TEMA 10 Reproducción de las bacterias PDF

Preview

Summary

Download TEMA 10 Reproducción de las bacterias PDF

Description

Microbiología general Tema 10

TEMA 10 Reproducción de las bacterias. 10.1 Reproducción bacteriana La reproducción bacteriana se caracteriza principalmente por su simplicidad y su carácter asexual, ya que no se produce un intercambio de material genético antes de su división. La reproducción bacteriana es la forma de crecimiento de las bacterias aumentando el número de células o la masa bacteriana. Esta reproducción la realizan mediante división o fisión binaria. Fisión binaria: Consiste en la división del ADN, seguidas de la división del citoplasma (citocinesis), dando lugar a dos células hijas. Encontramos algunas excepciones en las que las bacterias no se reproducen por fisión binaria son las siguientes:   

Gemación: Los nuevos individuos se producen a partir de yemas. Esporulación múltiple: Reproducción mediante esporas como endosporas. Fragmentación: Un individuo se divide en dos o más trozos, cada uno de los cuales es capaz de reconstruir un organismo por completo.

La replicación del ADN empieza en un punto u origen donde se forma una horquilla de replicación hasta que se ha copiado el replicón entero (figura 10.1). En realidad es el ADN el que se mueve alrededor de la membrana, ya que su duplicación está dirigida por la ADN‐polimerasa que se encuentra en la membrana celular. Después, la pared bacteriana crece hasta formar un tabique transversal separador de las dos nuevas bacterias. (Figura 10.2).

Figura 10.1

Figura 10.2

10.2 Estudio del crecimiento bacteriano El estudio del crecimiento bacteriano lo podemos dividir en dos grupos. El estudio cualitativo en el que se observara si hay crecimiento y los aspectos generales del modo de crecimiento bacteriano sobre los diferentes tipos de cultivo. El estudio cuantitativo se centrara en el recuento bacteriano por diferentes técnicas.

1

Microbiología general Tema 10

Estudio cualitativo macroscópico.  Medio líquido: Se pueden determinar la cantidad de bacterias por la densidad de crecimiento, su coloración, la presencia de sedimento, si aparece una formación de un velo, la formación de un anillo o costra en la superficie, si aparece un olor característico o la formación de burbujas.  Medio semisólido: Podemos evaluar la movilidad bacteriana  Medio solido: La formación de diferentes tipos de colonias y su aspecto, forma; la modificación del color del medio que puede indicar cambios de pH, pigmentaciones producidas por las especies de bacterias; estudio de capacidad de hemolisis bacteriana, alfa, beta o gamma; estudio del poder proteolítico, lipolítico de un cultivo puro bacteriano; el grado de anaerobiosis de las bacterias.  Estudio cualitativo  

Mediante técnicas microscópicas podemos determinar la morfología bacteriana y los agrupamientos de las bacterias. Mediante técnicas macroscópicas podemos contar los microorganismos tanto totales, siendo estos los microorganismos vivos y muertos y los viables siendo únicamente los vivos que tienen capacidad para reproducirse:  En medios sólidos.  En medios líquidos.  Su actividad metabólica.  La turbidez (medida en la Escala de MacFarland).

 El recuento de totales se puede hacer mediante diferentes técnicas.  

 

Método de Breed: Consiste en realizar una tinción y a continuación contar el número de bacterias en un área determinada y luego utilizar la siguiente ecuación para determinar el número de microorganismos totales (Nº m.o. /ml. = media x inverso de la dilución x inverso volumen inóculo x 3000). Método de Petroff-Hausser (Cámara de Neubauer): consiste en un porta objetos con una excavación de 0,02mm de profundidad y un área de 1mm 2, dividida en un retículo de 25 cuadrados grandes; cada uno está dividido en 4 filas y 4 columnas lo que da 16 cuadrados. La muestra se distribuye en 400 celdillas. (Figura 10.3). Ventajas: Es un método muy rápido y barato.  Inconvenientes: sólo sirve para suspensiones relativamente concentradas (>107 cels. /ml).  Por debajo de este valor el número de células vistas en el campo del microscopio es muy pequeño y poco significativo estadísticamente. Figura 10.3

2

Microbiología general Tema 10



   

Citometria de Flujo: Las partículas a contar se marcan previamente con un anticuerpo monoclonal u otro ligando específico hacia alguna molécula de superficie, unidos a su vez a un fluorocromo, una molécula que emite fluorescencia al incidir sobre ella un haz de luz láser. (Figura 10.4). Turbidez: Turbidimetría/Nefelometría determina el número de bacterias aproximado según la turbidez (espectrofotómetro). Peso Seco: para bacterias filamentosas.





 

Recuento de viables en medio solido conocido como técnica de unidades formadoras de colonias (UFCs). En este método se realizan diluciones decimales de la muestra y se siembra un volumen determinado junto con el agar de cada dilución y se incuba. Se leen los resultados de las colonias trascurridas 24/48 horas, las placas a contabilizar deben tener entre 30 y 300 colonias para obtener el número de UFCs se realiza este cálculo. (Nº m.o. /ml.= Nº UFC x inverso de la dilución x inverso vol. sembrado). En el método UFCs encontramos dos métodos de siembra  Método de extensión en placa (spread-plate method). Consiste en pipetear una parte de la muestra (0,1 ml o menos), la muestra se reparte por la superficie del agar, se lleva a incubación y se contabilizan las colonias en la superficie.  Metodo de vertido en placa (pour-plate method). Consiste en pipetear la muestra dentro de una placa estéril (0,1-1,0 ml), se añade el medio de cultivo estéril y se mezcla con el inóculo, se lleva a incubación y se contabilizan las colonias superficiales y por debajo de la superficie.

