TEMA 5: BACTERIOLOGÍA. CARACTERISTICAS. MORFOLOGICAS Y FISIOLÓGICAS DE LAS BACTERIAS

TEMA 5: BACTERIOLOGÍA. CARACTERISTICAS. MORFOLOGICAS Y FISIOLÓGICAS DE
LAS BACTERIAS
1. CATERISTICAS BIOLÓGICAS
• DEFINICIÓN
Las bacterias son microorganismos unicelulares procariotas. Su tamaño varía entre 1 y 10 micras y viven
prácticamente todos los ambientes de la tierra. Las bacterias tienen una estructura menos compleja que la de
las células de los organismos superiores: son células procariotas (su núcleo está formado por un único
cromosoma y carecen de membrana nuclear).
La morfología este determinada genéticamente, aunque en algunas ocasiones puede ser influenciada por el
ambiente (medio de cultivo):
• Cocos: forma esférica u ovalada . Estos a su vez pueden ser:
♦ Diplococos: son dobles, dos cocos.
♦ Estreptococos: cocos en cadena.
♦ Estafilococos: cocos en racimos.
• Bacilos: en forma de bastón. Los bacilos pueden encontrarse aislados, formando parejas o cadenas. En
ocasiones presentan flagelos y esporas.
• Vibrios: en forma de coma.
• Espirilos: en forma de espiral
.
• ESTRUCTURAS
PARED CELULAR: recubre externamente a la bacteria, siendo una barrera rígida que la protege de la
turgencia, esta formada principalmente por un peptidoglicano llamado mureina. Según la estructura de esta
pared, las bacterias se clasifican en Gram − y
Gram +.
• Gram positivas: tienen una pared gruesa, es decir mas capas. Se tiñen con yoduro yodurado. Cogen
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un color violeta.
• Gram negativas: tienen una pared delgada rodeada de una capa externa de lipoproteínas. Se tiñen con
safranina.
MEMBRANA PLÁSMATICA: es más fina que la membrana celular de las células eucariotas, es una capa
selectiva por donde se produce el intercambio de sustancias con el medio externo. Tiene unos pliegues donde
se encuentran los llamados mesosomas, donde se encuentra la cadena transportadora de electrones, enzimas,
ayuda a la separación del ADN en la replicación, ecthace función de los orgánulos de las células eucariotas.
CÁPSULAS O GLICOCALIZ: es una capa externa de polisacáridos, de aspecto viscoso, cuyas funciones son:
• Proteger a la bacterias de la desecación.
• Evita el ataque de los antibióticos.
• Evita la fagocitosis y ayuda a la adhesión.
APÉNDICES:
• Fimbrias: son unos filamentos huecos, cortos y delgados, utilizados para adherirse al medio.
• Pilis: son filamentos huecos y largos, utilizados para el intercambio de ADN en los fenómenos
parasexuales de conjugación.
• Flagelos: apéndices filamentosos largos, utilizados para el desplazamiento.
CITOPLASMA: compuesto principalmente de agua y proteínas, en él se encuentra la región nuclear, que es la
zona donde esta el cromosoma (ADN circular de doble hélice), plásmidos (pequeños trozos de ADN circular
que llevan genes para la formación del pili y genes de transferencia de ADN), ribosomas, inclusiones
citoplasmáticas, etc
• TAMAÑO Y MORFOLOGÍA MACROSCOPICA
Tras el periodo de incubación estimado como el adecuado en el medio de cultivo sólido donde se realiza la
siembra, deberán aparecer pequeñas masas visibles a simple vista que han sido formadas por el crecimiento en
ese punto de una célula bacteriana. La reproducción de esa bacteria forma una colonia.
La morfología de las colonias es característica de cada microorganismos, dependiendo entre otras cosas de su
movilidad, y características del medio en el que se siembra. Es decir una bacteria determinada, siempre que se
siembre en el mismo medio de cultivo y en las mismas condiciones dará lugar al mismo tipo de colonia, por lo
que se utiliza como criterio taxonómico (clasificación)
Tamaño:
• Medianas: 1−2 mm
• Grandes: 4−6 mm
• Extendidas: ocupan todo el medio de cultivo.
