Biologia de los microorganismos (279)

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172 L O S F U N D A M E N T O S D E L A M I C R O B I O L O G Í A
Taq-polimerasa, como se la conoce, se utiliza en los pasos repe-
titivos automatizados de la reacción en cadena de la polime-
rasa (PCR), una técnica para obtener múltiples copias de una 
secuencia de DNA, que es fundamental en la biología moderna 
( Sección 11.3). También se conocen o se están desarrollando 
otros usos de las enzimas y de otros productos celulares ter-
moestables para aplicaciones industriales específicas.
Estabilidad de las membranas a altas temperaturas
Además de las enzimas y otras macromoléculas de la célula, las 
membranas citoplasmáticas de los termófilos y los hipertermó-
filos deben ser termoestables. El calor separa de manera natural 
la bicapa lipídica que constituye la membrana citoplasmática. 
En los termófilos, esto se contrarresta construyendo membra-
nas con cadenas más largas, mayor contenido de ácidos grasos 
saturados y menor de insaturados que el de las membranas de 
los mesófilos. Los ácidos grasos saturados forman un ambiente 
hidrófobo más fuerte que los insaturados, y las cadenas más lar-
gas tienen un punto de fusión más elevado que las cortas; en 
conjunto, todo ello aumenta la estabilidad de la membrana.
Los hipertermófilos, arqueas en su mayoría, no contienen áci-
dos grasos en sus membranas, sino hidrocarburos C
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formados 
por unidades repetitivas de isopreno ( Figuras 2.16c y 2.17) uni-
das por enlaces éter a fosfato de glicerol. Además, la arquitectura 
de las membranas citoplasmáticas de los hipertermófilos tiene una 
característica exclusiva: se trata de una monocapa lipídica en lugar 
de una bicapa ( Figura 2.17e). La estructura en monocapa une 
covalentemente un lado de la membrana con el otro, y esto impide 
su fusión a las altas temperaturas de crecimiento de los hiperter-
mófilos. Analizaremos otros aspectos de la estabilidad de los hiper-
termófilos, como la estabilidad de su DNA, en el Capítulo 16.
MINIRREVISIÓN
 ¿Qué dominio de los procariotas comprende especies con 
temperaturas óptimas por encima de los 100 °C? ¿Qué 
técnicas especiales son necesarias para cultivarlos?
 ¿En qué se diferencia la membrana citoplasmática de las 
arqueas hipertermófilas de la de Escherichia coli y por qué esta 
estructura es útil para crecer a altas temperaturas?
 ¿Qué es la Taq-polimerasa y por qué es importante?
manosilglicerato, que parece ser que ayudan a estabilizar las 
proteínas frente a la desnaturalización térmica.
Las enzimas de los termófilos y los hipertermófilos tienen 
muchos usos comerciales. Pueden catalizar reacciones bioquí-
micas a altas temperaturas y en general son más estables que las 
enzimas mesófilas, de manera que las preparaciones enzimáti-
cas con ellas tienen una vida útil más prolongada. Un ejemplo 
clásico es la DNA-polimerasa aislada de Termus aquaticus. La 
Figura 5.24 Crecimiento de cianobacterias termófilas en un
manantial de agua caliente del parque nacional de Yellowstone. Patrón 
de desarrollo característico en forma de V (marcado por la línea blanca 
discontinua) formado por cianobacterias en el límite superior de temperatura 
para la vida fotótrofa, entre 70 °C y 73 °C, en el gradiente térmico formado 
a partir de un manantial a temperatura de ebullición. El patrón cambia 
porque el agua se enfría más rápidamente en los bordes que en el centro del 
cauce. El manantial fluye desde detrás de la fotografía hacia la parte anterior 
de la misma. El color verde claro se debe a una cepa de la cianobacteria 
Synechococcus, resistente a la temperatura. A medida que el agua fluye a lo 
largo del gradiente, la densidad celular aumenta, se desarrollan menos cepas 
termófilas y el color verde se hace más intenso.
N
a
n
c
y
 L
. 
S
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e
a
r
V Otros factores ambientales que afectan al crecimiento 
microbiano
Como acabamos de ver, la temperatura tiene una importan-cia fundamental en el crecimiento de los microorganismos. 
Pero hay otros muchos factores que afectan al crecimiento; los 
principales son el pH, la osmolaridad y el oxígeno.
5.14 Efecto del pH en el crecimiento 
microbiano
La acidez o la alcalinidad de una solución se expresa mediante 
el valor de su pH en una escala logarítmica en la que la neu-
tralidad corresponde al pH 7 (Figura 5.25). Los valores de pH 
menores de 7 son ácidos y los más altos de 7 son alcalinos 
o básicos. En analogía con el intervalo de temperatura, cada
microorganismo tiene un intervalo de pH, normalmente de
entre 2 y 3 unidades, dentro del cual es posible el crecimiento.
Además, cada organismo muestra un valor óptimo bien defi-
nido de pH para el crecimiento. La mayoría de los ambien-
tes naturales tienen un pH de entre 3 y 9, y los organismos
con pH óptimos de crecimiento en este intervalo son los más
habituales. Los términos usados para describir los organismos 
que crecen mejor a intervalos de pH concretos se muestra en
la Tabla 5.2.
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