Biologia de los microorganismos (273)

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C R E C I M I E N T O Y C O N T R O L M I C R O B I A N O 169
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en su estructura secundaria un mayor contenido de hélices � y 
menor de láminas � ( Sección 4.14) que las enzimas con poca 
actividad o ninguna en absoluto a esas temperaturas. Como las 
láminas � suelen ser más rígidas que las hélices �, el mayor con-
tenido de estas últimas en las enzimas activas en el frío permite 
a estas enzimas más flexibilidad para catalizar sus reacciones a 
bajas temperaturas. Las enzimas activas a bajas temperaturas 
también suelen tener mayor contenido de aminoácidos pola-
res y menor de aminoácidos hidrófobos ( Figura 4.30 para 
las estructuras de los aminoácidos) y menos enlaces débiles, 
como puentes de hidrógeno y enlaces iónicos que las enzimas 
correspondientes de los mesófilos. En conjunto, es probable que 
organismos que crecen a 0 °C pero tienen temperaturas óptimas 
de crecimiento entre 20 °C y 40 °C se llaman psicrotolerantes. 
Los psicrófilos se encuentran en ambientes que están siempre 
fríos y pueden morir por calentamiento, incluso a solo 20 °C. 
Por esta razón, su estudio en laboratorio requiere un gran cui-
dado para asegurar que no se calientan durante el muestreo, el 
transporte al laboratorio, el aislamiento u otras manipulaciones. 
Los verdaderos psicrófilos no pueden vivir en ambientes con 
frío estacional, porque no pueden sobrevivir al calentamiento.
Las algas y bacterias psicrófilas crecen a menudo en den-
sas masas dentro y debajo del hielo marino (agua de mar que 
se congela en invierno) en las regiones polares (Figura 5.21a, 
b, c) y también se pueden encontrar en la superficie de zonas 
permanentemente nevadas y glaciares donde prestan un color 
distintivo a la superficie (Figura 5.22a). El alga de las nieves Chla-
mydomonas nivalis es un ejemplo de esto, y sus esporas son 
las responsables del brillante color rojo de la superficie de la 
nieve (Figura 5.22b). Esta alga verde crece en la nieve en forma 
de células vegetativas con pigmentos verdes y luego esporula. 
Cuando la nieve se disipa por fusión, erosión y ablación (eva-
poración y sublimación), las esporas se concentran en la super-
ficie. Otras especies emparentadas con el alga de las nieves 
contienen diferentes pigmentos carotenoides, de manera que 
las superficies nevadas donde viven pueden ser también verdes, 
naranja, marrones o violáceas.
Se han aislado diversas bacterias psicrófilas, y algunas de ellas 
presentan temperaturas óptimas de crecimiento muy bajas. 
Una especie de Psychromonas, bacteria que se encuentra en el 
hielo marino, crece a −12 °C, la temperatura más baja para cual-
quier bacteria conocida. Sin embargo, el límite de temperatura 
más bajo para el crecimiento bacteriano está, probablemente, 
más cerca de −20 °C. Incluso a esta temperatura tan baja pue-
den existir cavidades con agua líquida, y algunos estudios han 
demostrado que las enzimas de bacterias activas a temperaturas 
bajas siguen funcionando en estas condiciones. La velocidad de 
crecimiento a temperaturas tan bajas probablemente será extre-
madamente reducida, con tiempos de duplicación de meses o 
incluso años. Pero si un organismo puede crecer, incluso a una 
velocidad bajísima, puede seguir siendo competitivo y mante-
ner una población en su hábitat.
Los organismos psicrotolerantes están más distribuidos en 
la naturaleza que los psicrófilos y se pueden aislar de suelos y 
agua de climas templados, así como de carne, productos lác-
teos, sidra, verduras y fruta almacenados a temperaturas de 
refrigeración estándar (4 °C). Aunque crecen a 0 °C, la mayoría 
no lo hace del todo bien, y normalmente hay que esperar sema-
nas antes de obtener un crecimiento visible en el laboratorio. 
Por el contrario, el mismo organismo cultivado a 30 °C o 35 °C 
puede presentar velocidades de crecimiento similares a las de 
muchos mesófilos. Varias bacterias, arqueas y eucariotas micro-
bianos son psicrotolerantes.
Adaptaciones moleculares para la psicrofilia
Los psicrófilos producen enzimas que funcionan —a menudo 
de manera óptima— en el frío y que pueden desnaturalizarse o 
inactivarse a temperaturas incluso muy moderadas. Las bases 
moleculares para esto no se conocen bien, pero están claramente 
vinculadas a la estructura de las proteínas. Algunas enzimas acti-
vas a bajas temperaturas cuya estructura se conoce presentan 
Figura 5.22 Alga de las nieves. (a) Banco de nieve en Sierra Nevada
(California), con coloración roja debida a la presencia del alga de las nieves. 
La nieve rosada es común durante el verano en bancos de nieve de elevadas 
altitudes de todo el mundo. (b) Micrografía de esporas pigmentadas de rojo del 
alga de las nieves Chlamydomonas nivalis. Las esporas germinan originando 
células del alga verdes y con motilidad. Algunas cepas del alga de las nieves 
son verdaderas psicrófilas, pero muchas son psicrotolerantes y crecen mejor 
a temperaturas por encima de los 20 °C. Desde un punto de vista filogenético, 
C. nivalis es un alga verde, y estos organismos se tratan en la Sección 17.16.
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