• Puntiformes: 0,5 mm
Forma de las colonias (fotocopias):
♦ Forma
♦ Elevación
♦ Borde
Consistencia:
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• Duras
• Viscosas
• Mucosas
• Secas
• Cremosas ....
1.4 AGENTES FÍSICOS Y QUÍMICOS QUE AFECTAN EL CRECIMIENTOS Y DESARROLLO
BACTERIANO
El crecimiento y desarrollo de los microorganismos esta influenciado por las circunstancias físicas y químicas
en las que se encuentra.
1.4.1 AGENTES FÍSICOS
Temperatura: los sistemas enzimáticos de las bacterias tienen una temperatura óptima de funcionamiento, por
debajo y por encima de esta temperatura, siguen viviendo en amplios márgenes, pero no se desarrollan. Según
la temperatura óptima de crecimiento, las bacterias se clasifican en:
♦ Psicrófilas: 0−20ºC
♦ Mesófilas: 20−45ºC
♦ Termófilas: > 45ºC
Acción del calor: PTM (punto térmico mortal), es la temperatura mínima a la que la bacteria se destruye en 10
minutos. TTM (tiempo térmico mortal), es el tiempo necesario para matar las bacterias y sus esporas a
temperatura constante.
Según el tipo de calor utilizado, existen diferentes técnicas de esterilización:
• Calor húmedo:
♦ Ebullición: 100ºC durante 10−30minutos, destruye formas vegetativas pero no las esporas.
♦ Pasteurización: 63ºC durante 30 minutos, no destruye a las bacterias termófilas.
♦ Tindalización: consiste en someter al producto durante tres días consecutivos a un
calentamiento entre 56 y 100ºC durante media hora. En intervalos a temperatura ambiente, las
esporas germinan y las bacterias resultantes de ellos se hacen sensibles al calentamiento
posterior, con lo que se destruye n todas las formas.
♦ Vapor de agua a presión: 121ºC durante 12−20 minutos, destruye tanto a bacterias como a las
esporas.
◊ Calor seco
♦ Flameado: quemado en llama.
♦ Incineración: combustión directa o en horno crematorio.
♦ Calor seco por aire caliente: el horno Pasteur genera corrientes forzadas de aire que son
eficaces para destruir los microorganismos.
Acción del frío: las bacterias son difícilmente destruidas por el frío, se considera que las bajas temperaturas
impiden la multiplicación bacteriana, aunque son un medio de conservación.
Humedad: las bacterias necesitan un grado de humedad adecuado para su desarrollo, lo que esta en relación
con la concentración de sales.
⋅ Medio hipotónico: baja concentración de sales, pasa agua desde le medio al
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interior de la bacteria, pero en general la bacteria no estalla gracias a que la
pared resiste presiones superiores a las que alcanza ene le interior de ellas.
⋅ Medio hipertónico: alta concentración de sales, pasa agua de la bacteria al
medio, de modo que se retrae el citoplasma (plasmolisis) y la bacteria muere
o queda latente.
Radiaciones: las radiaciones UVA alteran las bases nitrogenadas del ADN, matando a las bacterias, y las
radiaciones ionizantes inactivan el genoma.
Sonido: las ondas ultrasónicas se utilizan para romper las bacterias y obtener antigenos, enzimas, ect...
Filtración: consiste en hacer pasar líquidos por un material con poros más pequeños que las bacterias.
1.4.2 AGENTES QUÍMICOS
Se usan desinfectantes y antisépticos; los desinfectantes son aquellas sustancias capaces de destruir en 10−15
minutos los gérmenes depositados en un material inerte o vivo. Los antisépticos son las sustancias que se
oponen a la existencia o desarrollo de gérmenes sobre la piel o mucosas, heridas, abrasiones, etc..
• Inorgánicos: ácidos, bases, algunos metales como: mercurio, cloro, yodo...
