ACUERDO DE CONVIVIENCIA 1. Promover el respeto y tolerancia de la libertad de pensamiento y expresión. 2. Los alumnos y el maestro deberán estar puntuales a la hora de comenzar clase. (10min tolerancia) 3. Sólo se permitirá trabajar en el laboratorio cuando se encuentre su asesor. 4. Llevar a todas las clases el cuadernillo de trabajo. 5. Trabajar con bata blanca de algodón y zapatos serrados. Mujeres con el cabello recogido. 6. Cuando se trabaje con microorganismos debe emplearse guantes de látex y cubre bocas. 7. Se deberán preparar con anticipación si se requiere algún material o equipo de seguridad en el laboratorio. 8. Las superficies de trabajo deben ser descontaminadas antes y después de una sesión de trabajo e inmediatamente después de algún derrame de material contaminante. 9. Deberán lavarse las manos después de manipular cultivos bacterianos, así como al salir del laboratorio. 10. Todos los medios de cultivo inoculados con microorganismos deberán ser esterilizados antes de ser desechados. 11. Los materiales que estén en contacto con microorganismos deberán ser esterilizados por métodos físicos (con calor húmedo) o químicos (por ejemplo, con cloro) antes de ser lavados o desechados en los lugares designados por el asesor. 12. No se permite pipetear ningún líquido con la boca. 13. Está prohibido ingerir alimentos o bebidas dentro del laboratorio. 14. Deberá mantener limpia y ordenada el área de trabajo y el laboratorio. 15. Tomar fotografías únicamente cuando la profesora lo indique. 16. Deberán tomar en cuenta los tiempos y ajustarse a ellos para la entrega de las evidencias de trabajos. Pasado el tiempo, se obtendrá la mitad de la calificación, suponiendo que la actividad esté correcta. 17. En trabajos duplicados o copiados la calificación será 0. 18. Si se sorprende al alumno con un cigarro electrónico se reportará con el prefecto y tendrá “0” en todo el parcial. 19. El material quebrado se deberá reponer en especie o con el valor del equipo o material dañado. 1 Módulo 2 / Submódulo 3 Emplea técnicas de identificacion de microorganismos Proposito del submodulo El propósito del módulo Emplea Técnicas de Identificacion de Microorganismos es que el alumno conozca los aspectos básicos de la microbiología, los aspectos morfológicos de las bacterias, las condiciones adecuadas para su desarrollo y las pruebas bioquímicas que nos permiten la identificación de bacterias de importancia sanitaria, médica e industrial. Además de la forma y los fundamentos para preparar diferentes medios de cultivo, su aplicación dentro de la bacteriología y los métodos esterilización, asepsia y control microbiológico. Este manual tiene el objetivo de ser una guía teórica y metodológica para la realización de actividades y prácticas de laboratorio que permitan al alumno conocer la importancia de preparar y utilizar adecuadamente un medio de cultivo, las técnicas correctas de siembra y los factores para su óptimo desarrollo; así como conocer las técnicas empleadas para aislar microorganismos de fuentes naturales o de muestras clínicas, o evidenciar su capacidad de patogenicidad y virulencia. Competencias profesionales • • • Aplica técnicas de esterilización y desinfección Aplica técnicas de aislamiento de microorganismos Aplica técnicas de identificación de microorganismos 2 TEMARIO CAPITULO I. LA MICROBIOLOGÍA Y SU OBJETO DE ESTUDIO • • • Introducción a la Microbiología Ramas de la Microbiología Historia de la Microbiología CAPITULO II. FUNDAMENTOS DE MICROSCOPIA • • Tipos de microscopios Partes del microscopio CAPITULO III. ESTERILIZACIÓN Y DESINFECCIÓN • • • Métodos físicos Métodos químicos Métodos mecánicos. CAPITULO IV. PREPARACIÓN DE MEDIOS DE CULTIVO • • Clasificación de los medios de cultivo Preparación de medios de cultivo CAPITULO V. CÉLULA PROCARIOTA • • • • Organelos y función Membrana celular Reproducción bacteriana Influencia del medio ambiente CAPITULO VI MÉTODO DE SIEMBRA Y CULTIVO DE MICROORGANISMOS • • • Cultivo en medios solidos Cultivo en medios líquidos Factores de crecimiento bacteriano CAPITULO VII. MORFOLOGÍA MACROSCÓPICA Y MICROSCÓPICA • • • • Observación en cultivos líquidos Morfología colonial y microscópica Preparación de muestras para microscopía óptica Tinciones 3 CAPITULO VIII IDENTIFICACIÓN BIOQUÍMICA • • • Metabolismo microbiano Pruebas bioquímicas Algoritmo de identificación CAPITULO IX PRÁCTICAS DE LABORATORIO • • • • • Practica 1. Microscopia Practica 2. Preparación de medios de cultivo y esterilización de material Practica 3. Siembra, aislamiento e identificación macroscópica Practica 4. Morfología microscópica y tinción gram Practica 5. Identificación bioquímica CAPITULO X LECCIONES CONSTRUYE-T • • • 9.1 Hacer el bien sin mirar a quién 10.1 ¿Apreciar a todos? 12.1 Pensar en grande y decidirnos a actuar 4 Competencia a desarrollar: Aplica técnicas de esterilización y desinfección Actividades Porcentajes 10% • Ramas de la microbiología 5% • Descubrimientos de científicos 5% • Cuestionario de Louis Pasteur 10% • Cuadro comparativo sobre los Métodos de Esterilización 10% • Cuadro sinóptico sobre la NOM087-ECOL-1994 10% • Practica 1 15% • Practica 2 30% • Examen 5% • Lección 9.1 5 Actividad de iniciación Descifra el mensaje que Louis Pasteur compartió en 1892 a la humanidad y comenta de forma grupal tus reflexiones ante estas palabras “N$ $S D*J*ªS C$RR$M+*R +$R %N *SC*+TªCªSM$ *ST*Rª- Y D*+RªM*NT*; N$ $S D*S&L*T*ªS &NT* -& TRªST*Z& D* Cª*RT&S H$R&S Q%* +&S&N S$BR* -&S N&Cª$N*S. VªVªD *N -& S*R*N& +&Z D* -$S -&B$R&T$Rª$S Y D* -&S BªB-ª$T*C&S. +R*G%NT&$S +RªM*R$: ¿Q%* H* H*CH$ +$R ªNSTR%ªRM*? Y D*S+%*S, & M*DªD& Q%* V&Y&ªS +R$GR*S&ND$: ¿Q%* H* H*CH$ +$R Mª +&TRª&? H&ST& Q%* --*G%* *- Dª& *N Q%* +$D&ªS T*N*R -& ªNTªM& S&TªSF&CCªÓN D* +*NS&R *N Q%* H&B*ªS C$NTRªB%ªD$ D* &-G%N& M&N*R& &- +R$GR*S$ Y *- Bª*N*ST&R D* -& H%M&NªD&D” -$%ªS +&ST*%R 1892 Louis Pasteur 1892 El lenguaje es la capacidad que tiene el ser humano para expresarse y comunicarse, a través de diversos sistemas de signos: orales, escritos o gestuales. 6 INTRODUCCIÓN La Microbiología, es una ciencia relativamente nueva con respecto a otras ramas de la Biología. Aunque se pueden encontrar raíces más profundas, la ciencia de la microbiología no se desarrolló realmente hasta el siglo XIX. El estudio de los microorganismos se inició a partir de que Antonie van Leeuwenhoek en 1670 diseñó el microscopio y observó por primera vez a las bacterias mientras analizaba infusiones de pimienta, y que a partir de los estudios de Luis Pasteur en 1876, se logró el mayor desarrollo y reconocimiento de los microorganismos como protagonistas de una gran diversidad de procesos. Aunque durante mucho tiempo estos organismos causaron graves problemas de enfermedades en plantas, animales y humanos también es cierto que desde la antigüedad algunas especies microbianas han sido utilizadas en procesos de producción de alimentos fermentados como quesos, vino, pan y cerveza, entre otros y actualmente se ha reconocido su importancia en diversas áreas de investigación básica, en la industria alimentaria, ambiental y farmacéutica. El objetivo general del submódulo de Técnicas de Identificación de Microorganismos es que el estudiante se inicie en el conocimiento de la biología básica de los microorganismos (beneficiosas y perjudiciales), en sus características morfológicas, fisiológicas, nutricionales y genéticas, proporcionando un panorama global de la importancia de los mismos en la vida del hombre y en las modificaciones que ocurren en la naturaleza en base a sus actividades como saprófitos, parásitos o simbiontes. Asimismo, se pretende que el estudiante adquiera las habilidades necesarias para su manipulación en el laboratorio. 7 CAPITULO I.-LA MICROBIOLGIA Y SU OBJETO DE ESTUDIO La Biología es una ciencia que tiene por objeto el estudio de todos los seres vivos. Debido a su campo de estudio tan extenso, fue dividida en varias ramas para mejorar su área de comprensión. De esta forma, cada rama de la biología se especializa en un tema en específico. La microbiología es una de estas ramas y estudia a todos los organismos que son demasiado pequeños y no pueden ser percibidos a simple vista; a los cuales se les denomina microorganismos. Los microorganismos tienen una extensa distribución taxonómica, incluyen algunos protozoos, algas, hongos, bacterias y virus. Fueron los primeros habitantes de la tierra y siguen siendo las formas de vida predominantes. Miremos donde miremos, habrá millones de microorganismos. Son los seres vivos mejor adaptados a cualquier ambiente y conforme avanzan nuestros conocimientos en biología, química, medicina, genética, ecología, etc. más nos damos cuenta de la enorme relevancia que tienen en todo aquello que nos rodea. ¿Por qué es importante el estudio de la microbiología? La microbiología es considerada una de las disciplinas más importantes en biología, ya que permite identificar y clasificar a microorganismos causantes de enfermedades, descubrir curas o tratamientos de diversas patologías y ubicar algunos microbios con fines industriales. Los microorganismos se encuentran prácticamente en todos los rincones del planeta, beneficiando o perjudicando nuestras vidas, la de las plantas y los animales. Estos seres vivos se encuentran constantemente reciclando nutrientes claves, como el carbono o el nitrógeno, así como degradando materia orgánica y contribuyendo a la configuración de nuestro día a día. Así pues, los microorganismos juegan un papel fundamental en el mundo de diferentes maneras. Primeramente, los microbios mantienen el planeta sano, ya que aseguran un continuo reciclaje de los minerales y nutrientes y, desempeñan a la vez, un papel crucial para el mantenimiento de la atmósfera oxigenada. Por otro lado, los microbios son vitales para la agricultura y los suelos que albergan cultivos y ganado. También, contribuyen a mantener los brotes de ciertas enfermedades infecciosas bajo control. En cuanto a la farmacología, los microbios se utilizan en numerosos productos de gran utilidad, desde antibióticos hasta solventes o conservantes. Finalmente, la microbiología se ha convertido en una herramienta indispensable para la biotecnología y también para la ingeniería genética en las últimas décadas. • Aspectos beneficiosos: ✓ Todas las culturas desarrollaron de modo empírico multitud de bebibas y alimentos derivados de fermentaciones microbianas: vino, cerveza, pan, verduras fermentadas, etc. 8 ✓ Producción de multitud de productos industriales: alcoholes, ácidos orgánicos, antibióticos, enzimas, polímeros, etc. ✓ La ingeniería genética empezó con los microorganismos, que siguen desempeñando un papel fundamental en la nueva generación de medicamentos recombinantes y de terapias novedosas • Aspecto perjudicial: ✓ Las enfermedades microbianas han sido causa de grandes males a nuestra especie. Baste recordar que la peste (muerte negra) causó a mediados del siglo XIV la muerte de la tercera parte de la población europea, y ya en la primera mitad del siglo XV llegó a afectar a más del 75%. ✓ Desde la época del descubrimiento de América, las exploraciones han conllevado el intenso trasiego de agentes patógenos de un lugar a otro. La desaparición de buena parte de la población indígena se debió en buena parte a no tener defensas frente a la viruela europea, pero a su vez los descubridores importaron la sífilis a Europa. ✓ No hace falta resaltar el papel que ha tenido la microbiología médica, desde la época de Pasteur y Koch, en la lucha contra las enfermedades infecciosas (antisepsia, desinfección, esterilización, quimioterapia). Y aunque ahora tengamos nuevos ret os (SIDA, fiebres hemorrágicas, etc.), no cabe duda de que la Microbiología está contribuyendo a no perder esta permanente batalla contra los gérmenes patógenos. ✓ Aparte de todas estas actividades de los microorganismos sobre los humanos, hay que tener en cuenta que existen gérmenes que afectan a animales, plantas, instalaciones industriales, que afectan a alimentos, etc., representando otras tantas áreas de atención para la Microbiología Como el impacto de esta ciencia en nuestras vidas es tan amplio, la microbiología fue dividida en varias ramas las cuales revisaremos a continuación. 