Clasificación de las bacterias de acuerdo a sus propiedades metabólicas PDF

Preview

Summary

Download Clasificación de las bacterias de acuerdo a sus propiedades metabólicas PDF

Description

CLASIFICACIÓN DE LAS BACTERIAS DE ACUERDO A SUS PROPIEDADES METABÓLICAS Se refiere al conjunto de reacciones químicas que se producen en la célula con funciones de: 1. Obtener energía química del entorno y almacenarla, para luego usarla en distintas funciones celulares 2. Convertir los nutrientes exógenos en unidades precursoras de los componentes macromoleculares de la célula bacteriana. 3. Formar y degradar moléculas necesarias para cumplir funciones específicas como movilidad y captación de nutrientes El metabolismo tiene dos componentes: catabolismo y anabolismo ● Anabolismo o biosíntesis: Es el proceso por el que la célula bacteriana sintetiza sus propios componentes, la biosíntesis requiere de energía, por lo que las bacterias deben se capaces de obtenerla de su entorno para poder crecer y multiplicarse ● Catabolismo: El catabolismo comprende el conjunto de reacciones degradativas de los nutrientes para obtener energía o para convertirlo en unidades precursoras de biosíntesis. Metabolismo productor de energía: En las bacterias, los sistemas de oxidación reducción transforman la energía química de los nutrientes en una forma biológicamente útil: fermentación, respiración y fotosíntesis. ● Fermentación: Los electrones pasan del dador, un intermediario formado durante la degradación del substrato, hacia un aceptor constituido por algún otro intermediario orgánico igualmente generado durante el catabolismo del substrato inicial. ○ No requiere el aporte de oxígeno de un aceptor final de electrones ○ El rendimiento energético de este proceso es menor que el de la respiración ● Fermentación alcohólica: Produce etanol a partir de glucosa. Aunque estas bacterias producen alcohol, este es elaborado por otras vías ● Fermentación homoláctica: Todos los miembros del género Streptococcus, Pediococcus y muchas especies de Lactobacillus fermentan la glucosa fundamentalmente a ácido láctico con poca acumulación de otros productos finales. ● Fermentación heteroláctica: En esta fermentación se emplea fundamentalmente la vía de las pentosas fosfato y se produce en las bacterias del género Leuconostoc y Lactobacillus ● Fermentación del ácido propiónico: Es característica de la mayoría de las enterobacterias como Shigella, Salmonella y E. coli.

● Fermentación de butanodiol: Bacterias como Enterobacter, Serratia y Bacillus producen 2,3-butanodiol durante la fermentación de la glucosa. ● Fermentación del ácido butírico: Sucede en bacterias del género Clostridium (bacilo grampositivo, anaerobio y esporulado) ● Respiración: Es el proceso por el cual un sustrato es oxidado completamente a CO2 y agua, con participación de una cadena de electrones ubicada en la membrana plasmática, en la cual el aceptor final es el oxígeno molecular u otro compuesto inorgánico (nitratos, sulfatos, anhídrido carbónico, etc.) ● Fotosíntesis: Es similar a la respiración en que la reducción de un oxidante a través de una serie específica de transportadores de electrones establece una fuerza motriz protónica. La diferencia entre ellos es que en la fotosíntesis se crean en el reductor y el oxidante por técnicas fotoquímicas por medio de energía luminosa absorbida por los pigmentos en la membrana, así, este proceso se da en cuanto exista una fuente de energía luminosa.