• Orgánicos: alcohol etílico, formaldehído, detergentes....
2. FISIOLOGÍA BACTERIANA
Para tipificar las bacterias bioquímicamente, se estudia una serie de características que se comparan con los
caracteres medios de un grupo de microorganismos conocidos, las identificación será mejor cuantos más
caracteres se estudien.
2.1 FUNCIÓN DE RELACIÓN
Las bacterias se relacionan con el medio de dos formas:
• Saprofitas: viven libres en al naturaleza y se nutren de materia inorgánica y orgánica no viva.
• Simbiontes o parásitos: viven en la superficie o dentro de un ser vivo, del que obtienen protección y
las condiciones nutritivas necesarias para su desarrollo y multiplicación.
Presenta diversos grados:
♦ Comensalismo: la asociación es indiferente para el huésped.
♦ Mutualismo: la asociación es beneficiosa para el huésped.
♦ Parasitismo: la asociación es perjudicial para el huésped.
2.2 REQUERIMEINTOS NUTRICIONALES
Las bacterias necesitan para crecer ciertas condiciones físicas y químicas.
◊ Como fuente de energía pueden utilizar la energía radiante de la luz y se designan
como fototrofas, otras requieren la oxidación de compuestos químicos y en este caso
se denominan quimiotrofas
◊ Las bacterias requieren una fuente de carbono. Las bacterias que utilizan como fuente
de carbono dióxido de carbono se denominan autótrofas, las que requieren
compuestos orgánicos se llaman heterótrofas.
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◊ Las bacterias requieren nitrógeno, pueden utilizar nitrógeno atmosférico, nitratos,
nitritos, compuestos nitrogenados...
◊ Otros elementos como azufre, fósforo, vitaminas...
◊ Las bacterias requieren para el crecimiento que todos los nutrientes estén en solución,
por ello necesitan agua.
Medios de cultivo: se define como medio de cultivo, el conjunto de nutrientes con determinadas condiciones
ambientales que permiten que los microorganismos crezcan y se reproduzcan. Aportan la fuente de carbono,
nitrógeno, elementos minerales, factores de crecimiento, agua y pH adecuado.
2.3 CONDICIONES FÍSICAS REQUERIDAS PARA EL CRECIMIENTO
a) Temperatura: según la temperatura óptima de crecimiento las bacterias pueden ser:
• Psicrófilas: 0−20ºC
• Mesófilas: 20−45ºC
• Termófilas: más de 45ºC
b) Según se relación con el oxígeno las bacterias pueden ser:
• Aerobias: son aquellas que requieren oxígeno para crecer.
• Anaerobias: las que crecen en ausencia de oxígeno molecular.
• Anaerobias facultativas: las que crecen en presencia o en ausencia de oxígeno.
c) acidez o alcalinidad: el pH óptimo de la mayoría de las bacterias es de 6,5, a 7,5. los valores extremos de
pH están entre 4 y 9. en los medios de cultivo se utiliza un amortiguador de pH llamado tampón o buffer, que
evitan cambio de pH.
d) La luz es la fuente de energía de las bacterias fototrofas.
e) La presión osmótica: la exposición de la bacteria a altas concentraciones salinas puede producir plasmolisis,
las bacterias que pueden crecer a altas concentraciones salinas se denominan halófilas.
f) Influencia de las radiaciones: la luz y otras radiaciones influyen sobre los cultivos, favoreciendo o
impidiendo el crecimiento. La oscuridad favorece el crecimiento, mientras que los rayos ultravioleta del sol o
de las lámparas de mercurio destruyen los microorganismos, al igual que las radiaciones ionizantes.
2.4 DIVISIÓN Y CRECIMIENTO BACTERIANO
Generalmente las bacterias se reproducen por o fisión binaria transversal.
♦ Duplicación el ADN, la división bacteriana se inicia con al duplicación del ADN,
simultáneamente, a partir de la zona central de la parte bacteriana se forma, septo transverso.
♦ Durante ambos procesos, los mesosomas se complejizan, y cada uno de ellos separa los dos
replicados del cromosoma de forma que se integran en una célula hija.
