genéticamente diversa, aunque muchas células 
«parezcan» iguales (Figura 18.9). La sencillez de las formas bac-
terianas esconde su notable diversidad.
MINIRREVISIÓN
 ¿En qué se diferencia la tinción de viables de colorantes como 
el DAPI?
 ¿Qué es un gen reportero?
 ¿Por qué es incorrecto afirmar que la GFP es un método de 
«tinción»?
los ecólogos microbianos pueden estudiar la competencia entre 
la microbiota nativa y una cepa introducida marcada con GFP y 
evaluar el efecto de las perturbaciones ambientales en la super-
vivencia de la cepa introducida. El marcaje con GFP también 
se usa ampliamente en el estudio de las asociaciones simbióti-
cas microbianas con plantas y animales (Capítulo 22). No obs-
tante, la GFP necesita O
2
 para emitir fluorescencia, de modo que 
el método con GFP no es adecuado para detectar células intro-
ducidas en hábitats anóxicos estrictos. Por ello, las propiedades 
fotof ísicas de la GFP y de otras proteínas fluorescentes aisla-
das de diferentes invertebrados marinos (medusas, corales, ané-
monas) se han alterado mediante mutaciones para obtener un 
espectro amplio de proteínas fluorescentes con diversas propie-
dades espectrales (Figura 18.8a) que nos aportan la base expe-
rimental para el seguimiento simultáneo de muchas especies.
El gen gfp y los que codifican otras proteínas fluorescentes 
también se usan mucho en el cultivo en laboratorio de diver-
sas bacterias y en ambientes controlados como genes reporteros. 
Cuando el gen gfp se fusiona con un operón bajo el control de 
una proteína reguladora específica, se puede estudiar la trans-
cripción usando la fluorescencia como indicadora («reportera») 
de actividad. Es decir, cuando los genes que contienen el gen 
fusionado de la proteína fluorescente se transcriben y traducen, 
se sintetizan tanto la proteína de interés como la proteína fluo-
rescente, y las células emiten el color característico ( Sec-
ción 11.6 y Figura 11.11). Por ejemplo, la expresión de gfp se 
utilizó para demostrar que la colonización de las raíces de la 
alfalfa por parte de Sinorhizobium meliloti (simbiosis legumbre-
nódulo radicular, Sección 22.3) es impulsada por azúcares 
y ácidos dicarboxílicos liberados por la planta (Figura 18.8b, c).
Limitaciones de la microscopía
El microscopio es un instrumento fundamental para explorar la 
diversidad microbiana y para contar e identificar los microor-
ganismos en muestras naturales. No obstante, por sí sola, la 
microscopía no es suficiente para el estudio de la diversidad 
P
re
s
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 G
a
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ia
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d
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n
 G
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P
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n
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 D
a
n
 G
a
g
e
(b)(a)
600
588
587
568
554
516
515
485
467
466
433
399
650
FP12
FP11
FP10
FP9
FP8
FP7
FP6
FP5 (GFP)
FP4
FP3
FP2
FP1
633
610
592
581
529
528
510
509
507
475
456
Excitación
(nm)
Emisión
(nm)
FP
(c)
Figura 18.8 Proteínas fluorescentes testigo. (a) Se conocen doce proteínas fluorescentes diferentes (FP1-FP12) con propiedades de excitación y emisión 
diferentes. (b) Células de Sinorhizobium meliloti (flechas) portadoras de un plásmido con un promotor inducible por alfa-galactósido fusionado a la GFP (FP5); las 
células están en las raíces de una planta de trébol. La fluorescencia verde indica que los alfa-galactósidos se han liberado y están disponibles para favorecer el 
crecimiento de esta bacteria. (c) Células de S. meliloti (flecha) portando un plásmido con un promotor inducible por succinato fusionado a la GFP; la fluorescencia 
verde indica que los pelos radiculares de la planta han secretado succinato y otros ácidos dicarboxílicos C
4
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