 Método de viables por filtración: Hacer pasar el medio y sus diluciones por un filtro que retenga las bacterias, y a continuación depositar el filtro sobre un medio de cultivo sólido. Tras la incubación se observarán las colonias.  Técnica del Número Más Probable (NMP): Estimación estadística basada en que cuanto mayor sea la dilución necesaria para reducir a cero el número de bacterias en los tubos de una serie de diluciones, mayor será el número de bacterias contenido en la muestra. (Figura 10.5).

Figura 10.5 Figura 10.4

3

Microbiología general Tema 10

  

Actividad metabólica: forma indirecta, determinando la cantidad de un determinado producto del metabolismo de la población y asumimos que se encuentra en proporción directa al número de bacterias presentes. Turbidez (escala de MacFarland): una serie de patrones de turbidez previamente calibrados.

10.3 Curva de crecimiento bacteriano. Se suele representar como el logaritmo del número de células frente al tiempo de incubación. Cuando el crecimiento de las bacterias se realiza sobre un cultivo discontinuo (monofásico, cerrado) la curva resultante tiene 4 fases (Figura 10.6)  1. Fase de latencia o adaptación.  2. Fase de crecimiento exponencial o logarítmica.  3. Fase estacionaria o meseta  4. Fase de declive o muerte.

Figura 10.6

Descripción de cada fase de la curva de crecimiento bacteriano.  Fase de latencia: Viene dado por el tiempo necesario de adaptación de las bacterias al nuevo medio donde se siembran, no aumenta el número de microrganismos, estos aumentan su actividad metabólica (síntesis de ATP, ribosomas, cofactores), se embeben de agua, sintetizan enzimas. El tiempo de adaptación varía considerablemente según el medio y la condición de los organismos (historia del cultivo), es menor o casi nulo si se parte de cultivos frescos en fase logarítmica.  Fase exponencial o logarítmica: Los microorganismos crecen regularmente hasta el máximo posible, la población se duplica a intervalos regulares de tiempo y la actividad metabólica es máxima. El número de bacterias muertas en mínimo, el volumen y la masa celular aumentan, la velocidad de crecimiento depende del tipo de microorganismo, potencial genético, condiciones del medio, ambientales…  Fase estacionaria: Cesa el crecimiento por agotamiento de nutrientes (O2 para los aerobios), por acumulación de productos tóxicos (ácido láctico producido por estreptococos), etc. La curva se hace horizontal y el número es constante existiendo un equilibrio entre generación y muerte celular, además de que la población deja de dividirse pero esta metabólicamente activa. Envejecen las células y se produce un crecimiento desequilibrado, en los cultivos bacterianos las concentraciones son de 109 cel/ml. 

4

Microbiología general Tema 10

Fase de declive o muerte: El número de células que mueren es mayor que el número de células que se dividen. La muerte de la población es logarítmica o exponencial. En la naturaleza el crecimiento exponencial es una excepción. La colonia producida por una bacteria con un tiempo de generación de 20 minutos alcanzaría en 45 horas el tamaño de la tierra.

10.4 Velocidad media de crecimiento/tasa de crecimiento (k). La velocidad de crecimiento de un cultivo es el aumento de masa por unidad de tiempo, es constante para cada microorganismo y esta condiciona a la fisión binaria y la fase exponencial. Para calcularlo ponemos usar la siguiente ecuación. (k = n/t) La estimación del tiempo medio de generación se puede realizar mediante los siguientes pasos.  Contar el número inicial de microorganismos (N0).  Incubación durante un tiempo determinado (t).  Recuento final de microorganismos tras el tiempo t (Nt).

10.5 Crecimiento bacteriano en condiciones determinadas. Diauxina: consiste en el crecimiento de una población bacteriana seguido de otro crecimiento posterior, entre ambos brotes hay un pequeño intervalo de incremento nulo, se da en medio con dos nutrientes diferenciados. Ejemplo: inoculamos una bacteria en un medio líquido provisto de dos fuentes de carbono (glucosa y xilosa). Se producen dos fases de crecimiento exponencial separadas por una breve fase intermedia estacionaria crecimiento diáuxico. La bacteria usa en primer lugar sólo la fuente preferencial de C (glucosa), cuando se agota la primera fuente usa la segunda (xilosa), tardando un tiempo hasta que sintetiza los enzimas catabólicos para degradar esa segunda fuente. Cuando las bacterias logran niveles enzimáticos adecuados, se restablece el crecimiento exponencial, aunque con una pendiente menor. (Figura 10.7). Cultivo sincrónico: Aquel en el que todas las bacterias están en la misma fase de crecimiento. Difícil de conseguir. Cultivo continuo: La mayoría de las bacterias están en fase exponencial de crecimiento. Renovando los nutrientes permitiendo el mantenimiento de la fase exponencial. Medios líquidos, en sistema abierto, condiciones ambientales constantes, por suministro incesante de nutrientes/retirada de productos residuales. Glucosa

Xilosa

Figura 10.7

5

Microbiología general Tema 10

Fermentadores: Son una cámara de cultivo conectada a un deposito estéril que añade medio de cultivo. El volumen del líquido estable a eliminar el exceso mediante un sifón de rebosamiento. Podemos encontrar dos tipos diferentes.  Quimiostato: La cámara de crecimiento es de volumen invariable, con un medio nutritivo estéril a ritmo constante y manteniendo el volumen total.  Turbidostato: Es un sistema de cultivo continuo en el que se mide la absorbancia mediante una célula fotoeléctrica para mantener una turbidez constante.

6...