♦ La separación de las células hijas tiene lugar una vez se ha formado el tabique, por la acción
de diversas enzimas localizadas en la zona próxima al septo, que hidrolizan las uniones en el
tabique que separa las dos células.
Además pueden intercambiar fragmentos de ADN de las siguientes formas:
♦ Transformación: Consiste en el intercambio genético producido cuando una bacteria es
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capaz de captar fragmentos de ADN, de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio
donde vive.
♦ Transducción: En este caso la transferencia de ADN de una bacteria a otra, se realiza a
través de un virus bacteriófago, que se comporta como un vector intermediario entre las dos
bacterias. El fago transporta un trozo de ADN de la bacteria que ha infectado a otra que va a
infectar.
♦ Conjugación: en este proceso, una bacteria donadora, un plásmidio, además del cromosoma
bacteriano, transmite a través de un pili, un fragmento de ADN, a otra bacteria receptora .
Entre las causas inhibidoras de la replicación están las radiaciones UVA, los antibióticos, defectos
nutricionales, estos factores inhiben la formación del septo
Curva del crecimiento bacteriano:
• Fase de latencia: tiempo de adaptación de las bacterias al medio donde se siembran , no se dividen,
solamente crecen.
• fase de desarrollo exponencial: las bacterias se multiplican a velocidad constante, la actividad metabólica es
máxima y es la fase de mayor sensibilidad a agentes físicos y antimicrobianos.
• Fase estacionaria: se van agotando los nutrientes y acumulando productos tóxicos, en la que algunas células
mueren y otras crecen y se reproducen.
• Declinación o muerte: mueren más células que las que producen.
5. TIPICACIÓN BIOQUÍMICA
Los microorganismos más exigente requieren para su crecimiento ciertas sustancias especificas llamadas
factores de crecimiento, entre ellos destacan las vitaminas, aminoácidos y factores de la coagulación.
Cuando sembramos a estos microorganismos en algún medio de cultivo, necesitamos enriquecerlos con estos
factores de crecimiento.
TEMA 6:
METABOLISMO BACTERIANO. PRUEBAS BIOQUÍMICAS.
1. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
Se conoce con el nombre de metabolismo al conjunto de reacciones químicas que tiene lugar en las células
vivas. Estas reacciones químicas necesitan energía que se obtiene de la oxidación de sustancias introducidas
en forma de alimentos.
El metabolismo se divide en tres etapas:
• Catabolismo: se hidrolizan las sustancias nutritivas en compuestos más sencillos produciéndose energía =
ATP
• Anfibolismo: son las reacciones químicas que transforman las sustancias obtenidas del anterior en
compuestos simples según la necesidad de la célula.
• Anabolismo: son las reacciones químicas en las que se combinan moléculas simples para formar moléculas
más complejas, necesitan energía.
− Ruta bioquímica: serie de reacciones biológicas que actúan en los seres vivos. Cada enzima es especifica de
un sustrato.
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• CATABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS (AZÚCARES)
• Glucólisis: Rotura de azúcares, se puede realizar en presencia o ausencia de oxígeno. Este proceso es una
serie de reacciones químicas, cada reacción esta catalizada por una enzima diferente.
• La respiración o de oxidación total del ácido pirúvico hasta CO2 + H2O, se obtienen 38 ATP.
En la respiración hay una serie de pasos:
• Ácido pirúvico, Acetil−coenziam A
• Ciclo de Krebs ! NADH
• El NADH va a la cadena de electrones ! ATP
1. El ácido pirúvico se rompe en dos moléculas: acetil−coenzima A y CO2
2. Ciclo de Krebs: son una serie de reacciones químicas en las que se va liberando ola energía química
almacenada en los enlaces de los compuestos. Se producen reacciones de oxidación−reducción en las que los
derivados del pirúvico se oxidan y las coenzimas se reducen (gana energía). El dióxido producido en el ciclo
de Krebs se elimina como producto de la respiración aerobia. El NADH contiene la energía que se
almacenaba inicialmente en la glucosa.