9 Actividad 1 Investiga que estudia cada rama de la microbiología y anéxalo en la siguiente tabla. Rama de la microbiología ¿Qué estudia? 10 "No hay campo del batallar humano, sea en la industria o en la agricultura, o en la preparación de alimentos, o en problemas de ropas, o en la conservación de la salud humana o animal y en el combate de enfermedades, donde el microbio no juegue un papel importante y a menudo dominante." S.A. Waksman (1942) 11 HISTORIA DE LA MICROBIOLOGÍA Se sabe que los microorganismos tuvieron su aparición en la tierra hace aproximadamente 4000 millones de años. Sin embargo, la microbiología es una ciencia relativamente joven, pues con la invención del microscopio hace 300 años se observó por primera vez a estos diminutos seres. Tuvieron que pasar 100 años más para reconocer su importancia en el equilibrio del planeta. La existencia de los microorganismos no se conoció hasta la invención del microscopio, siendo el holandés Anton Van Leeuwenhoek quien realizó las primeras observaciones de los microorganismos y los describió en detalle en 1684, a los cuales denominó animáculos. Sin embargo, estas observaciones no condujeron a ninguna investigación acerca de las posibles actividades de los microorganismos, ni como agentes de fermentaciones ni de enfermedades infecciosas ya que el desarrollo de la química y de la medicina era demasiado primitivo. Louis Pasteur (1822-1895) Químico y biólogo francés. Padre de la Microbiología. Logró explicar la acción general de los microorganismos. 1855-1860 Hace diversas investigaciones sobre las fermentaciones (láctica, alcohólica, butírica). 1859-1862 Hace estudios para lograr argumentos en contra de la teoría de la generación espontánea. 1877-1881 Desarrolla una vacuna contra el carbunco. 1880 Hace investigaciones sobre el cólera aviar y descubre la inmunización con cultivos atenuados. 12 1884 Vacuna contra la rabia. Controversia de la Generación Espontánea De acuerdo con la doctrina Aristotélica de la Generación Espontánea, las formas más pequeñas de vida animal se originaron espontáneamente de materia inanimada o de materia orgánica en descomposición. La aparición de bacterias y protozoarios en infusiones de carne o de heno se ofrecía como prueba de esta teoría. Entre los que contrarrestaron esta doctrina tenemos: Francisco Redi (1626-1697) demostró que la generación espontánea no era aplicable a animales, comprobando que los gusanos no se desarrollaban espontáneamente de la carne putrefacta, sino que las moscas depositaban sus huevos sobre ésta. 13 Lazzaro Spallanzani (1729-1799) demostró que calentando las infusiones bajo condiciones controladas se previene la aparición de vida microscópica. Schroeder y von Dusch (1850) introdujeron el uso del tapón de algodón, que se usa todavía para impedir la entrada de microorganismos del aire a fiolas y tubos. Pasteur demostró que el medio hervido podía permanecer libre de microorganismos en balones de cuello de cisne, abiertos al aire a través de un tubo sinuoso horizontal, en el que las partículas de polvo se sedimentan cuando el aire entra al recipiente. J. Tyndall y F.Cohn (1877) independientemente demostraron la existencia de cuerpos bacterianos resistentes al calor (esporas). Teoría Microbiana de las enfermedades G. Fracastorus (1483-1553) sugirió que las enfermedades podían deberse a organismos invisibles transmitidos de una persona a otra. 14 Berkeley (1845) demostró que un moho era el causante del tizón de la papa de Irlanda. I. Semmelweis (1850) y J. Líster (1867) Aportaron cierta evidencia de la importancia de los microorganismos como causante de enfermedades. R. Koch (1843-1910) Médico alemán. Descubrió el agente causal del carbunco, el bacilo causante de la tuberculosis, y el vibrión causante del cólera. Con sus notables trabajos sentó las bases de la teoría microbiana de las enfermedades. Postulados de Koch Son una secuencia definida de pasos experimentales mediante los cuales se demuestra la relación causal entre un microorganismo y una determinada enfermedad. 15 16 17 18 Actividad 2 Con base en las tablas anteriores; realiza una investigación a fondo sobre 3 de los descubrimientos que más te hayan llamado la atención. No olvides colocar el nombre del científico y el año en el que se realizó la investigación. NOMBRE DEL CIENTIFICO AÑO DE APORTACIÓN DECUBRIMIENTO 19 Actividad 3 Realiza una investigación en donde des respuesta a los siguientes cuestionamientos sobre el padre de la microbiología 20 21 CAPÍTULO II. FUNDAMENTOS DE MICROSCOPIA La microbiología es el estudio de los microorganismos y sus actividades, su forma, estructura, reproducción, fisiología, metabolismo e identificación, cómo están distribuidos en la naturaleza, sus relaciones con otros seres, los efectos benéficos o perjudiciales que ejercen sobre los humanos y las alteraciones físicas y químicas que provocan en su medio. La microbiología tuvo comienzo cuando el hombre aprendió a pulir piezas de vidrio y a combinarlas para lograr ampliaciones lo bastante grandes para poder ver los microbios. Anthony van Leeuwenhoek fue el primero en comunicar sus observaciones con descripciones y dibujos precisos, Leeuwenhoek observó entre otras cosas, bacterias y protozoarios en el agua de lluvia, en infusiones diversas y en su sarro dental. Leeuwenhoek registró cuidadosamente sus observaciones en una serie de cartas dirigidas a la British Royay Society, sus cartas fueron leídas con interés por científicos británicos, pero es claro que la importancia y trascendencia de sus descubrimientos no fue debidamente valorada. El estudio microscópico de los microorganismos proporciona datos fundamentales para su identificación, determinar su forma, tamaño, reacción a diferentes colorantes y estructuras celulares; orienta al microbiólogo cuando trata de aislar microorganismos y permite establecer características como la pureza, presencia de contaminantes, variedad o edad de una población, entre otras cosas. Por ello, el microscopio es uno de los instrumentos de mayor importancia en bacteriología, su descubrimiento y desarrollo fueron los acontecimientos más importantes en el florecimiento de la microbiología. 22 LOS MICROOSCOPIOS DE LEEUWENHOKE Estos microscopios tenían poco parecido a los microscopios que hoy conocemos. La lente, casi esférica, estaba montada entre dos pequeñas placas metálicas. La muestra se colocaba en la punta un alfiler romo, unido a la placa posterior y se enfocaba manipulando los tornillos y variaban la posición del alfiler con respecto a la lente. Durante esta operación, el observador mantenía el instrumento con su otra cara muy próxima al ojo, y miraba al soslayo a través de la lente. No era posible cambiar el aumento. A pesar de la sencillez de su construcción, los microscopios de LEEUWENHOKE eran capaces de proporcionar imágenes claras con aumentos que oscilaban, dependiendo de la distancia focal de la lente, desde unas 50 hasta 300 veces. 23 TIPOS DE MICROOSCOPIOS La existencia del mundo microbiano se desconocía hasta la invención de los microscopios, los cuales fueron creados a principios del siglo 17 y abrieron al mundo el estudio de los muy pequeños. EL microscopio es un instrumento óptico que aumenta la imagen de los objetos. La lupa puede considerarse como el microscopio más simple y fue usada inicialmente por algunos investigadores para adquirir los primeros conocimientos del mundo microscópico. El microscopio, al aumentar la imagen de los objetos, nos permite analizar la estructura, forma y tamaño de diferente tipo de muestras. Los microscopios primitivos eran de dos clases; los primeros eran microscopios simples, con una sola lente, de distancia focal muy pequeña y en consecuencia, incapaces de gran aumento. Los segundos microscopios fueron los compuestos, que poseían un sistema de dos lentes, un ocular y un objetivo, lo cual beneficio a obtener un mayor aumento. Todos nuestros microscopios contemporáneos son del tipo compuesto. MICROSCOPIO ÓPTICO DE CAMPO CLARO En la microscopia de campo claro, el campo microscópico o área observada está brillantemente iluminada y los objetos en estudio aparecen más oscuros en el fondo. Un microscopio óptico de fondo claro consiste en un armazón de metal que contiene tres sistemas principales que son: 1. SISTEMA MECÁNICO. Consta de los siguientes elementos: Base, brazo y cuerpo del tubo, los cuales sirven para mantener en posición todos los componentes del microscopio. Tubo intercambiable del microscopio, el cual se encuentra insertado en la parte superior del cuerpo del tubo. Soporta el ocular y permite alinearlo con el objetivo seleccionado para una observación. Platina, en ella se coloca la preparación o portaobjetos de estudio. La platina está equipada con pinzas para sujetar la preparación y dos tornillos para desplazarla, lo cual facilita la localización del objeto y la revisión de la preparación. 24 Revólver, es el disco que soporta a los objetivos y que se gira para colocar el objetivo requerido bajo el tubo. Tornillo macrométrico o de enfoque rápido, permite desplazar el tubo del microscopio acercando el objetivo a la preparación, lo cual permite localizar la imagen y lograra un enfoque aproximado. Tornillo micrométrico o de enfoque fino, éste puede desplazar el tubo en forma más lenta, lo cual permite hacer movimientos finos que se requieren para obtener un enfoque exacto y preciso. 2. SISTEMA DE ILUMINACIÓN. El cual consta a su vez de los siguientes elementos: Interruptor. Fuente de luz, la cual es una lámpara que se encuentra colocada debajo del objeto y emite la luz que pasa por el condensador, para después iluminar la preparación. Para regular la intensidad de la luz algunos microscopios tienen integrado a la lámpara un diafragma, el cual se abre o se cierra de acuerdo a la cantidad de luz que se desee; en otros únicamente se regula el voltaje. Condensador, está interpuesto entre la luz y la muestra. El condensador reciba la luz de la lámpara, rectifica los rayos de luz y los concentra o enfoca en un cono de luz sobre el campo donde se sitúa la muestra, de tal manera que los rayos, después de atravesar la preparación, penetran a la lente del objetivo con el menor ángulo posible. Para ello, el condensador se baja o se sube hasta alcanzar una posición que origine un foco preciso. Diafragma, controla el diámetro del círculo de luz que sale del sistema condensador. Su propósito no es controlar la intensidad de luz que llega al objeto, sino asegurar que la que sale del condensador llene exactamente la lente del objetivo; si el diafragma es demasiado grande, parte de la luz pasará alrededor del objeto y originará brillo, reduciendo la claridad de la imagen. 