Microbiología 1º, Apuntes de Microbiología

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Microbiología

Grado en Óptica y Optometría

Profesora: Beatriz Magariños Ferro

Tema 1. La microbiología en el mundo de los seres vivos.

La microbiología es la ciencia que estudia los organismos demasiado pequeños como para ser vistos por el ojo humano (menos de 0,1mm). Por lo tanto, los microorganismos no pueden ser vistos sin la ayuda de un microscopio.

 Microorganismos celulares: procariotas y eucariotas Procariotas: bacterias y arqueas Eucariotas: algas, hongos y protozoos.  Microorganismos acelulares (virus, viroides y priones)

Virus: Son parásitos intracelulares obligados. Necesitan siempre una célula huésped a la cual infectar. Carece de metabolismo propio.

Viroides: Son pequeñas moléculas de ARN de forma circular y monocatenaria que infecta células vegetales.

Priones: Son proteínas con la misma o casi con la misma secuencia de aminoácidos que una proteína normal, pero que tiene una forma espacial diferente. A grandes rasgos, se puede decir que son proteínas infectivas.

La microbiología estudia aquellos seres microscópicos unicelulares o pluricelulares carentes de diferenciación de tejido.

 El 80-90% del metabolismo del planeta es debido a las bacterias.  Si las bacterias dejasen de fijar el nitrógeno atmosférico, la biosfera colapsaría en 1 semana.  El carbono contenido en los microorganismos representa entre el 60% y un 100% del carbono contenido en las plantas, y 10 veces más cantidad que de fósforo o de nitrógeno.  Llevan a cabo la fotosíntesis (fotótrofos). Gracias a los clorosomas las bacterias pueden realizar la fotosíntesis.

Hay diferentes tipos de microbiología, en función del punto de vista aplicado, taxonómico o del hábitat.

1.1 Las 3 eras de la microbiología

 La era de Pasteur (siglo XIX-XX)

 La era molecular (1950-1970)

 La era de la ecología y la evolución (o era de la “metagenómica” 1980 -)

 Antón van Leeuwenhoek. Fundador de la microbiología.

 Los microscopios de Zeiss corrigen todos los microscopios anteriormente

utilizados.

1.1.1 El experimento de Pasteur

Con el aporte de calor, se modifica la curva de la salida del tubo y se deja expuesto al aire. El líquido hervido permanece estéril durante un largo período de tiempo. En el cuello del matraz quedan retenidos los microorganismos. Mientras el matraz

Koch, en 1876, aplica los criterios de Henle para demostrar que Bacillus anthracis era el causante del carbunco o ántrax. Es una enfermedad zoonótica, lo que quiere decir que puede saltar de una especie a otra. Recibe el premio Nobel en 1905 por su trabajo sobre el agente causante de la tuberculosis.

1.5.1 Los postulados de Koch

1. El microorganismo causante de la enfermedad debe estar en todos y cada uno de los animales o personas enfermas y ausente en los sanos.
2. A partir de los enfermos, se debe aislar en cultivo puro el microorganismo sospechoso de ser el causante de la enfermedad.
3. Al inocular el microorganismo aislado en un huésped sano, este debe desarrollar le enfermedad.
4. El mismo microorganismo debe aislarse de nuevo a partir del huésped enfermo aislándolo y en cultivo puro.

Fue descubridor de 2 bacterias que intervenían en 2 enfermedades importantes:

 Tuberculosis, causada por el Mycobacterium tuberculosis (1882)  Cólera, causada por el Vibrio cholerae (1883-1884)

Logró desarrollar los medios necesarios para disociar las bacterias a la enfermedad. Uso, al principio, sustratos materiales en los medios de cultivo como patata o albúmina. Se echa en los cultivos sólidos para permitir el correcto desarrollo del microorganismo. La patata y la albúmina (al poder contaminan el medio de cultivo) fue sustituida por gelatina. El problema de la gelatina era que a más de 37ºC no se mantenía sólida, además de que ciertos microorganismos podían degradarla. Finalmente se usó el ágar para la preparación de los medios de cultivo sólidos. Se trata de un polisacárido de las algas de cultivo rojas. Husse le comunicó a Koch la idea de usar este sustrato solidificante en los medios de cultivo. El soporte para los medios de cultivo, actualmente, son las placas Petri.