3. Se encuentran las membranas citoplasmáticas de las células procariotas y en la membrana interna de las
mitocondrias de las células eucariotas. A través del transporte de electrones estos se mueven desde las
coenzimas reducidas hasta moléculas inorgánicas.
En la respiración anaerobia el último es NO3, SO3, SO2
A medida que los electrones son transportados a través de la cadena hay una liberación escalonada de energía
que se va ha utilizar para formar ATP.
C) Fermentación
Fermentación: es un proceso que se inicia a través del ácido pirúvico formado en la glucólisis.
El ácido pirúvico formado en la glucólisis, con o sin oxígeno es una oxidación parcial y se obtienen 2 ATP.
Hay dos tipos de fermentaciones:
• Fermentación láctica: a partir de ácido pirúvico se forma el ácido láctico, la fermentación láctica
supone el paso de ácido pirúvico a ácido láctico, no se obtiene energía, solo se hace para recuperar
NAD
• Fermentación alcohólica: es el ácido pirúvico se obtiene etanol. Este proceso lo realizan muchas
levaduras y bacterias. Las levaduras se proceden etanol en las bebidas alcohólicas o CO2 que se
utiliza para formar el pan.
2. PRUEBAS BIOQUIMICA
Las pruebas bioquímicas se utilizan para distinguir entre las distintas vías energéticas seguidas por los
microorganismos.
• Relación de las bacterias con el oxígeno
Se siembra al microorganismo en un medio sólido que no contenga oxígeno, la siembra se hace en un tubo
largo y estrecho para impedir la entrada de aire y conseguir que la superficie de cultivo que este en contacto
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con el aire se la mínima. Si crecen solo en la parte superior las bacterias son aerobias, si solo crecen en el
interior anaerobias, si crecen en todo el tubo facultativas.
• Prueba oxido−fermentativas de Hugh y Leiffson
• Prueba de la D galactosidasa
Esta prueba se basa en la capacidad que tienen los microorganismos de fermentar la lactosa
Lactosa
glucosa + galactosa
3. METABOLISMO PROTEICO
Los microorganismos además de oxidar glucosa para obtener energía oxidan lípidos y proteínas. Las bacterias
para poder utilizar las proteínas exógenas deben hidrolizarlas romper las moléculas de proteínas de gran
tamaño y dejar libres los péptidos y aminoácidos. Esta hidrólisis de las proteínas la llevan a cabo enzimas
proteoliticas extracelulares, estas enzimas son secretadas por ciertas bacterias y esta capacidad es utilizada
para su tipificación. Las pruebas bioquímicas investigan fundamentalmente la capacidad de un organismo de
hidrolizar las gelatinas.
− Pruebas bioquímicas.
1) Hidrólisis de gelatinas por siembra con picadura. Investigar la capacidad proteolítica de un
microorganismo. Se siembra por picadura un tubo con gelatina nutritiva observando la licuefacción por la
acción de las proteinasas.
2) Pruebas de las descarboxilasas.
Las descarboxilasas son enzimas que actúan sobre el grupo carboxilo, desprendiéndose CO2. Este proceso se
realiza en anaerobiosis. En estas reacciones además de desprenderse gas se alcaliniza el medio porque se
pierde el grupo ácido. Se investiga alcalinización del medio, con esta alcalinización se observa el viraje de
color de un indicador de pH.
TEMA 7: MICOLOGÍA GENERAL
1. INTRODUCCIÓN
Los hongos han sido considerados tradicionalmente pertenecientes al reino de las plantas, pero en la
actualidad se estudian como un reino aparte. Están distribuidos ampliamente en la naturaleza abundando en el
suelo, vegetación, en la materia existente en el agua, y en general, en cualquier ambiente húmedo. Son los
principales descomponedores de la naturaleza y muy utilizados en la industria para obtener ciertos alimentos.