3. SISTEMA ÓPTICO: Consta de los siguientes elementos: Objetivos, son las lentes que amplifican la imagen del campo microscópico y por lo tanto, del objeto en estudio. La mayoría de los microscopios tienen tres objetivos que proporcionan diferentes aumentos, el coeficiente de aumento está indicado para cada lente objetivo por un número grabado en su tubo, por ejemplo, 10X, que indica que su poder de aumento es de 10 veces o 10diámetros. Los objetivos más comunes son: 5X o lupa; objetivo 10X o seco débil, la cual abarca un campo microscópico con una superficie mayor y se utiliza para localizar los objetos de interés y para seleccionar el espécimen a observar; objetivo 40X o seco fuerte, el cual permite la visualización detallada de microorganismos grandes, como algas, protozoarios y hongos; y el objetivo de 100X o de inmersión, que se utiliza para observar bacterias o microorganismos eucariotes pequeños. Ocular, esta lente amplifica aún más la imagen procedente del objetivo y permite que el ojo la perciba. El ocular se encuentra insertado en el tubo intercambiable. Los 25 coeficientes de aumento de los oculares y de los objetivos permiten calcular el aumento total o capacidad amplificadora de un microscopio, que es igual al producto de los coeficientes de aumento del ocular y del objetivo que se utilizan; por ejemplo: en un microscopio con un ocular de 10X y los objetivos de 10X, 40X y 100X, la imagen se amplifica 100, 400 y 1000 veces respectivamente 26 MICROSCOPIO ULTRAVIOLETA ÓPTICO DE LUZ El microscopio de luz ultravioleta permite un mayor poder de resolución con útiles y mayores ampliaciones que las obtenidas con el microscopio de luz ordinario, ya que la luz ultravioleta tiene una longitud de onda más corta (180-400 nm frente a 400-700 nm) que la luz visible, su aplicación principal es la diferenciación de componentes celulares sobre la base de una mayor o menor facultad de absorber la luz ultravioleta. MICROSCOPIO ÓPTICO DE FLUORESCENCIA Algunas sustancias químicas absorben la energía de las ondas ultravioletas y la emiten como ondas visibles de mayor longitud. Así, un material aparece con un color a la luz ordinaria y con otro del todo distinto con luz ultravioleta, a estos materiales se les llama fluorescentes y al fenómeno fluorescencia. Los microorganismos que se tiñen con un colorante fluorescente aparecen como objetos luminosos cuando se observan al microscopio con luz ultravioleta. Los colorantes fluorescentes tienen varias aplicaciones en microbiología, entre ellas, una de las más notables ha sido detectar las reacciones inmunológicas, es decir, reacciones de anticuerpos con antígenos. MICROSCOPIO ELECTRÓNICO El microscopio electrónico utiliza ondas de electrones y campos magnéticos para producir la imagen, se utiliza principalmente para el examen de virus y de la ultraestructura de las células microbianas. La resolución superior de la microscopia electrónica se debe al hecho de que los electrones tienen una longitud de onda mucho más corta que los fotones de la luz blanca. 27 CAPÍTULO III. ESTERILIZACIÓN y DESINFECCION Los microorganismos se encuentran en la naturaleza, como todos los seres vivos, inmersos en un medio ambiente. El estado fisiológico y capacidad de desarrollo microbiano dependen de la actividad metabólica, dirigida por numerosas enzimas y proteínas celulares codificadas por el material genético, y por otra parte, condicionados por el medio ambiente. Los microorganismos se encuentran bajo la influencia de factores físicos y químicos, los cuales ejercen en su crecimiento y desarrollo un efecto decisivo, favorable o desfavorable. En la práctica médicoquirúrgica de las enfermedades transmisibles, en el trabajo del laboratorio microbiológico y en la higiene y saneamiento de locales, personas, animales y alimentos se destaca el rol de todo procedimiento, técnica o producto que suprima o disminuya la viabilidad de los microorganismos patógenos. Los principios que rigen los mecanismos de acción de los agentes físicos, químicos o mecánicos son herramientas utilizadas en el control del crecimiento microbiano y sirven de base a las prácticas de esterilización, desinfección, antisepsia y sanitización. 28 La destrucción o inhibición del crecimiento microbiano por parte de un agente antimicrobiano es afectada por diversos factores: Para microorganismos, el único criterio válido de muerte es la pérdida irreversible de la capacidad para reproducirse. El mecanismo de los procesos de “muerte” difiere de acuerdo al método empleado, alcanzando el mismo efecto: proteínas o macromoléculas esenciales de la célula son inactivadas interfiriendo con el ciclo metabólico celular y bloqueando su capacidad de desarrollo y reproducción. 29 ESTERILIZACIÓN Dentro del concepto de esterilización, se analizarán cuáles son los diferentes métodos de esterilización que se pueden aplicar y cuáles son sus utilidades prácticas. Existen diferentes métodos: TEMPERATURA El calor es el agente letal más ampliamente utilizado en la esterilización. Su acción esterilizante depende de su naturaleza, intensidad y tiempo de aplicación; del grado de humedad y del pH del medio y de la susceptibilidad diferencial a la temperatura, de cada microorganismo en particular. Calor húmedo El calor húmedo requiere menos tiempo como agente esterilizante con respecto al calor seco debido a que el agua es un buen conductor del calor, de esta manera el calor penetra mejor y se distribuye más uniformemente. La esterilización confiable con calor húmedo requiere temperaturas superiores a la de la ebullición del agua. Estas temperaturas elevadas se alcanzan con más frecuencia mediante vapor de agua saturado a presión y su aplicación requiere de un aparato llamado AUTOCLAVE 30 31 Calor seco El calor seco requiere mayor duración e intensidad, con respecto al calor húmedo, cuando es empleado como agente esterilizante, porque la conducción del calor es menor en el aire que en el vapor. Además, en ausencia de agua, la estructura nativa de una proteína está estabilizada por puentes hidrógeno y enlaces disulfuro. En este estado, la resistencia al calor de las células bacterianas y de las endosporas en estado de desecación es mayor. El calor seco destruye los microorganismos por oxidación de sus constituyentes intracelulares. Entre los métodos descriptos y para poder aprovechar el poder esterilizante del aire caliente es necesario el empleo de ciertos aparatos conocidos con el nombre de ESTUFAS. 32 Una estufa de esterilización consta de una cabina metálica de doble pared, con resistencia eléctrica; un termostato, un termómetro y estantes para colocar el material a esterilizar. El aire caliente circula por el espacio existente entre la doble pared transmitiendo el calor a los objetos que se encuentran en los estantes de la estufa. Generalmente, el tiempo y la temperatura del tratamiento para lograr una correcta esterilización es: 180 – 160º C durante 1 h – 1 ½ h, respectivamente. Los tiempos y la temperatura pueden variar según las condiciones de trabajo, tales como cantidad y calidad del material. RADIACIONES Se puede definir radiación como la propagación de energía por el espacio. Los principales tipos de radiaciones que pueden tener efectos sobre los seres vivos son: 33 A medida que disminuye la longitud de onda, aumenta la energía de la radiación y causa alteraciones (ruptura, ionización) de las macromoléculas celulares (ADN y proteínas). Los efectos de las radiaciones ionizantes son letales, tanto directos como indirectos, así como mutagénicos. Los efectos letales directos se logran a altas dosis de radiación, mientras que los letales indirectos y mutagénicos se consiguen a menores dosis. MÉTODOS MECÁNICOS Filtración La filtración se usa para remover los microorganismos de soluciones termolábiles que obviamente no pueden ser esterilizadas por calor. Los compuestos sensibles al calor tales como: suero de animales, soluciones de enzimas, algunas vitaminas y antibióticos, son filtrados antes de ser adicionados a un medio de cultivo. En la filtración se usan membranas capaces de retener microorganismos por el pequeño tamaño de los poros del filtro y en parte por la adsorción a las paredes del poro debido a la carga eléctrica del mismo y de los microorganismos. En la práctica se utilizan principalmente dos tipos de filtros: Filtros de membrana: son discos de acetato de celulosa (discos Millipore), nitrato de celulosa, policarbonato, poliéster o polipropileno con poros de tamaño uniforme que varían de 0,05 a 1 m. En la actualidad los de mayor utilidad son los de poros 0,45 m (clarificantes) y 0,2 m (esterilizantes), ambos son descartables. La filtración se realiza por aplicación de presión positiva o negativa. Una vez armado el equipo de filtración 34 (Figura 3.2.A), se envuelve en papel metalizado y papel blanco y se esteriliza en autoclave a 3/4 atm, durante 30 min. Se debe procurar el enfriamiento del filtro antes de ser retirado del autoclave para evitar su ruptura. Filtros HEPA (High Efficiency Particulate Air): están compuestos por pliegues de acetato de celulosa que retienen las partículas (incluidos los microorganismos) del aire que sale de la cabina de seguridad biológica (Figura 3.2.B). Son de gran utilidad en unidades de aislamiento (sala de prematuros, quemados, pacientes bajo tratamiento inmunosupresor) que requieren de aire purificado. MÉTODOS QUÍMICOS Agentes alquilantes El requisito esencial para un agente químico esterilizante es que sea tóxico para los microorganismos, así como volátil de manera que pueda ser fácilmente eliminado del objeto esterilizado luego del tratamiento. Normalmente se usa el formaldehído y el óxido de etileno, los cuales sustituyen los átomos lábiles de hidrógeno de los grupos -NH2 (amino) y -OH (oxidrilo), presentes en proteínas y ácidos nucleicos y también de los grupos -COOH (carboxilo) y -SH (sulfhidrilo) de proteínas por grupos alquilos (reacción de alquilación). 35 Actividad 4 Realiza la siguiente tabla comparativa sobre los distintos métodos de esterilización Método Ebullición Características Pasteurización Autoclave de vapor Horno Pasteur Flameado 36 Por radiación UV Incineración Por filtración Tindalización Radiación ionizante 37 Actividad 5 Presta atención a la presentación de power point que te compartirá tu docente sobre la NOM-087-ECOL-1995, Que establece los requisitos para la separación, envasado, almacenamiento, recolección, transporte, tratamiento y disposición final de los residuos peligrosos biológico-infecciosos que se generan en establecimientos que presten atención médica y realiza un cuadro sinóptico donde incluyas la clasificación de los RPBI y su correcto manejo. 