Microbiología: Explorando el Mundo Microscópico

Medios de Cultivo

Según su composición, existen medios complejos sin ingredientes definidos, como el caldo de carne, o medios sintéticos con constituyentes concretos.

Según su estado físico, los medios de cultivo se encuentran en medios líquidos, pero a menudo se suman sustancias como la gelatina o el agar-agar para convertirlos en medios sólidos.

Según su utilidad:

• Medios de enriquecimiento: Usados para implementar un medio cuando el crecimiento de los microorganismos es muy lento.
• Medios de aislamiento: Siempre medios sólidos con nutrientes que facilitan el crecimiento selectivo de una especie microbiana e inhiben a las demás.
• Medios de diferenciación: Permiten diferenciar unas colonias de otras en un cultivo mixto.

Métodos de Esterilización

Los métodos más frecuentes son:

• Calor: Los objetos a esterilizar deben permanecer en el autoclave durante al menos 20 minutos alrededor de 120°C. También se usa el horno de Pasteur: Este método emplea aire caliente a altas temperaturas (cerca de 200°C) para eliminar los microorganismos que no pueden ser expuestos al vapor.
• Filtración: Se recurre a la filtración para separar microorganismos que quedan retenidos en los poros del filtro.
• Radiaciones: Se utilizan radiaciones ultravioleta, rayos gamma y radiaciones ionizantes, que actúan en general sobre las moléculas de ácido nucleico de las células.

Las Eubacterias

Son un amplio grupo en el que se encuentran la mayoría de bacterias conocidas:

• Bacterias púrpuras y verdes
• Cianobacterias
• Proclorofitas
• Bacterias nitrificantes
• Bacterias fijadoras de nitrógeno
• Espiroquetas
• Bacterias del ácido láctico
• Micoplasmas

Las Arqueobacterias

La mayoría son anaerobias. Las hay:

• Halofílicas: Viven en las aguas saladas del mar Muerto.
• Termofílicas: De las aguas termales y medios ricos en azufre.
• Metanógenas: Habitan en ambientes anaerobios.

Nutrición Bacteriana

Bacterias fotoautótrofas, fotoorganótrofas, quimioautótrofas, quimioorganótrofas.

Reproducción Bacteriana

Las bacterias son seres haploides que se reproducen asexualmente por bipartición. En condiciones óptimas, una bacteria puede dividirse cada 20 minutos. Una colonia es un clon de bacterias.

Además de este tipo de reproducción, existen otros mecanismos, llamados parasexuales, en los que sí se produce intercambio de material genético. Son:

• Conjugación: Una bacteria donadora transmite ADN a través de pili sexuales a una bacteria receptora. Si en ella el plásmido se integra en el cromosoma bacteriano, recibe el nombre de episoma.
• Transformación: Las bacterias pueden captar del medio fragmentos de ADN procedentes de la lisis de otras bacterias o de otras células, e integrarlos en su cromosoma.
• Transducción: En este caso, las bacterias intercambian material genético mediante un virus transmisor, un bacteriófago (atacan exclusivamente a las bacterias). El virus se integra en el cromosoma de la bacteria iniciando un ciclo lisogénico. Cuando se separa de él para comenzar el ciclo, arrastra algunos genes que transmite a la bacteria receptora de la información.

Los mecanismos implican recombinación genética entre el material genético propio y el añadido, lo que explica la variabilidad.

Relación Bacteriana

Las bacterias son sensibles a estímulos como la luz o las sustancias químicas del medio. Si disponen de ellos, se desplazan con los flagelos y, en el caso contrario, reptan. Pueden moverse y, ante condiciones adversas, fabrican una endospora, que es una estructura de resistencia, pudiendo resistir durante mucho tiempo temperaturas de hasta 80°C. Cuando las condiciones vuelven a ser favorables, las esporas germinan y generan bacterias con todas sus funciones.

Las Algas

Las algas son seres autótrofos y fotosintéticos que pueden ser unicelulares o formar colonias microscópicas. Constituyen el fitoplancton y, además, si se asocian simbióticamente con los hongos, forman líquenes. El mayor aporte de oxígeno que recibe la atmósfera procede de las algas.

Protozoos

Son microorganismos unicelulares sin pared celular, generalmente móviles, heterótrofos, con reproducción sexual o asexual y de vida libre o parásita.

Hongos

Los hongos son organismos eucarióticos, unicelulares o pluricelulares, heterótrofos y dotados de una pared celular que contiene quitina. La mayoría de ellos son saprófitos, ya que contribuyen con la descomposición de la materia orgánica. Su reproducción es asexual y por gemación.

Mohos

Los mohos son hongos filamentosos que fabrican grandes cantidades de esporas y resisten en condiciones extremas de acidez. Penicillium.

Hongos Mucosos

Levaduras

Las levaduras son hongos unicelulares que forman colonias de células ovales dotadas de una pared gruesa. Se reproducen asexualmente por gemación. La levadura Saccharomyces cerevisiae produce el vino, el vinagre, la cerveza o el pan. Las levaduras que se utilizan en la actualidad en esos procesos industriales son cepas salvajes que han sido mejoradas mediante selección y manipulación genética.

Infecciones Microbianas

Infecciones Bacterianas

Las infecciones bacterianas se deben generalmente a la producción de toxinas; existen vacunas para muchas de ellas. La mayoría de las bacterias patógenas son sensibles al tratamiento antibiótico. Estas son las infecciones bacterianas más representativas: peste bubónica, cólera, tuberculosis, meningitis, tétanos…

Infecciones Producidas por Hongos

Se instalan sobre la piel, el pelo, las uñas o la mucosa, y todas tienen un tratamiento largo basado en antimicóticos. La candidiasis está producida por la levadura Candida albicans.

Infecciones por Protozoos

Malaria, enfermedad del sueño, tricomoniasis.

Infecciones Víricas

Gripe, viruela, varicela, rabia.

Replicación del ADN

La replicación del ADN es el proceso por el cual a partir de una molécula de ADN progenitora se sintetizan dos moléculas hijas, que son una copia idéntica a la molécula original.

Hipótesis sobre la Replicación del ADN

• Hipótesis conservativa: Considera que, tras la replicación, una de las moléculas contiene las cadenas originales, y la otra, las dos cadenas sintetizadas de nuevo.
• Hipótesis dispersiva: Considera que las dos moléculas resultantes de la replicación son híbridas, es decir, que contendrían fragmentos del ADN original y del ADN recién sintetizado.
• Hipótesis semiconservativa: Fue propuesta por Watson y Crick. Considera que cada cadena de la molécula del ADN progenitora sirve de molde para la síntesis de una nueva cadena.

Replicación en Procariotas

Iniciación

Apertura y desenrollamiento de la doble hélice.

Las Helicasas se encargan de romper los puentes de hidrógeno entre los desoxidorribonucleótidos, abriendo la doble hélice como una cremallera.

Las Girasas y las Topoisomerasas evitan las tensiones producidas por la torsión de las hebras.

Las proteínas SSPB se encargan de unirse a cada hebra de ADN y evitar que ambas se vuelvan a unir.

Elongación

Síntesis de dos nuevas cadenas de ADN.

Terminación

La elongación termina cuando el ADN está totalmente replicado. La ADN polimerasa I eliminará al último cebador y los fragmentos serán unidos por la ADN ligasa. Así se obtienen dos cadenas de ADN idénticas. Existen enzimas correctoras que detectan y corrigen las secuencias erróneas (interviene la ADN-polimerasa II).