2. CARATERISTICAS DE LOS HONGOS
Son seres vivos eucariotas, heterótrofos, se pueden comportar como saprofitos viviendo a partir de la materia
muerta, son haploides (tiene un sola copia de cada cromosoma). En general, los hongos se encuentran en la
naturaleza formando hifas, que es la parte vegetativa del hongo (hongo pluricelular). El conjunto de las hifas
forman el micelio o también se pueden encontrar en forma de levaduras (unicelulares, célula esférica).
Muchos hongos presentan dimorfismo, es decir, pueden existen en la naturaleza en forma de levadura o de
moho (micelios)
2.1 CRECIMIENTO
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− Hongos pluricelulares: los hongos pluricelulares también llamados mohos, forman estructuras tubulares, las
hifas, que crecen formando un conjunto de ramificaciones entrelazadas llamadas micelios. Dichas hifas crecen
por elongación de sus extremos y producción de ramas laterales. Los micelios pueden ser aéreos si el
crecimiento del hongo es hacia la superficie, además si contiene células reproductoras (esporas) se denomina
micelio reproductor. Si el crecimiento del micelio se realiza havia el interior del medio en busca de nutrientes
se denomina micelio vegetativo. En general los micelios sean del tipo que sean crecen en lugares húmedos.
Las hifas que forman un micelio pueden estar divididas por paredes transversales llamadas septos, aunque en
algunas ocasiones no existe.
− Hongos unicelulares o levaduras: las levaduras son células eucariotas esféricas u ovaladas con un diámetro
3−5 micras. Su reproducción es generalmente por gemación y crecen de forma más lenta que las bacterias
poseen una pared celular rígida que recubre la parte externa de la membrana citoplasmática, esta pared la tiene
todos los hongos.
2.2 METABOLISMO
Los hongos son organismo heterótrofos constituyendo el suelo su habitar natural, la mayoría son aerobios ,
aunque también existen en la naturaleza algunas especies facultativas y otros obtiene su energía de procesos
fermentativos o crecen en medios mínimos donde utilizan el nitrógeno en forma de nitratos. La fuente de
carbono más utilizada es la glucosa.
Su metabolismo suele desarrollarse a una temperatura que oscilan entre 0−60ºC, aunque la temperatura
óptima de crecimiento oscila entre 22−30ºC. Suelen crecer mejor a concentraciones de acidez relativamente
elevadas. Con un pH óptimo entorno a 5,5, necesitan humedad para su desarrollo pudiendo tomar agua tanto
de la atmósfera como del suelo.
Muchos mohos pueden sobrevivir en amientes muy deshidratados formando esporas.
2.3 REPRODUCCIÓN
Los hongos pueden reproducirse por ciclos sexuales y asexuales, la estructura responsable de cada uno de
estos ciclos es la espora y según las características de su formación se habla de reproducción sexual o asexual.
Reproducción asexual: consiste en el crecimiento vegetativo de un micelio produciéndose una división
nuclear sin verdadera división celular, no hay meiosis, las células se dividen por mitosis. Hay tres tipos de
reproducción asexual:
• Esporulación: consiste en la formación de esporas asexuales en unos órganos especializados situados
en la parte apical (en la punta) de las hifas.
Una vez producidas estas esporas germinan cuando encuentran las condiciones adecuadas en el medio dando
lugar a un nuevo micelio.
• Gemación: principal mecanismo de reproducción de las levaduras, consiste en la formación de una
yema en cualquier lugar de la célula madre, el núcleo de la célula madre se divide y uno de esos
núcleos pasa a la célula hija y después ambas células se separan.
• Fragmentación: consiste en fragmentar parte de un micelio e implantarlo en otro lugar, mecanismo
utilizado en el laboratorio pata sembrar hongos.
Reproducción sexual: consiste en la reproducción de esporas previa fusión de dos núcleos haploides
sexualmente compatibles. Un núcleo haploide se una célula donante (macho) penetra en el citoplasma de una
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célula receptora, ambos núcleos se fusionan y forman un cigoto diploide. Este cigoto por meiosis origina 4
núcleos haploides que salen al medio y germinan ( que son las esporas sexuales)
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Plásmido
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