38 CAPÍTULO IV. PREPARACIÓN DE MEDIOS DE CULTIVO MEDIO DE CULTIVO Es un complejo de sustancias que aportan nutrientes en concentraciones óptimas que permiten un buen desarrollo de los microorganismos. Diseño de los medios de cultivo La composición química de las células refleja cuáles son los principales materiales requeridos para el crecimiento. El agua representa entre el 80 y 90 % del peso total y es, así, el principal nutriente. La materia sólida de las células contiene hidrógeno y oxígeno (proveniente del agua), carbono, nitrógeno, fósforo y azufre. Estos seis elementos se conocen como macronutrientes ya que se requieren en altas concentraciones (en g/litro) y bajo una forma orgánica o inorgánica, según el microorganismo. Los elementos como el potasio, magnesio, calcio y hierro, deben proporcionarse en cantidades de mg/litro e incluirse como sales. 39 Los medios de cultivos se clasifican en: 40 Las posibles fuentes de error en la preparación de medios de cultivo son: • • • • • • • • Selección inadecuada del medio de cultivo o uso inapropiado. Adición de un volumen incorrecto de agua o utilización de agua corriente con impurezas. Adición de menor cantidad de agar al medio, lo cual se manifiesta por la no solidificación correcta del mismo. Utilización de balanzas inadecuadas cuyo margen de error altera la composición del medio. Distribución errónea del volumen del medio que puede resultar inapropiado para su utilización. Disolución insuficiente del agar. La esterilización a temperaturas elevadas y/o durante períodos de tiempo largos, puede ocasionar el deterioro de algunos constituyentes. Los residuos adheridos al vidrio pueden inhibir algunos microorganismos exigentes particularmente a los virus. 41 Competencia a desarrollar: Aplica técnicas de aislamiento de microorganismos Actividades Porcentajes 5% • Identificación de organelos celulares 10% • Tabla de funciones de los organelos celulares 5% • Tabla de movimientos de los fosfolípidos 15% • Mapa mental de los aspectos físicos que intervienen en el crecimiento bacteriano 20% • Practica 3 40% • Examen 5% • Lección 10.1 42 CAPITULO V. CELULA PROCARIOTA Las células son bioquímica, estructural y funcionalmente muy complejas; se clasifican en procariotas y eucariotas. El término procariota significa “antes del núcleo”. Todos los seres vivos están formados de uno de estos dos tipos de células. Las células procariontes constan de un único compartimiento cerrado rodeado por la membrana plasmática, carecen de un núcleo definido y tienen una organización interna bastante sencilla, comparada con la organización de las células eucariontes. Todos los organismos procariontes pertenecen al reino monera. Las células procariotas son aquellas que no tienen núcleo diferenciado, de manera que su ADN se encuentra localizado en el citoplasma pero no encerrado en una cubierta membranosa como ocurre con las células eucariotas. Además contienen membrana celular, pared celular, citoplasma y ribosomas. Prácticamente todas las células procariotas son organismos unicelulares. Aunque las células procariotas no tienen compartimientos rodeados por membrana, muchas proteínas están localizadas en el interior acuoso o citosol, lo que indica que presentan una organización interna. Una sola bacteria de Escherichia coli tiene un peso seco de 25 X 10-14 gramos. Se estima que 1 - 1,5 kilogramos del peso promedio de un ser humano se debe a las bacterias, sobre todo a las que forman la flora normal en el intestino grueso. Se han encontrado células procariontes a 11 kilómetros de profundidad en el océano y a 65 kilómetros por encima en la atmósfera; como se ve, son bastante adaptables. Tipos de células procariotas: Arqueas: Microorganismos unicelulares muy primitivos. La diferencia a nivel molecular entre arquea y bacteria es muy elevada, por ello se clasifican en grupos distintos. Bacterias: Organismos evolucionados. microscópicos más 43 Actividad 6 Investiga el nombre de cada uno de los organelos de la célula procariota e identifícalos en la siguiente imagen 44 Actividad 7. Investiga la función de cada uno de los organelos de la célula procariota Organelo Función Cuerpo de Inclusión Mesosoma Ribosoma Nucleoide Membrana Plasmática Pared Celular Capsula Flagelo Fimbria Pilis 45 MEMBRANA PLASMATICA La membrana plasmática delimita el territorio de la célula y controla su contenido químico, es decir, la célula está rodeada por una membrana que representa el límite entre el medio extracelular y el intracelular; a través de ella se transmiten mensajes que permiten a las células realizar numerosas funciones. La membrana plasmática es tan delgada que no se puede percibir con el microscopio óptico. Con el microscopio electrónico se visualiza como una línea de alrededor de 8 nanómetros (nm) compuesta de dos capas densas de unos 2.5 nm de espesor, separadas por una capa más clara de alrededor de 3 nm de ancho. Las funciones de la membrana plasmática son: • • • • Regula el paso de sustancias hacia el interior de la célula y viceversa. Permite el paso de ciertas sustancias e impide el paso de otras, actuando como barrera con permeabilidad selectiva. Es una estructura continua que rodea a la célula. Por un lado, está en contacto con el citoplasma (medio interno) y por el otro, con el medio extracelular que representa el medio externo. Contiene receptores específicos que permiten a la célula interaccionar con mensajeros químicos y emitir la respuesta adecuada y, por consiguiente, proporciona el medio apropiado para el funcionamiento de las proteínas de membrana. Aísla y protege a la célula del ambiente externo, confiriéndole su individualidad, al separarla del medio externo 46 ¿QUÉ SON LOS FOSFOLÍPIDOS? Los fosfolípidos son los principales componentes estructurales de la membrana plasmática. Estas moléculas son anfipáticas, esto significa que poseen un extremo hidrofílico muy polar (la cabeza) y un extremo hidrofóbico no polar, constituido por dos largas cadenas de ácidos grasos (la cola). Los extremos no polares, con fobia al agua, forman el interior hidrofóbico de la membrana, mientras que los extremos muy polares se orientan hacia la superficie donde hay agua, que también es polar. Los fosfolípidos se encuentran acomodados en dos capas y se le conoce como doble capa fosfolipídica o bicapa lipídica la cual es fluida, es decir, tiene características de líquido por lo que se encuentran en constante movimiento, donde intercambian sus lugares con las moléculas vecinas. La membrana plasmática no es una estructura estática; sus componentes tienen movimiento, lo que le proporciona fluidez. Actividad 8 Investiga cuales son los 4 tipos de movimientos de los fosfolípidos en la membrana celular y en que consiste cada uno Movimiento ¿En qué consiste? 47 REPRODUCCIÓN BACTERIANA Como la mayoría de los seres vivos, los procariotas pueden reproducirse mediante métodos asexuales o sistemas parasexuales. Reproducción asexual. La reproducción asexual es el sistema más primitivo de reproducción, el primero en aparecer en el curso evolutivo y por lo tanto el más extendido. Consideramos éste un sistema asexual pues, a partir de una sola célula original se originan dos individuos genéticamente idénticos entre si, es decir clones. La ventaja del primer sistema, reproducción asexual es su rapidez: si una bacteria está viviendo en un ambiente adecuado puede dividirse en unos veinte minutos y generar grandes poblaciones. El método más habitual es la bipartición o fisión binaria en la que, a partir de una célula original, resultan dos células hijas aproximadamente iguales en tamaño y con la misma dotación genética: una copia de la molécula de ADN circular propia de la célula “madre” en cada una de ellas. Reproducción sexual. Las bacterias, en sentido estricto, no poseen mecanismos de reproducción sexual. No se forman gametos, ni estos se fusionan en un zigoto. Sin embargo, si que tienen mecanismos de intercambio de genes que conllevan la aparición de bacterias “hijas” con características diferentes a las originales, lo que es una de las principales consecuencias de los procesos sexuales. 48 INCLUENCIA DEL MEDIO AMBIENTE SOBRE LOS MMICROORGANISMOS El entendimiento de la influencia medioambiental sobre los microorganismos permite explicar su distribución ecológica y a diseñar métodos para su control y/o destrucción. No todos los organismos responden igualmente a un factor ambiental determinado. De hecho, una condición ambiental puede ser dañina para un organismo y beneficiosa para otro. Los factores físicos que influyen sobre el crecimiento de los microorganismos son: temperatura, pH, oxígeno, disponibilidad de agua, presión osmótica y radiaciones. Temperatura La temperatura es uno de los factores ambientales más importantes que influyen en la proliferación y sobrevida de los organismos. Los microorganismos son particularmente susceptibles debido a que son usualmente unicelulares y “poikilotérmicos”, es decir que su temperatura varía de acuerdo a la del medioambiente externo. Ciertas bacterias pueden desarrollarse a temperaturas extremas que impedirían la supervivencia de casi todos los organismos eucariotas. La dependencia de la temperatura de un microorganismo se caracteriza por sus temperaturas cardinales (temperaturas de crecimiento mínima, óptima y máxima). Al sobrepasar la temperatura máxima se produce la desnaturalización irreversible de las proteínas estructurales y enzimáticas. Por debajo de la temperatura mínima los microorganismos detienen su crecimiento pero mantienen su viabilidad. Estas características del crecimiento tienen importantes aplicaciones prácticas. Las temperaturas por encima de la máxima son utilizadas para eliminar microorganismos mediante los procedimientos de esterilización por calor, mientras que la congelación es usada para la conservación de cultivos, sangre, plasma, alimentos, cepas bacterianas. La temperatura óptima permite, entre otros factores, la máxima velocidad de desarrollo microbiano. De acuerdo a sus temperaturas cardinales, los microorganismos pueden ser clasificados en cinco categorías. Los límites y las temperaturas máximas que definen a las bacterias en estos cinco grupos no están bien definidos, dado que existen variaciones para cada especie en particular. 