NUTRICIÓN MICROBIANA

NECESIDADES NUTRICIONALES BÁSICAS

MACROELEMENTOS: C,O,H,N,P,S,K,Ca,Mg,Fe.

MICRONUTRIENTES O ELEMENTOS TRAZA:

Mn, Zn,Co,Mo, Ni,Cu.

Forman parte de enzimas y cofactores, ayudan en la catálisis de las reacciones y en el mantenimiento de la estructura de las proteínas.

Esqueletos de todas las moléculas, proporciona energía para el trabajo celular y reducen moléculas durante la biosíntesis.

Heterótrofos: usan moléculas orgánicas como fuente de carbono. Actinomicetos, Burkholderia cepacia

Autótrofos: CO2.(Luz, moléculas inorgánicas reducidas)

NECESIDADES DE C,H,O Y

ELECTRONES

Fuentes de Energía:

Quimiótrofo

Oxidación de compuestos orgánicos o inorgánicos.

Fototrófos

Luz

TIPOS NUTRICIONALES

Fuentes de

Electrones

Litótrofos

Moléculas inórganicas reducidas

Organótrofos

Moléculas orgánicas

• Fotoautótrofos, autótrofos fotolitotótrofos, o fotolitoautótrofos: CO2, Luz, Compuestos inorgánicos( H,HS y S) Entre los que se encuentran bacterias del azufre rojas y verdes, cianobacterias.

• Heterótrofos fotoorganótrofos o heterótrofos fotoorganótrofos : Carbono orgánico y CO2, compuestos inorgánicos. Entre las que se encuentran bacterias rojas no del azufre, bacterias verdes no del azufre.

Quimiolitoautótrofos o autótrofos quimiolitótrofos: CO2, compuestos inorgánicos: Entre las que se encuentran bacterias oxidadoras de azufre, oxidadoras de hidrógeno, de hierro, nitrificantes, metanógenos.

Quimiolito heterótrofos o mixótrofos: Carbono orgánico, CO2, compuestos inorgánicos. Entre las que se encuentran bacterias oxidadoras de azufre (Beggiatoa)

Heterótrofos quimiorganótrofos, quimioheterótrofos, quimioorganoheterótrofos: Carbono orgánico, compuestos orgánicos. Entre los que se encuentran microbios no fotosintéticos, patógenos, hongos, protistas y arqueas.

N: Síntesis de aminoácidos, purinas, pirimidinas, carbohidratos y lípidos.

Glutamato deshidrogenasa, glutamina sintetasa y glutamato sintasa.

Reducción asimilativa de nitrato.

Fijación de nitrógeno.

NECESIDADES DE N,P Y S

P: Ácidos Nucleicos, fosfolípidos, nucleótidos (ATP), proteínas, cofactores.

Fósforo inorgánico.Escherichia Coli.S: síntesis de sustancias (aminoácidos :

cisteína y metionina, carbohidratos, biotina y tiamina)

Reducción asimilativa del SO4.

Compuestos orgánicos que son componentes celulares esenciales o precursores (C,N,P y S) y no pueden ser sintetizados por el organismo.

FACTORES DE CRECIMIENTO

Aminoácidos: Síntesis de proteínasPurinas y pirimidinas: Síntesis de

ácidos nucleicos.Vitaminas: Forman o son

cofactores enzímaticos y crecimiento.

Grupo hemo o citocromosEnterococcus fecalis

DIFUSIÓN FACILITADA TRANSPORTE ACTIVOTRANSLOCACIÓN DE GRUPO

CAPTACIÓN CELULAR DE NUTRIENTES

DIFUSIÓN PASIVA O SIMPLE:Proceso en el cual las moléculas se mueven desde una región de mayor concentración a otra de menor concentración.H2O2, O2 y CO2

DIFUSIÓN FACILITADA:Se realiza por medio de proteínas transportadoras. (Permeasas)

TRANSPORTE ACTIVOEs el transporte de moléculas de soluto hacia

concentraciones mayores, en contra de un gradiente de concentración, con aporte de energía metabólica.

Ejemplos

Transportadores con casete de unión a ATP, o transportadores ABC

Se encuentran en Bacteria, Archaea y eucariotas.Consisten en dos dominios hidrofóbicos que

atraviesan la membrana, asociados en sus caras citoplasmáticas a dos dominios de unión a ATP.

Los transportadores ABC emplean proteínas de unión a sustrato que están situadas en el periplasma de las bacterias gramnegativas, se asocian con la molécula a transportar e interaccionan con las proteínas transportadoras de membrana para mover el soluto al interior de la celula.

Cuando hay un transporte de dos sustancias en la misma direccion es denominado simporte.

Cuando el transporte en el que las sustancias transportadas se mueven en sentidos opuestos se denomina antiporte.

Translocación de grupo

Tipo de transporte activo que modifica químicamente la molécula mientras es introducida en la célula.

Ejemplo

El sistema fosfotransferasa de azúcares dependiente de fosfoenolpiruvato o PTS

Transporta diversos azúcares, a la vez que los fosforila usando fosfoenolpiruvato como donador de fosfato y está distribuido entra las células.