Clasificación de bacterias de acuerdo a requerimientos nutricionales: La nutrición es el proceso por el que los seres vivos toman del medio donde habitan, los compuestos químicos que necesitan para llevar a cabo sus procesos energéticos y biosintéticos que les permiten crecer y reproducirse. Los requerimientos nutricionales de cada grupo microbiano están dados por la composición química de las células que los constituyen y por su capacidad para utilizar y transformar los compuestos que se encuentran en el ambiente en que se desarrollan. Generalmente, reflejan el ambiente natural en que viven. Nutrientes: El carbono es el mayor constituyente de la célula bacteriana, por lo que no llama la atención que requiera más carbono que cualquier otro nutriente. Se clasifican según la forma en la que lo usan: ● Autótrofos: son microorganismos capaces de sintetizar todos sus componentes orgánicos a partir de compuestos inorgánicos como el CO2 ● Heterótrofos: usan sustancias orgánicas como fuente de carbono. Aquí se encuentran todas las bacterias de interés médico Autótrofos: Son seres vivos que no necesitan nutrientes orgánicos para su desarrollo Por ejemplo; quimiolitótrofos, que utilizan sustratos inorgánicos como hidrógeno y tiosulfato como reductor y dióxido de carbono como fuente de carbono

Heterótrofos: Requieren carbono orgánico para su desarrollo, que debe encontrarse en una forma que puedan asimilar. El dióxido de carbono es necesario para varias reacciones biosintéticas. Para muchos microorganismos, un compuesto simple (como un aminoácido) puede actuar como fuente de energía, de carbono y nitrógeno; otras requieren compuestos separados para cada uno de estos elementos. Si los materiales naturales para medios no sintéticos tienen deficiencias de algún nutriente particular, deben complementarse. Después del carbono, el elemento más abundante en la célula es el nitrógeno que representa entre el 12% al 15% del peso seco. Es el constituyente principal de las proteínas y los ácidos nucleicos.

Clasificación de acuerdo a temperatura Los microorganismos caen en tres categorías en cuanto a la temperatura óptima de metabolismo para su crecimiento: psicrófilos, mesófilos, termófilos ● Psicrófilos: Se desarrollan mejor a 10 ± 5°C, por lo general se encuentran en ambientes fríos como las regiones del Ártico y la Antártida ● Mesófilos: Crecen mejor a 35 ± 5°C ● Termófilos: Su crecimiento óptimo está a 60 ± 10°C Cualquier desviación de su temperatura óptima de metabolismo, perjudica dicho proceso. Las temperaturas bajas detienen el metabolismo, pero por el contrario, las altas lo desarticulan. Los microorganismos comparten con las plantas y animales la respuesta al golpe de calor, que consiste en la síntesis transitoria de un grupo de “proteínas de golpe de calor” cuando se exponen a incrementos súbitos en la temperatura por arriba de la temperatura óptima de proliferación. Las bacterias también muestran el fenómeno de choque de enfriamiento, en el que las células mueren con el enfriamiento rápido. Varios compuestos protegen a estas bacterias del choque de enfriamiento o calor; usualmente se utilizan glicerol y dimetil sulfóxido.

Tipo de microorganismo

Temperatura óptima

Temperatura límite

Ejemplo de microorganismo

Psicrófilos

● 10 ± 5°C

● 5 - 15 °C

Achromobacter

Mesófilos

● 35 ± 5°C

● 30 - 37°C

Staphylococcus y la mayoría de los hongos

Termófilos

● 60 ± 10°C

● 50 - 70°C

Desulfovibrio, Thermoactinomyce s, algunas algas verdes azules

Clasificación de acuerdo a requerimientos de pH La mayoría de los microorganismos tienen un pH óptimo. El pH óptimo debe determinarse de manera distinta para cada especie. Se dividen en microorganismos alcalófilos, neutrófilos y acidófilos. ● Alcalófilos: Tienen un pH óptimo hasta 10.5 ● Neutrófilos: Proliferan mejor en una pH de 6-8 ● Acidófilos: Su cifra óptima es de 3 Los microorganismos regulan su pH interno pese a la amplia gama de cifras de pH externo mediante bombeo de protones hacia el interior o al exterior de la célula. El pH interno está regulado por un grupo de sistemas de transporte de protones en la membrana citoplasmática, con una bomba de protones controlada por ATP y un intercambiador de Na+/H+. El sistema de intercambio de K+/H+ parece contribuir a la regulación del pH interno en microorganismos neutrófilos. La mayoría de las bacterias de interés médico, el pH óptimo es de 7.2 a 7.6. Sin embargo, hay microorganismos humanos como M. tuberculosis que resisten valores muy bajos de pH. Como los microorganismos al multiplicarse y realizar sus funciones metabólicas, suelen modificar el pH del medio, que puede prepararse con buffers, que se encargan de mantener el pH relativamente constante.