49 Acidez y alcalinidad (pH) La concentración de iones positivos juega un rol decisivo en la colonización de sustratos de diferentes ambientes. La mayoría de los entornos naturales poseen valores de pH entre 5 y 9, evidentemente el mayor número de poblaciones microbianas desarrollarán dentro de estos límites. En general, las bacterias desarrollan a pH neutro (7,2 - 7,6), cuando el pH disminuye por debajo de 5, el crecimiento bacteriano es progresivamente menor. Respecto del margen normal de pH a los que crecen los microorganismos, se clasifican en: 50 El desarrollo de una población microbiana puede ser inhibido por: − el descenso de pH debido a la producción de ácidos orgánicos a partir de la fermentación de los azúcares. − el ascenso de pH resultante de la utilización de componentes aniónicos o la descomposición de proteínas y aminoácidos. Oxígeno El comportamiento de cada microorganismo frente al oxígeno está dado por la presencia o no de una o más enzimas, tales como: catalasa, peroxidasa, superóxido dismutasa (SOD), encargadas de destruir los derivados tóxicos del oxígeno: peróxido (H2O2), anión peróxido (O2-2), oxígeno singlete (1O2), radicales libres superóxido (O2) y radical hidroxilo (OH- ). Esto determina la concentración gaseosa que debe suministrarse durante el crecimiento microbiano. Los microorganismos pueden clasificar en: 51 52 Actividad 9 Realiza un mapa mental con los 3 principales factores físicos que influyen sobre el crecimiento de los microorganismos (Temperatura, acidez y alcalinidad, oxigeno) 53 CAPITULO VI. MÉTODOS DE SIEMBRA Y CULTIVO DE MICROORGANISMOS. La técnica más usada en el laboratorio de microbiología es probablemente la transferencia de microorganismos de un ambiente a otro con el propósito de cultivarlos. Una vez que el medio de cultivo está debidamente preparado se procede a inocular la muestra deseada. Si se desea aislar o separar los diferentes tipos microbianos que se encuentran en una muestra (agua, materias primas, alimentos, etc.) se pueden utilizar distintas técnicas de siembra. Sembrar o inocular es introducir artificialmente una porción de la muestra (inóculo) en un medio de cultivo adecuado con el fin de iniciar un cultivo microbiano; y se realizan diferentes metodologías de acuerdo al fin que se persiga. Luego de sembrado, el medio de cultivo se incuba a una temperatura adecuada para el crecimiento. Dependiendo del estado físico del medio de cultivo (líquido, sólido o semisólido) la siembra se puede realizar con: ansa en anillo, ansa en punta, varilla de vidrio (espátula de Drigalsky), hisopo o pipeta estéril. El ansa de siembra consta de un filamento de platino, que puede ser recto o en anillo. Para facilitar el manejo, este filamento está sujeto a un mango aislante. Antes de poner en contacto el ansa de siembra con los microorganismos. Esta debe ser esterilizada para evitar contaminaciones; para ello se la incinera a la llama del mechero Bunsen, hasta que todo el filamento esté incandescente. Se deja enfriar el ansa cerca de la llama y luego, se la introduce en el recipiente (tubo, placa, frasco Erlenmeyer, etc.) que contenga el cultivo microbiano o la muestra que se quiere trasladar. 54 55 CULTIVOS EN MEDIOS SÓLIDOS Siembra en picadura o punción Se introduce el ansa en punta con el inóculo en un tubo conteniendo agar en columna, sin tocar las paredes del tubo y en forma paralela asegurándose que el inóculo quede distribuido a lo largo de toda la punción. Se retira el ansa y se quema. Esta técnica permite conocer el comportamiento de los microorganismos frente al oxígeno y su movilidad Siembra en estrías Se toma el material con ansa en anillo y se siembra en estrías en un tubo que contiene agar pico de flauta o agar inclinado, respetando las indicaciones señaladas anteriormente. Esta técnica constituye un medio adecuado para el cultivo de microorganismos aerobios y aerobios facultativos. Siembra por agotamiento en estrías Con el ansa en anillo cargada de material se realiza una serie de estrías paralelas no superpuestas, sobre una tercera parte de la superficie de la placa de Petri conteniendo el medio de cultivo. Se esteriliza el ansa y se efectúan una serie de estrías en dirección perpendicular a la anterior, comenzando en la zona donde termina la última estría. Este procedimiento se repite varias veces. El esterilizar el ansa de siembra disminuye la cantidad de microorganismos que se extiende en una superficie determinada. Una vez inoculadas las placas se incuban en estufa durante 24 – 48 h, a la temperatura adecuada según el microorganismo a cultivar. Utilizando esta metodología de siembra se obtienen colonias aisladas en las últimas estrías, separadas unas de otras, permitiendo a partir de las mismas la obtención de cultivos puros mediante resiembra en otro medio de cultivo. 56 Siembra con espátula de Drigalsky Se pipetea un volumen de inóculo (generalmente 0,1 ml) y se deposita sobre la superficie de la placa de Petri que contiene el medio de cultivo solidificado. Con una espátula de Drigalsky estéril (previamente embebida en alcohol, flameada y enfriada) se disemina la muestra por toda la superficie, efectuando movimientos de rotación hasta su completa absorción. Esta técnica permite sembrar inóculos sobre superficies grandes, para obtener un crecimiento confluente que nos permite estudiar el efecto de antimicrobianos (antibióticos, antisépticos, desinfectantes, etc.). También se utiliza para realizar recuento de colonias; para cumplir con este último objetivo, previamente se deben realizar diluciones seriadas de la muestra 57 Siembra en placa vertida Se lleva un volumen de inóculo (generalmente 1 ml) a un tubo que contiene agar fundido y se vierte el contenido en una placa de Petri vacía y estéril. Se homogeneiza el contenido de la placa efectuando movimientos rotatorios en ambas direcciones para distribuir su contenido y se deja solidificar. Una vez incubada a la temperatura adecuada, se observarán colonias en profundidad (inmersas en el medio) y en la superficie. Esta técnica permite el desarrollo de microorganismos aerobios, aerobios facultativos y microaerófilos. CULTIVOS EN MEDIOS LÍQUIDOS Se lleva el material con ansa en anillo o pipeta a un recipiente (frasco Erlenmeyer o tubo) conteniendo el medio de cultivo líquido. Generalmente este tipo de siembra se utiliza para aumentar el número de microorganismos. 58 FASES DEL CRECIMIENTO BACTERIANO El crecimiento bacteriano en un cultivo se da cuatro fases diferentes: fase de adaptación (A), fase exponencial (B), fase estacionaria (C), y fase de declive (D).3 4 A. Durante la fase de adaptación, las bacterias se adaptan a las condiciones de crecimiento. Es el período en el que las bacterias individuales están madurando y no tienen aún la posibilidad de dividirse. Durante la fase de adaptación del ciclo de crecimiento de las bacterias, se produce la síntesis de ARN, enzimas y otras moléculas. Así que en esta fase los microorganismos no están latentes. B. La fase exponencial (a veces llamada fase logarítmica) es un período caracterizado por la duplicación celular. El número de nuevas bacterias que aparecen por unidad de tiempo es proporcional a la población actual. Si el crecimiento no se limita, la duplicación continuará a un ritmo constante, por lo tanto el número de células y la tasa de crecimiento de la población se duplica con cada período de tiempo consecutivo. Para este tipo de crecimiento exponencial, representando el logaritmo natural del número de células frente al tiempo se obtiene una línea recta. La pendiente de esta línea es la tasa de crecimiento específica del organismo, que es una medida del número de divisiones por célula y por unidad de tiempo. La tasa real de este crecimiento (es decir, la pendiente de la recta en la figura) depende de las condiciones de crecimiento, que afecta a la frecuencia de los eventos de división celular y a la probabilidad de que ambas células hijas sobrevivan. Bajo condiciones controladas, las cianobacterias pueden duplicar su población cuatro veces al día.6 El crecimiento exponencial no puede continuar indefinidamente, sin embargo, porque el medio llega pronto al agotamiento de nutrientes mientras se acumulan los desechos. C. Durante la fase estacionaria, la tasa de crecimiento disminuye como consecuencia del agotamiento de nutrientes y la acumulación de productos tóxicos. Esta fase se alcanza cuando las bacterias empiezan a agotar los recursos que están disponibles para ellas. Esta fase se caracteriza por un valor constante del número de bacterias a medida que la tasa de crecimiento de las bacterias se iguala con la tasa de muerte bacteriana. D. En la fase de declive o muerte, las bacterias se quedan sin nutrientes y mueren. 59 Competencia a desarrollar: Aplica técnicas de identificación de microorganismos • • • • • • Actividades Cuadro comparativo sobre las pruebas bioquímicas Tabla de identificación de microorganismos Practica 4 Practica 5 Examen Lección 12.1 Porcentajes 15% 10% 20% 20% 30% 5% 60 CAPITULO VII.MORFOLOGIA MACROSCOPICA Y MICROSCOPICA DE LAS BACTERIAS Todos los medios de cultivo, una vez sembrados, se dejan incubar durante un cierto plazo y a una temperatura conveniente, luego de lo cual es necesario observar y anotar los cambios sufridos en los distintos medios de cultivo empleados. OBSERVACIÓN EN MEDIOS DE CULTIVO LÍQUIDOS 1. Enturbiamiento en toda la masa del cultivo. 2. Desarrollo formando grumos que se depositan en el fondo del tubo dejando el resto del líquido transparente. 3. Desarrollo en la superficie formando un velo o película. 4. Puede observarse aparición de color en el medio de cultivo debido a la síntesis de pigmentos difusibles. OBSERVACIÓN EN MEDIOS DE CULTIVO SÓLIDOS Es muy importante el estudio macroscópico de la colonia cuando se cultiva a la bacteria en la superficie de un medio sólido; de la multiplicación de cada germen se origina una colonia formando una masa de millones de gérmenes observables a simple vista. La morfología de la colonia deriva de cada célula, pero es una característica de la masa celular. Las características que se observan y se analizan de cada colonia son: I. II. Tamaño: uniforme para cada especie o tipo, las dimensiones varían desde muy pequeñas o apenas visibles, hasta unos centímetros de diámetro. Forma: depende del borde y pueden ser: Circular, filamentosa, irregular, rizoide y puntiforme 61 III. IV. V. VI. VII. VIII. Bordeo margen: El borde puede ser liso, entero, ondulado, lobulado, filamentoso o rizado Elevación, pueden ser elevadas, convexas, cónicas, crateriformes. planas, embonada Consistencia: blanda, seca o viscosa. Color: amplia gama de colores Olor: Algunas cepas desarrollan olores característicos que sirven para orientar su identificación Hemolisis: Característica que se observa en medios de cultivo con sangre donde se forman halos alrededor de la colonia 62 MORFOLOGÍA MICROSCÓPICA DE LAS BACTERIAS El tamaño de las bacterias oscila entre las 0.5 y 3 µm, pudiendo llegar en algunos tipos a 10 µm. Las bacterias de interés médico tienen un tamaño entre 0.4 y 2 µm. Solo son visibles al microscopio óptico o microscopio electrónico. Para observarlas con el microscopio óptico se usa el objetivo de inmersión (100X), sumergiendo esta lente en una gota de aceite (aceite de inmersión) en el preparado a observar. A modo comparativo, una célula eucariota mide más de 5 µm (un eritrocito tiene un diámetro de 7µm), mientras que un reovirus mide menos de 0.1µm. La forma de las bacterias al microscopio está determinada por la rigidez de su pared celular. Básicamente, se diferencian según su forma en cocos, bacilos, espirilos y comas. Las bacterias pueden mantenerse unidas unas con otras después de la división celular, pero conservando siempre la independencia celular. Podemos encontrar entonces cocos en cadena, en tétradas o en racimos. Los bacilos pueden ser muy cortos o muy largos. Sus extremos pueden ser redondeados o rectos; pueden estar aislados, en cadenas, en filamentos o formando letras chinas. La morfología bacteriana debe ser observada con el microscopio óptico o el microscopio electrónico. Cocos: Son de forma redondeados, tienen poca relación con el exterior, viven en medios ricos en nutrientes, se transmiten por el aire, resistentes y son muy patógenos. En grupo de a dos son: diplococos, Cuando forman cadenas: estreptococos, En grupos: estafilococos, masas cúbicas: sarcinas 63 Bacilos: Son alargados, cilíndricos y en forma de bastón, pueden vivir en lugares pobres en nutrientes como lo son las vías urinarias o el agua. Son menos resistentes que los cocos y son susceptibles a cambios ambientales. No