PEP + azúcar piruvato + azúcar-fosfato

El PEP es un intermediario importante de una vía bioquímica usada por muchos quimioorganoheterótrofos para extraer energía a partir de moléculas orgánicas.

Puede ser usada para sintetizar ATP, la moneda energética de la célula.

CAPTACIÓN DE HIERROCasi todos los microorganismos necesitan hierro

para su uso en los citocromos y en muchas enzimas.

Los sideróforos son moléculas orgánicas de bajo peso molecular que son capaces de formar complejos con el ión férrico y hacerlo accesible a la célula.

Los microorganismos secretan sideróforos cuando el hierro escasea en el medio y cuando este alcanza la superficie de la célula, se une a una proteína receptora del sideróforo y entonces todo el hierro es liberado para que entre en la célula directamente reduciéndose a Fe+2.

MEDIOS DE CULTIVO

Es una preparación sólida o líquida empleada para cultivar, transportar y almacenar microorganismos y debe de contener los nutrientres necesarios para que el microorganismo se pueda multriplicar.

Estado físico Composición química Tipo funcional

Líquido Definido (sintético) General (de mantenimiento)

Semisólido Complejo Enriquecido

Sólido Selectivo o diferencial

TIPOS QUÍMICOS Y FÍSICOS DE MEDIOS DE CULTIVO

Medio definido o sintético: Medio del cual conocemos todos sus componentes químicos.

Existen en forma líquida o solidificadaSe usan para cultivar autótrofos fotolitótrofos, como

las cianobacterias y protistas fotosintéticos.

Medio complejo: Medios que contienen algunos ingredientes de composición química desconocida.

Se utilizan cuando no se conocen las necesidades nutricionales de un microorganismo.

Contienen peptonas, extracto de carne y de levadura.

TIPOS FUNCIONALES DE MEDIOS DE CULTIVO

Los medios generales o de mantenimiento son útiles para cultivar muchos microorganismos diferentes.

Medios enriquecidos: medios a los que se les pueden añadir sangre y otros nutrientes especiales.

Medios selectivos: favorecen el crecimiento de microorganismos determinados

Aislamiento de cultivos puros

Cultivos puros

Población de células que derivan de una única célula inicial.

En los 20 años después al desarrollo de las técnicas de cultivo puro (Robert Koch) fueron aislados la mayoría de los patógenos.

Siembra por extensión y siembra en estrías

Colonia: conjunto de microorganismos, macroscópicamente visible, sobre un medio sólido. Cada colonia representa un cultivo puro.

Siembra por extensión Se transfiere un pequeño volumen de una

mezcla diluida de microbios al centro de un placa de medio sólido

Se extiende la muestra uniformemente por toda la superficie, con la ayuda de una varilla acodada estéril.

Las células dispersas dan lugar a colonias aisladas.

Este tipo de siembra puede usarse para el recuento de la población microbiana.

Siembra en estrías

La mezcla microbiana es colocada en la periferia de una placa de medio solido con la ayuda de un asa de siembra o un hisopo.

Luego es extendida formando estrías o líneas por toda la superficie

Después de sembrar un primer sector, se esteriliza el asa, y se obtiene un inoculo para el segundo sector a partir del primero.

• Se hace un proceso similar para sembrar el tercer sector, solo que ahora se comienza del segundo sector. (dilución)

Son muy pocas células que quedan en el asa de siembra al final del proceso, por lo que desprenderán células individuales que dan lugar a colonias aisladas.

Todo depende de la separación espacial de las células individuales.

Siembra en profundidad

Procariotas y hongos.Primero se hacen diluciones de la muestra

para reducir la población microbiana.Se mezcla agar liquido con poco de las

diluciones. Bacterias y hongos pueden soportar una

exposición breve al agar caliente

Ya que solidifique cada célula forma una colonia individual.

Las colonias que crecen en la superficie sirven para inocular medio fresco y cultivos puros.

Morfología de las colonias bacterianas

Estas se pueden observar a simple vista. La forma gral. y forma del borde se ven desde arriba

La naturaleza de la elevación de la colonia, se observa desde un costado a la altura de los ojos.

Su morfología puede cambiar dependiendo del medio en el que crece.

El crecimiento microbiano en la superficie de los medios sólidos

En la naturaleza, los M.O. crecen en superficies formando biofilms, que son agregaciones de microbios recubiertas de secreciones mucosas.

También forman colonias aisladas.

El crecimiento celular se da mas rápido en el borde de la colonia que en el centro.

Se debe a gradientes de oxígeno, nutrientes, y productos tóxicos existentes en colonia.

El centro de la colonia es mucho mas grueso que en la orilla, por lo que el oxigeno y los nutrientes no difunden fácilmente hasta el centro.

Los diseños que toman las colonias, se debe a la difusión y disponibilidad de nutrientes, la quimiotaxis bacteriana y a la presencia de liquido en la superficie del medio.