1.6 Descubrimientos

1.6.1 Descubrimiento de los antibióticos

 1929: Fleming descubre la penicilina (Premio Nobel en 1945)  1944: S. A. Waskman: estreptomicina  Sergei N. Winogradsky: microbiología del suelo: microorganismos que cuidan del hierro, azufre o amonio.  Martinus Berjerinck: bacterias fijadores del nitrógeno. Aislamiento de las bacterias Rhizobium y bacterias sulfatorreductoras.

1.6.2 Descubrimiento de virus

 Charles Chamberland construye un filtro de porcelana para bacterias (Agente filtrable = Virus)

 1892: Ivanowsky descubre el agente filtrable de la enfermedad del mosaico del tabaco. Descubre que esta enfermedad está causada por este tipo de entidad acelular.  1898-1900: Beijerinck descubre el agente VMT como un virus. Pone en nombre del “virus” y predice que muchas enfermedades, en un futuro, serán causadas por estos agentes.

Bacteriófago: Es un virus que afecta a bacterias. Twort explica que para ver un virus se usa siempre un microscopio electrónico.

 1900: Walter Reed y la fiebre amarilla.

1.6.3 Descubrimientos moleculares

 1928: Griffith: Transformación de la bacteria Streptococcus pneumoniae  1943: Luria y Delbruck: mutación  1944: Avery: El ADN como material genético  1952: Zinder y Lederberg: Transducción bacteriana

1.6.4 La era de la metagenómica

 1977: Descubrimiento del reino Archaea  1983: Descubrimiento del VIH  1988: Descubrimiento de la PCR  1995: Secuencia completa de un genoma bacteriano  1999: Comunicación bacteriana: Quorum sensing. Es un fenómeno de comunicación celular, en la que se va transmitiendo la señal de unas células a otras. El tipo de señales que pueden producir estas bacterias es muy variado (muchos factores de virulencia de las bacterias depende de este fenómeno, es decir, que si nosotros logramos inhibir el Quorum sensing , los factores de virulencia quedarían alterados. Existen bacterias que inhiben el Quorum sensing (son las que tienen capacidad de producir Quorum-quenching ).

1.7 Futuro de la microbiología

 Descubrimiento de nuevas enfermedades  Nuevos tratamientos y vacunas  Enfermedades crónicas y agudas  Mecanismo de patogenicidad

 Etc…

1.8 Los 3 dominios: Archaea, Bacteria y Eukarya

 Cuando se descubrieron los microbios en el siglo XVIII se incluyeron en el reino Plantae (junto con las algas microscópicas y los hongos) o en el reino Animalia (rotíferos, protozoos y bacterias).  Haeckel propone por primera vez la existencia de un reino “Protista” en el que se incluyen todos los seres vivos unicelulares o pluricelulares microscópicos y que carecen de diferenciación de tejido.

 Sensibilidad a los agentes quimioterápicos: Esta diferencia con respecto a la pared celular hace que cada una sea más o menos sensible a estos agentes. Si hay agentes quimioterápicos a nivel de membrana y a nivel de pared, unos actuarán mejor sobre un tipo y peor sobre otro tipo de procariota. Otros pueden actuar a nivel de ribosomas, síntesis de ADN, etc.  Metanogénesis: es la capacidad que tienen algunas bacterias de producir metano, conocidas como Archeas metanogénicas.  Fotosíntesis oxigénica: En bacteria y Eukarya se puede realizar la fotosíntesis oxigénica o anoxigénica. En Archaea no hablaremos fotosíntesis oxigénica.  Fijación de nitrógeno y quimiolitotrofia en ambas: la quimiolitotrofia es la capacidad que tienen los procariotas de utilizar compuestos inorgánicos como única fuente de energía.