se transmiten por el aire, estos se transmiten a través de líquidos o superficies húmedas. Espirilos: Su forma es de hélice o espiral, su diámetro es tan pequeño que les permite atravesar las mucosas. Son muy sensibles a los cambios ambientales y su vía de transmisión es a través de contacto directo o mediante vectores. Vibrios: Son cortos, curvados, viven en medios viscosos y su vía de transmisión es a través de contacto directo o mediante vectores. Cocobacilos. La palabra Cocobacilo se refiere a microorganismos que combinan: forma de bacilo (bastón), y forma de coco (esférica 64 PREPARACIÓN DE MUESTRAS PARA MICROSCOPIA ÓPTICA Confección de preparados para observación en fresco: técnica de montaje en fresco La forma más simple de examinar microorganismos vivos es suspenderlos en agua u otro líquido, colocar una gota de esta suspensión en un portaobjetos y encima un cubreobjetos, utilizando para su observación al microscopio los objetivos secos (10 x a 40x). Para evitar la evaporación y el efecto de las corrientes de aire, se puede rodear la preparación con vaselina, que cierra el espacio exterior entre el portaobjetos y el cubreobjetos. Cuando la observación es inmediata no es necesario el uso de la vaselina. Confección de preparados para coloraciones En Microbiología todas las tinciones se realizan a partir de suspensiones de microorganismos extendidas en un portaobjetos (frotis), secadas y fijadas. La fijación es un procedimiento que permite preservar estructuras celulares, se puede llevar a cabo con diferentes tratamientos: fijación por calor o fijación química. La fijación por calor es la más utilizada para la observación de bacterias, preserva la morfología externa de los microorganismos pero no las estructuras internas. La fijación química con agentes como etanol, formaldehído y ácido acético entre otros, se utiliza para preservar las estructuras celulares. Preparación y coloración de frotis La forma más común de preparar un frotis es extender una pequeña cantidad de muestra sobre un portaobjetos limpio y desengrasado, con un ansa en anillo, previamente esterilizada a la llama del mechero y enfriada. Luego, se seca el extendido al aire aunque puede acelerarse por calentamiento suave en la cercanía de la llama del mechero. Una vez seco, el preparado debe fijarse; una forma sencilla y rápida consiste en fijar por calor, pasando el frotis suavemente sobre la llama del mechero evitando un recalentamiento excesivo del vidrio. Esto impedirá el arrastre de los microorganismos por las soluciones de colorantes y lavados durante la coloración. Coloraciones Las coloraciones se usan para teñir a las células aumentando así su contraste, de tal manera, que puedan observarse más fácilmente en el microscopio de campo claro. En general, consisten en cubrir el frotis seco y fijado con una o más soluciones de colorantes. Los tiempos, cantidad y tipos de colorantes varían según el tipo de 65 coloración empleada. Finalmente, se lava el portaobjetos con agua, se seca, se coloca una gota de aceite de inmersión y se observa al microscopio con objetivo de inmersión de 100x (Figura 2.2) Para aplicar los colorantes los microbiólogos emplean diferentes clases de tinciones: Tinción simple Se utiliza un colorante, generalmente básico, como por ejemplo, azul de metileno, cristal violeta y fucsina. Todos los microorganismos toman el mismo color, con este tipo de coloración no se pretende diferenciar microorganismos o estructuras celulares. La tinción simple nos proporciona exclusivamente información acerca de la forma, tamaño y tipo de agrupación de los microorganismos. Sin embargo tiene la ventaja de ser un método muy sencillo y rápido. 66 Tinción diferencial Se denominan así los procedimientos de coloración que ponen de manifiesto diferencias entre las células microbianas o entre subestructuras de una misma célula. Básicamente comprenden el empleo de más de un colorante, mordientes y/o decolorantes específicos. Ejemplos: tinción de Gram, tinción de endosporas, etc. Tinción especializada Se utiliza para identificar y estudiar determinadas estructuras que pueden estar presentes en los microorganismos. En las tinciones estructurales se colorea únicamente una parte de la célula. Se utiliza este tipo de tinciones para poner en evidencia la presencia de cápsulas, endosporas, flagelos o inclusiones (almidón, polifosfato, etc.). 67 TINCIONES COMÚNMENTE MICROBIOLOGÍA USADAS EN Coloración de azul de metileno (tinción simple, directa, positiva) Se cubre el frotis ya fijado con la solución de colorante durante aproximadamente 5 minutos. Lavar con agua, secar y observar al microscopio. Coloración de Gram (tinción diferencial) La tinción de Gram fue desarrollada por el bacteriólogo danés Hans Christian Gram en 1884 y es la tinción diferencial más utilizada de forma rutinaria y prácticamente la primera prueba a la que se someten las muestras de cualquier origen antes de su estudio. Proporciona una información esencial, sobre la forma, tamaño y agrupación celular. La tinción de Gram divide a las bacterias con pared del Dominio Bacteria en dos grandes grupos según el tipo y composición de la pared que presentan: bacterias con pared de tipo Gram positiva y bacterias con pared de tipo Gram negativa. PROCEDIMIENTO a) Preparar el frotis en la forma ya indicada. b) Cubrir el frotis ya fijado con cristal violeta y dejar actuar durante 1 min. c) Lavar con agua corriente, cuidando que no se arrastre la preparación. D) Cubrir con solución de Lugol (I3K), dejar actuar durante 1 min y lavar con agua. c) Cubrir con alcohol-acetona, durante 10 s y lavar con agua (3 veces). d) Cubrir con solución de fucsina básica o safranina (si se usa la fucsina fenicada se diluye 1/10), dejar actuar 30 s y lavar con agua. Secar y observar al microscopio con el objetivo de inmersión (100x). RESULTADOS Con esta coloración las bacterias se presentan de dos colores distintos, las llamadas GRAM POSITIVAS, de color azul a violeta, y las llamadas GRAM NEGATIVAS, de color rosado a rojo (Figura 2.3). 68 FUNDAMENTO TINCIÓN GRAM Las bacterias reaccionan de modo distinto frente a la tinción de Gram porque las diferencias estructurales en sus paredes determinan la retención o el escape del complejo cristal violeta/yodo (lugol). Entre otras diferencias las bacterias Gram positivas tienen un peptidoglucano en su pared celular más grueso que las bacterias Gram negativas. Por otro lado, las bacterias Gram positivas presentan un polímero con un gran número de uniones cruzadas dando como resultando un plano de malla pequeña, mientras que, las bacterias Gram negativas presentan un polímero con pocos entrecruzamientos que determina una malla planal de “criba” o tamiz grande. Por lo tanto, al agregar el yodo se forma un complejo cristal violeta/mordiente con un tamaño molecular mayor al del tamiz del peptidoglucano de las bacterias Gram positivas y menor al tamiz de las Gram negativas. En consecuencia, cuando se decolora el preparado con alcohol o alcoholacetona, las células Gram positivas retienen el Microbiología I (2159) 14 complejo colorante-mordiente y permanecen de color violeta. En cambio, en las células Gram negativas el alcohol altera la capa externa de lipopolisacárido y el complejo colorante/mordiente se elimina de la capa delgada de peptidoglucano. Como consecuencia, las células Gram negativas son incoloras hasta que se agrega el colorante de contraste rojo (fucsina o safranina), después de lo cual aparecen de color rosado. 69 CAPITULO VIII.IDENTIFICACIÓN DE MICROORGANISMOS METABOLISMO MICROBIANO Ahora que conocemos la estructura de las células bacterianas, podemos estudiar las actividades que permiten la proliferación de estos microorganismos. Hasta los procesos vitales de los organismos muy simples incluyen una gran cantidad de reacciones bioquímicas complejas. Aunque no la totalidad, la mayoría de los procesos bioquímicos de las bacterias se observan en los eucariotas y en las células de los organismos pluricelulares, incluido el hombre. Sin embargo, las reacciones específicas de las células bacterianas les permiten hacer cosas que el ser humano no puede hacer. Definimos al metabolismo microbiano como el conjunto de procesos por los cuales un microorganismo obtiene la energía y los nutrientes (carbono, por ejemplo) que necesita para vivir y reproducirse. Los microorganismos utilizan numerosos tipos de estrategias metabólicas distintas y las especies pueden a menudo distinguirse en base a estas estrategias. Las características metabólicas específicas de un microorganismo constituyen el principal criterio para determinar su papel ecológico, su responsabilidad en los ciclos biogeoquímicos y su utilidad en los procesos industriales. A través del metabolismo, se transforman en el interior de la célula, distintas sustancias nutritivas que el organismo obtiene del medio. Estas transformaciones se llevan a cabo por distintas reacciones enzimáticas. El metabolismo se divide en: Puede dividirse en dos categorías: o Rutas generadoras de energía o degradativas (catabolismo) o Rutas consumidoras de energía o biosintéticas (anabolismo) La función química esencial del metabolismo productor de energía es la de sintetizar moléculas orgánicas que poseen un alto nivel de energía potencial en forma de enlaces ricos en energía, la que luego es acoplada por medio de reacciones a las vías anabólicas. Las reacciones catabólicas producen energía como ATP, el cual es utilizado en las reacciones anabólicas para sintetizar el material celular a partir de nutrientes. Las principales funciones del metabolismo son: ➢ Formar las subunidades que luego serán utilizadas en la síntesis de macromoléculas ➢ Proporcionar la energía necesaria para todos aquellos procesos que la requieran como transporte activo, movilidad, biosíntesis, etc. 70 El metabolismo de las bacterias tiene muchos procesos en común con el metabolismo de las células eucariotas, pero algunos procesos son exclusivos del metabolismo bacteriano Algunas particularidades del metabolismo bacteriano son: ➢ El metabolismo de la bacteria está adaptado para el crecimiento veloz y transcurre entre 10 y 100 veces más rápido que en las células humanas ➢ La bacteria tiene mayor versatilidad en cuanto al tipo de nutrientes que puede utilizar para obtener energía ➢ La bacteria tiene una mayor versatilidad en la utilización de oxidantes y no están limitadas al sólo uso del O2 ➢ Existe una gran diversidad de requerimientos nutricionales entre las bacterias debido a que ellas no poseen todos los caminos biosintéticos ➢ El cuerpo de los procariotas es muy sencillo, lo que le permite sintetizar macromoléculas por mecanismos menos engorrosos que los que utilizan las células eucariotas ➢ Algunos procesos biosintéticos son únicos de las bacterias, como los que conducen a la síntesis de mureína, ácidos teicoicos y lipopolisacárido 71 PRUEBAS BIOQUÍMICAS Las pruebas bioquímicas permiten determinar las características metabólicas de las bacterias objeto de identificación. Algunas de estas pruebas son técnicas rápidas, ya que evalúan la presencia de una enzima preformada y su lectura varía entre unos segundos hasta unas pocas horas. Otras pruebas requieren para su lectura el crecimiento del microorganismo con una incubación previa de 18 a 48h; a este grupo pertenecen la mayoría de las pruebas que detectan componentes metabólicos o aquellas que determinan la sensibilidad de un microorganismo a una sustancia dada tras cultivo en medios de identificación que contienen el sustrato a metabolizar. Los microorganismos se identifican con fines prácticos, como por ejemplo para determinar un tratamiento adecuado para una infección. 