Clasificación de acuerdo a requerimientos de oxígeno La necesidad de oxígeno de una bacteria, refleja el tipo de metabolismo productor de energía. Según su relación con el oxígeno se dividen en anaerobias facultativas y en estrictos (tanto aerobias como anaerobias) ● Aerobios estrictos: Necesitan oxígeno como aceptor de hidrógeno. Necesitan de alrededor del 21% de oxígeno para poder desarrollarse, como Pseudomonas, Mycobacterium, Corynebacterium. Los productos naturales del metabolismo aerobio son compuestos reactivos de peróxido de hidrógeno (H2O2) y superóxido (O2-). En presencia de hierro, estas sustancias generan radicales hidroxilo (OH) que pueden dañar cualquier macromolécula biológica. ● Anaerobios facultativos: Tienen la capacidad de vivir en forma aerobia o anaerobia, es decir, son capaces de crecer en una atmósfera tanto con o sin oxígeno, por ejemplo, Streptococcus, Staphylococcus, Enterobacteriaceae ● Anaerobios estrictos: Necesitan una sustancia distinta al oxígeno como aceptor de hidrógeno y son sensibles a la inhibición de oxígeno, es decir, requieren un 0% de oxígeno, como: Fusobacterium, Clostridium

Clasificación de los medios de cultivo Los medios de cultivo son una mezcla equilibrada de nutrientes requeridos a concentraciones que permiten el crecimiento de los microorganismos, estos deben contener todos los nutrientes necesarios en cantidades apropiadas a los requerimientos de los microorganismos y en condiciones adecuadas para el crecimiento como: pH, presión osmótica, oxígeno disuelto, etc Clasificación ● Según su estado físico: líquidos, semisólidos y sólidos ○ Líquidos: Son usados para el enriquecimiento de una población bacteriana de interés, por ejemplo el agua de peptona ○ Semisólidos: Como el Agar de Hugh-Leiffson , contienen el agente solidificante en menor concentración que los sólidos ○ Sólidos: Son usados para el aislamiento bacteriano, como el TSA

● Según su utilidad: no selectivos, selectivos, enriquecidos, diferenciales ○ No selectivos: Contienen suficientes nutrientes como para soportar el crecimiento de gran variedad de microorganismos. Cuando se cultivan microorganismos que requieren nutrientes comunes, se utilizan medios de cultivos ordinarios, como podría ser el Agua de peptona, ya que sus nutrientes permiten el crecimiento de gran número de microorganismos, pero no de los que requieren nutrientes particulares. ○ Selectivos: Permiten el crecimiento de solo un tipo de microorganismo Los medios de cultivo selectivos (como el Agar Mac Conkey) son medios sólidos que contienen sustancias que inhiben el crecimiento de algunas bacterias pero permite el de otras. ○ Enriquecido: Son medios no selectivos a los que se les agrega sustancias como sangre, suero, albúmina, etc. Las bacterias más exigentes nutricionalmente se cultivan en medios enriquecidos , que contienen los nutrientes ausentes de los medios ordinarios. Los cultivos de enriquecimiento se realizan en medios líquidos, con alguna propiedad física o química que favorecen el desarrollo de un determinado tipo bacteriano, o se incuban bajo condiciones especiales. ○ Diferenciales: Son medios de cultivo que permiten establecer diferencias entre diferentes tipos de microorganismos. Cuando se pretende que el propio cultivo de la bacteria diferencie entre distintos tipos de bacterias se utilizan estos medios de cultivo, algún componente del medio proporciona un cambio visible del cultivo si existen ciertas bacterias.

Referencias bibliográficas: ● Romero C. R. (2018).Microbiología y Parasitología Humana.México: Editorial Médica Panamericana. ● Brooks, Butel, Ornston. (2014). Microbiología Médica de Jawetz, Melnick y Adelberg. México: Editorial McGraw Hill Interamericana....