72 Actividad 10 Realiza la siguiente tabla con la cual podrás conocer las generalidades de cada una de las pruebas bioquímicas, ya sean rápidas o lentas. Sugerencia de bibliografía: • https://es.slideshare.net/Marlenpmtz/pruebas-bioqumicas-61067684 • https://corporacionbiologica.info/wp-content/uploads/2020/12/IDENTIF-DEENTEROBACTERIAS.pdf 73 Nombre de la prueba Coagulasa Método de siembra o análisis Observación de un resultado negativo Observación de un resultado positivo Reacción que sucede en un resultado positivo Catalasa Oxidasa Urea 74 Citrato de Simmons Sim Mio LIA 75 Kligler Triple azúcar Hierro (TSI) 76 Género o Especie Escherichia coli KLIGLER / TSI Glucosa Lactosa Gas H2S Sacarosa Descarboxilación Desaminación + + -a V (V) V V V + + + (V) V + + - + -b + + + + + + + + + + + V V V V + V + V V V - + + +w + + + + + + + V V -a V V V V + + + + + + + + V + V V V V V + + + + + + + + (V) (V) + - + + + + + + + Shigella sonnei Sigella spp Edwarsiella tarda Salmonella spp. + + Salmonella typhi Salmonella Arizona Citrobacter freundii Citrobacter koseri Citrobacter amalonaticua Citrobacter farmeri Klebsiella pneumonae Klebsiella oxytoca Klebsiella aerogenes Enterobacter cloacae + + + + Serratia marcescens Serratia liquefaciens Serratia rubidea Serratia adorifea Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri Morganella morganii Providencia rettgeri Providencia alcalifaciens Providencia stuartii LIA + CITRATO UREA V + + + + + + + + + + + + + + Vw Vw V V + + Vw Vw Vw Vw Vw + + + + + V MIO SIM Ornitina Indol H2S Mov. V + + + + + + + + + + + V + + - + V + V + + + + + + + + + + + +w + + + + + + + V V + + + + + + + + + + + + V + + + + V + + V 77 Yersinia enterocolitica Yersinia pseudotuberculosis Yersinia pestis + - - + + - + - - - V - + + - + - V - + + - -37°C / +22°C -37°C / +22°C -37°C / +22°C 78 Actividad 11: Analiza los resultados obtenidos en las siguientes pruebas bioquímicas y concluye de qué bacteria se trata según la tabla. KLIGLER/TSI LIA CITRATO UREA LACTOSA + DESCARBOXILACIÓN + + SACAROSA+ DE LISINA + GLUCOSA + GAS + H2S - MIO SIM DESCARBOXILACIÓN INDOL – DE ORNITINA – H2SMOVILIDAD - Bacteria presente _________________________________ KLIGLER/TSI LIA CITRATO UREA LACTOSA + DESCARBOXILACIÓN + SACAROSA+ DE LISINA GLUCOSA + GAS + H2S - MIO SIM DESCARBOXILACIÓN INDOL – DE ORNITINA + H2SMOVILIDAD + Bacteria presente _________________________________ KLIGLER/TSI LIA CITRATO LACTOSA DESCARBOXILACIÓN SACAROSA- DE LISINA GAS H2S - UREA - MIO SIM DESCARBOXILACIÓN INDOL – DE ORNITINA – H2SMOVILIDAD - Bacteria presente _________________________________ KLIGLER/TSI LIA CITRATO UREA LACTOSA + DESCARBOXILACIÓN GLUCOSA + DE LISINA + SACAROSA+ GAS + H2S - MIO SIM DESCARBOXILACIÓN INDOL + DE ORNITINA + H2SMOVILIDAD + Bacteria presente _________________________________ 79 80 PRACTICAS A REALIZAR DURANTE EL SEMESTRE REPORTE ENTREGADO Practica No. 1 Microscopía Practica No. 2 Preparación de medios de cultivo y esterilización de material Practica No. 3 Siembra, aislamiento en placa y morfología macroscópica Practica No. 4 Morfología microscópica y Tinción gram Practica No. 5 Pruebas bioquímicas Practica Examen (para esta no existe técnica) Heteroevaluación/Autoevaluación/ Coevaluación Material Básico para trabajar el laboratorio Individual • Bata blanca para laboratorio. • Guantes de látex de cirujano. • Guantes de látex para uso doméstico (para lavar material) • Cubre bocas. Por equipo • Un paquete grande de Algodón plisado • Masking tape aproximadamente de 1cm de ancho • Marcador permanente de punto fino • Tijeras que corten tela Nota: El reporte de practica o actividad diseñada para cada sesión de laboratorio tiene como fecha de entrega una semana después de haber concluido la práctica de laboratorio. No se reciben trabajos a destiempo 81 RUBRICA DE EVALUACION REPORTE PRACTICA DE LABORATORIO. Submódulo: Emplea técnicas de identificación de microorganismos Titular: Q.B.P Claudia Alejandra Bastardo Márquez Actividad: PRACTICA DE LABORATORIO COMPETENCIA GENERICA Y ATRUBUTO: 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos 5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. 5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos. Exce INDICADOR Deficient lent Regular ASPECTOS POR EVALUAR e e El reporte de práctica tiene la portada todos los datos Escuela Nombre y número de práctica, Materia Maestro Equipo Nombre de los alumnos en orden alfabético iniciando con apellido Fecha y hora de entrega sin faltas de ortografía. Tiene índice con los números de página debidamente indicados. Contiene un resumen breve de la temática de la práctica (En mínimo 10 renglones máximo 15) Contiene el objetivo bien redactado. Contiene justificación bien redactada, En mínimo 5 renglones máximo 10 El marco teórico tiene coherencia y está debidamente relacionado con la práctica realizada mínimo una cuartilla máxima dos (No se copió y pego directamente de internet Contiene la metodología (protocolo), así como los materiales y reactivos utilizados. Contiene el apartado de las observaciones bien definido y redactado correctamente. Con imágenes debidamente etiquetadas Contiene el apartado de resultados bien definido (no se confunde con las observaciones ni las conclusiones). El apartado de discusión de resultados es correcto, relaciona su marco teórico con sus resultados y explica de manera clara la razón de estos, analiza correctamente los datos obtenidos y logra explicarlos. Las Conclusiones son individual y está bien redactada y fundamentada, tiene coherencia y no se confunde con observaciones ni resultados. Contiene el apartado de los anexos bien definido y redactado correctamente. En caso de agregar alguna imagen esta tiene que estar debidamente etiquetadas Está incluida la bibliografía. En formato APA Entrega en PDF realizado en Word con el siguiente formato: • Portada, libre, • Titulo Negritas, • índice y bibliografías cada uno en hojas solos • Calibri 12 • Justificado • Interlineado 1.15 Entrego el reporte en tiempo y forma con sus respectivos instrumentos de evaluación. TOTAL Ponderació n máxima 1, 0.5, 0 1, 0.5, 0 1, 0.5, 0 0.5, 0.25, 0 0.5, 0.25, 0 2, 1, 0 2, 1, 0 2, 1, 0 2, 1, 0 2, 1, 0 1, 0.5, 0 1, 0.5, 0 2, 1, 0 1, 0.5, 0 82 Practica 1 Asignatura Semestre: Facilitador: Microscopia Emplea técnicas de cuantificación de microorganismos 3º I, 3º J,3º K Q.B.P Claudia Alejandra Bastardo Márquez Objetivo: • Observar al microscopio la disposición de las células animales y vegetales, para identificar sus semejanzas y diferencias. • Poner en práctica la manipulación del microscopio Maquinaria, Equipo o Elementos Necesarios: ✓ Microscopio óptico ✓ Agua destilada ✓ 3 cubreobjetos y 3 portaobjetos ✓ Gotero ✓ 50 ml Agua de rio o arroyo ✓ Cuchillo ✓ Tejido epitelial de la mucosa bucal ✓ Azul de metileno y Lugol ✓ Epidermis de cebolla ✓ Guantes de látex ✓ Abate lenguas Desarrollo: Antes de comenzar deberán: 1. Lavarse las manos con agua y jabón, y limpiar su mesa de trabajo con la solución de cloro que se encuentra previamente preparada 2. Lavar todo el material de vidrio con jabón líquido, enjuagar con abundante agua de la llave y al final con agua destilada, escurrir el exceso de agua y secarlo papel de estraza. 3. Una vez que tu área de trabajo esté limpia, homogeniza el recipiente donde traes el agua encharcada con mucho cuidado de no derramar 4. Coloca una gota de agua encharcada en el centro del portaobjetos, agrega una gota de Lugol, coloca el cubreobjetos. Observa al microscopio con los objetivos de 10x y 40x. Toma fotografías 5. En otro portaobjetos coloca una gota de agua destilada y con un abatelenguas raspa la superficie interna de la mejilla de uno de tus compañeros y disuelve el contenido en una gota de agua previamente puesta en el centro del portaobjetos. 6. Agrega una gota de azul de metileno, coloca el cubreobjetos y observa al microscopio con los objetivos 10x y 40x. Toma fotografías 7. En otro portaobjetos coloca un pedazo de epidermis de cebolla, agrega una gota de Lugol, coloca el cubreobjetos y observa al microscopio con los objetivos 10x y 40x. Toma fotografías. Cuestionario (anexar en el reporte de prácticas) 1. Describa la técnica correcta para enfocar un frotis bacteriano 2. ¿Qué cuidados se deben tener en el uso y manejo del microscopio? 3. ¿Qué aplicación tienen las preparaciones microscópicas en fresco? 4. Como se calculan la ampliación total de la imagen observada de acuerdo con el tipo de lente utilizado (objetivo y ocular) Tipo de Evidencias: Documento: Presentación de power point https://www.youtube.com/watch?v=57SZHltgSJc https://www.youtube.com/watch?v=cAHtTbVP45A&t=13s 83 Practica 2 Asignatura Semestre: Facilitador: ➢ ➢ ➢ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Preparación de medios de cultivo y esterilización de material Emplea técnicas de cuantificación de microorganismos 3º I, 3º J,3º K Q.B.P Claudia Alejandra Bastardo Márquez Objetivo: Comprender el proceso de esterilización como principal agende destructor de microorganismos Aprender a envolver el material de vidrio que se someterá al proceso de esterilización Preparar un medio de cultivo solido/ líquido y relacionar la importancia que tiene el llevar a cabo el proceso de esterilización en autoclave Maquinaria, Equipo o Elementos Necesarios: Matraz Erlenmeyer de 250ml ✓ Agua destilada Piceta ✓ Tijera Probeta ✓ Guantes de látex Espátula ✓ Cubre bocas Guante de asbesto ✓ Encendedor Caja Petri (por aluno) ✓ Sharpie o marcador permanente 1 Pipeta (por alumno) ✓ Masking tape Mechero ✓ Medio de cultivo sólido y liquido Tripie Lamian de asbesto 1 pliego de papel estraza Desarrollo: Antes de comenzar deberán: 1. Lavarse las manos con agua y jabón, y limpiar su mesa de trabajo con la solución de cloro que se encuentra previamente preparada Observa el siguiente video. TUTORIAL: ¿CÓMO HACER UN MEDIO DE CULTIVO CORRECTAMENTE? https://www.youtube.com/watch?v=S4cpDdXtk_I a) Preparación y esterilización de material de vidrio 2. Lavar el material de vidrio con jabón líquido, enjuagar con abundante agua de la llave y al final con agua destilada. 3. Escurrir el exceso de agua y colocar los materiales sobre una toalla o papel de estraza, de tal forma que terminen de secar. 4. Cortar el papel de estraza del tamaño adecuado para lograr envolver la caja petri y la pipeta 5. Envolver la caja petri y la pipeta como su docente se los indique 6. Colocar cinta testigo si es necesario 7. Identificar el material con su nombre, grupo y fecha de preparación. (A las pipetas es importante colocar el volumen correspondiente) 84 8. Colocar los materiales a un costado de la mesa en lo que terminan todos los equipos 9. Proceder a Esterilizar en autoclave a 121oC y 15 lbs. de presión durante 20 minutos (El docente explicará el manejo de la autoclave). b) Preparación, esterilización y vaciado de medios de cultivo 1. Leer cuidadosamente la etiqueta del medio de cultivo deshidratado. 2. Calcular la cantidad necesaria que te indique tú maestro. 3. Pesar la cantidad calculada del medio deshidratado. Esta operación debe ser rápida para evitar que la humedad del ambiente no afecte el resto del contenido del frasco. 4. Colocar la mitad del volumen de agua destilada en el matraz 5. Agregar el medio de cultivo al matraz, disolver y una vez disuelto completar el volumen de agua 6. Calentar hasta disolución total, para ello agitar repetidamente y evitar que el medio de cultivo hierva y se derrame, posteriormente tapar el matraz con un tapón algodón que se encuentre previamente envuelto en gasa, después colocar aluminio y etiquetar. 7. En caso de trabajar con tubos vaciar 6ml y tapar cada uno con algodón y aluminio, etiquetarlos y esterilizarlos en autoclave a 121oC y 15lbs. de presión durante 20 minutos. 8. Después de la esterilización vaciar en las cajas Petri alrededor de 18 ml 9. Tapar las cajas, etiquetar y dejar solidificar. 10. Meter al refrigerador de forma invertida las cajas 11. No olvides tomar evidencia fotográfica durante toda la practica Tipo de Evidencias: Video 85 Practica 3 Asignatura Semestre: Facilitador: Siembra, Aislamiento en placa y morfología macroscópica Emplea técnicas de cuantificación de microorganismos 3º I, 3º J,3º K Q.B.P Claudia Alejandra Bastardo Márquez Objetivo: ➢ Utilizar la técnica de siembra adecuada según la clasificación del medio de cultivo a emplear ➢ Manipular los medios de cultivo en placa para obtener colonias aisladas mediante la técnica de agotamiento en placa y observar el crecimiento en tubos (medios líquidos) Maquinaria, Equipo o Elementos Necesarios: ✓ Mechero ✓ Guantes de látex ✓ Asa en aro ✓ Cubre bocas ✓ Medios de cultivo elaborados en la práctica ✓ Encendedor anterior ✓ Masking tape ✓ Muestra ✓ Marcador permanente de punto fino Desarrollo: Antes de comenzar deberán: 1. Lavarse las manos con agua y jabón, y limpiar tu mesa de trabajo 2. Lavar todo el material de vidrio con jabón líquido, enjuagar con abundante agua de la llave, escurrir el exceso de agua y secarlo papel de estraza. a) TOMA DE MUESTRA E INOCULACIÓN EN MEDIO LIQUIDO 3. Esterilizar el asa bacteriológica colocándola en un ángulo de 45º en la periferia de la flama del mechero hasta que tome un color rojo vivo en las tres cuartas partes del filamento del asa. 4. Tomar el tubo de la cepa o la muestra con la mano izquierda y retirar el tapón. 5. Introducir el asa y tomar la muestra 6. Colocar la muestra en el tubo con medio líquido, hacer movimientos circulares, retirar el asa. 7. Tapar el tubo, etiquetar y colocarlo en la incubadora a 35°C, durante de 24 a 48 ± 2 horas. 8. Después de pasado el tiempo de incubación y con el mechero prendido realice sus observaciones b) SIEMBRA EN PLACA TÉCNICA DE AISLAMIENTO 9. Tomar la placa Petri con la mano izquierda por la base con los dedos medio a meñique y la tapa con los dedos pulgar e índice. Abrir la placa cerca del mechero. 10. Descargar en un primer cuadrante masivamente, hasta la mitad de la placa. Tapar la caja. 11. Girar la placa 90º. 12. Estriar el segundo cuadrante hasta la mitad de la caja. (2º cuadrante) 13. Nuevamente esterilizar el asa como se procedió anteriormente y realizar un 3er. Cuadrante (la estría es más abierta de manera que se obtengan colonias aisladas) 14. Invertir las cajas y colocarlas en dentro de la incubadora a 35°C, durante de 24 a 48 ± 2 horas. 15. Después de pasado el tiempo de incubación y con el mechero prendido realice sus observaciones C) MORFOLOGÍA MACROSCÓPICA (día 2) 1. Lavarse las manos con agua y jabón, y limpiar tu mesa de trabajo 2. Después de pasado el tiempo de incubación y con el mechero prendido coloque sus cajas petri con crecimiento en la mesa, sin abrir la caja, observar las características de las colonias 86 Nota: De ser necesario para una mejor observación, abrir en lo zona del mechero la caja petri y observar las características de las colonias. 3. Seleccionar 3 colonias de preferencia que estén aisladas y realiza la morfología macroscópica de cada una de ellas 4. Registrar tus resultados en una tabla para registrar las observaciones 5. No olvides tomar evidencia fotográfica durante toda la practica la cual te servirá para tu reporte MORFOLOGIA MACROSCOPICA Tamaño Forma Borde Transparencia brillo Color Textura Elevación Consistencia 1 2 3 Cuestionario (anexar en el reporte de prácticas) 1. Mencione porque es importante determinar la morfología colonial bacteriana 2. Cuáles son las semejanzas y diferencias tiene la morfología colonial de una bacteria, una levadura y un hongo No olvides tomar evidencia fotográfica durante toda la practica Tipo de Evidencias: Documento: REPORTE DE PRACTICA 87 Practica 4 Asignatura Semestre: Facilitador: ➢ ➢ ➢ ➢ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Morfología microscópica y Tinción de Gram Emplea técnicas de cuantificación de microorganismos 3º I, 3°J, 3º K Q.B.P Claudia Alejandra Bastardo Márquez Objetivo: Poner en práctica el proceso de tinción Gram Retomar la correcta manipulación del microscopio Lograr identificar la forma y el arreglo del microorganismo observado. Reconocer a las bacterias Gram – y Gram + según su coloración Maquinaria, Equipo o Elementos Necesarios: Mechero ✓ Guantes de látex Asa en aro ✓ Cubre bocas Medios de cultivo elaborados en la ✓ Encendedor práctica anterior ✓ Masking tape Microscopio ✓ Marcador permanente de punto fino Colorantes para tinción Gram ✓ Muestra Desarrollo: Antes de comenzar deberán: 1. Lavarse las manos con agua y jabón, y limpiar tu mesa de trabajo 2. Lavar todo el material de vidrio con jabón líquido, enjuagar con abundante agua de la llave, escurrir el exceso de agua y secarlo papel de estraza Preparación de frotis 3. Coloca una gota de solución salina sobre el portaobjetos 4. Con cuidado esterilice el asa de nicromio hasta que se observe al rojo vivo, deje enfriar un segundo (siempre debe permanecer cerca del mechero) 5. Abrir la caja Petri cerca del mechero y con el asa toque levemente la colonia que eligió, cierre la caja al finalizar. 6. Colocar el inoculo en la solución salina y homogeniza. 7. Esterilice el asa. 8. Fije su preparación pasándola algunas veces sobre la flama del mechero, teniendo cuidado de no sobrecalentarla. Tinción Gram 9. Colocar el portaobjetos sobre las varillas de tinción encima del resumidero 10. Cubrir su frotis con cristal violeta por un minuto. 11. Enjuagar con agua destilada y mucho cuidado de no agregar el agua directamente sobre la muestra. 12. Agregar yodo Lugol por un minuto. 13. Enjuagar con agua destilada. 14. Agregar alcohol-acetona para decolorar por 15 segundos 15. Enjuagar con agua destilada 16. Contrastar con safranina durante un minuto. 17. Enjuagar con agua destilada y secar con cuidado al ambiente 88 Observación al microscopio 18. Colocar el portaobjetos en la platina del microscopio. 19. Enfocar con el objetivo de 10 x. 20. Buscar un campo donde el “frotis” sea delgado y homogéneo. 21. Enfocar el campo con el objetivo de 40 x. 22. Colocar una pequeña gota de aceite de inmersión y observar con el objetivo de 100 x. 23. Registrar tus resultados en una tabla para registrar las observaciones 24. Limpiar y colocar adecuadamente los objetivos del microscopio al terminar de utilizarlo. 25. No olvides tomar evidencia fotográfica durante toda la practica la cual te servirá para tu reporte MORFOLOGIA MICROSCOPICA Forma Acomodo Color (gram + o -) 1 2 Cuestionario (anexar en el reporte de prácticas) 1. ¿Con qué finalidad se fija la muestra de microorganismos en el portaobjetos? 2. ¿Qué importancia tiene teñir las muestras bacterianas? 3. ¿Por qué es necesario emplear aceite de inmersión para la observación de los microorganismos? 4. De los reactivos que utilizaste para la tinción de Gram, ¿cuál es el que funciona como colorante primario. 5. ¿Qué pasaría si no se esteriliza el asa antes de tomar la muestra? Tipo de Evidencias: Documento: Reporte de practica 89 Practica 5 Metabolismo microbiano (pruebas bioquímicas) Asignatura Emplea técnicas de cuantificación de microorganismos Semestre: 3º I, 3°J, 3º K Facilitador: Q.B.P Claudia Alejandra Bastardo Márquez Objetivo: ➢ Realizar pruebas bioquímicas en medios de cultivo para sustratos específicos que permitirán demostrar actividades metabólicas de bacterias y levaduras. ➢ Interpretar las diversas pruebas bioquímicas considerando los resultados falsos negativos y/o falsos positivos Maquinaria, Equipo o Elementos Necesarios: ✓ Asa recta ✓ Guantes de látex ✓ Asa en aro ✓ Cubre bocas ✓ Medios de cultivo con crecimiento bacteriana ✓ Encendedor elaborados en la práctica anterior ✓ Masking tape Tubos de ensaye con los diferentes medios de ✓ Marcador permanente de punto fino cultivo para pruebas bioquímicas ✓ Mechero ✓ Incubadora ✓ Desarrollo: Antes de comenzar deberán: 1. Lavarse las manos con agua y jabón, y limpiar tu mesa de trabajo 2. Lavar todo el material de vidrio con jabón líquido, enjuagar con abundante agua de la llave, escurrir el exceso de agua y secarlo papel de estraza. TOMA DE INÓCULO 3. Prender el mechero y una vez que el área esta estéril colocar las cajas Petri con las colonias y los tubos de ensaye cerca del mechero 4. Esterilizar el asa bacteriológica colocándola en un ángulo de 45º en la periferia de la flama del mechero hasta que tome un color rojo vivo en las tres cuartas partes del filamento del asa. 5. Tomar la placa Petri con la mano izquierda por la base con los dedos medio a meñique y la tapa con los dedos pulgar e índice. Abrir la placa cerca del mechero 6. Tocar con el asa el crecimiento (no debe ser muy denso el inóculo) 7. Tomar el tubo con la mano izquierda y retirar el tapón con los dedos anular y meñique de la mano derecha. 8. Flamear la boquilla del tubo 9. Introducir el asa en el tubo según corresponda 10. Nota: Tipo de inoculación dependiendo de la inclinación del tubo y el agar 12. agar 11. Inoculación 13. Estría en bisel 15. Estría en bisel y picadura hasta el fondo 14. Citrato (pico de flauta) 16. Triple azúcar hierro (pico de flauta) 17. Lisina hierro agar (pico de flauta) 90 18. Agar kliger (pico de flauta) 19. picadura hasta el fondo 20. MIO 21. SIM 23. Infusión cerebro corazón 22. Agitación 24. RM/VP 25. Caldo Urea (Si él tuvo tiene pico de flauta se inocularán por picadura hasta el fondo del tubo y por estría simple en la superficie, 26. . Retirar el asa, flamear el tubo y tapar. 27. Colocar los tubos inoculados en una gradilla los cuales están etiquetados debidamente y colocarlas en dentro de la incubadora a 35°C, durante de 24 a 48 ± 2 horas. C) LECTURA DE PRUEBAS BIOQUIMICAS 28. Después de pasado el tiempo de incubación y con el mechero prendido sacar los tubos de ensaye de la incubadora y realice la lectura de los tubos realizando la comparación con los tubos control interprete los resultados con ayuda de la teoría 29. Finalmente, y utilizando la tabla de pruebas bioquímicas de microrganismos interpretar lo resultados que obtuviste y concluye de que bacteria se trata 30. No olvides tomar evidencia fotográfica durante toda la practica Cuestionario (anexar en el reporte de prácticas) 31. ¿Qué importancia tiene la identificación de las bacterias? No olvides tomar evidencia fotográfica durante toda la practica Tipo de Evidencias: Documento: Reporte de practica 91 92 93 94 95 96 97 98