Diferencias entre organismos acelulares y virus

Organismos acelulares Virus

• ARN y ADN - ARN o ADN
• Presencia de líp y polisac - Ausencia de líp y polisacáridos
• Presencia de enzimas - Ausencia de enzimas
• Sistema de generación de energía - Incapaces de producir energía

Tema 2. Microbiología y salud

2.1 Tipos de microbiota

 Normal: Es toda aquella microbiota que está constituida por un microorganismo que coloniza de forma más o menos permanente sin causar daños (simbiosis).  Microorganismos oportunistas: Son aquellos que, formando parte de una microbiota normal, en condiciones adversas causa una enfermedad.  Microorganismos patógenos verdaderos: Son aquellos que, una vez invaden un organismo, siempre van a causar una enfermedad.

2.2 Microorganismos y patogenicidad

 Patógenos verdaderos o estrictos: Vibrio cholerae, Salmonella  Patógenos potenciados u oportunistas: Krebsiella, Pseudomonas  No patógenos: Lactobacillus lactis, Bifidobacterium (prebiotas). No todas las bacterias no patógenas son prebióticas.

Enfermedad infecciosa : Es la aparición de algún cambio en el estado de salud debido a una infección.

Infección : Invasión o colonización de algún microorganismo patógeno en un cuerpo.

Patogenicidad : capacidad que poseen los microorganismos para producir una enfermedad. Es un atributo cualitativo. Un microorganismo es patógeno o no lo es. En algún caso, la capacidad de ser patógeno depende de las características del hospedador, es decir, que en algunos casos para que un microorganismo sea patógeno tiene que encontrarse con el huésped adecuado.

Virulencia : indica el mayor o el menor grado de patogenicidad entre las distintas cepas de una misma familia bacteriana. Es un atributo cuantitativo. Se introduce el grado de virulencia (cuan virulento es un determinado patógeno).

La virulencia no tiene porque ser un carácter estable, puede ser mayor o menor su virulencia. Se puede disminuir la virulencia dando pases en el laboratorio autocultivando la bacteria n veces. Se puede incrementar la virulencia cuando se inocula el microorganismo en un organismo susceptible a dicho microorganismo.

 La patogenicidad se asocia a especies  La virulencia se asocia a cepas dentro de la misma especie.

2.3 Dinámica del proceso infeccioso

En 1 er, el microrganismo tiene que tener capacidad de colonización hacia un organismo susceptible. En 2º^ lugar tiene que tener capacidad de penetración. Estos 2 pasos se conocen como capacidad de adherencia. Esta capacidad de adherencia es un fenómeno específico y va a estar mediado por 2 tipos de estructuras

 En el microrganismo, por receptores celulares específicos  En el organismo por adherinas: estructuras de materiales proteicos, lipídicos o hidrocarbonada.

En 3er, el microrganismo tiene que tener la capacidad de multiplicarse e invadir tejidos. En este paso, es importante que el microorganismo adquiera nutrientes del hospedador. Puede obtener los nutrientes por diferentes mecanismos: uno de estos mecanismos es la presencia en el microorganismo de sistema de captación de Fe. Existen unas estructuras, los sideróforos, que son moléculas con capacidad de secuestrar el Fe unido a proteínas con la hemina o la hemoglobulina.

Otros microorganismos producen hemolisinas: sustancias que producen la destrucción del grupo hemo, quedando el Fe libre, disponible para el microorganismo.

Para invadir, tienen que ser resistentes también a todos los métodos de defensa del huésped, especialmente a la fagocitosis. Para evitar la fagocitosis sintetizan unos compuestos que hacen que sean resistentes a este proceso (por ejemplo, los microrganismos encapsulados).

En 4º, el microrganismo tiene que tener capacidad lesional: tiene que ser capaz de causar una lesión (por ejemplo, capacidad de producción de toxinas). Las toxinas son endógenos tóxicos de naturaleza bacteriana.

Tipos de toxinas : Las hay de 2 tipos: Las exotoxinas y las endotoxinas. Las exotoxinas son toxinas de naturaleza bacteriana que se sintetizan en el citoplasma de las células bacterianas, atraviesan la membrana y salen al exterior (por ejemplo, la toxina tetánica). Las endotoxinas solamente están presentes en un grupo determinado de bacterias, que son exclusivamente las G-. Dentro del dominio Bacteria hay 2 tipos de bacterias: G+ y G-. Estas se diferencian en su composición y estructura. En el caso de las toxinas, las endotoxinas forman parte de la composición de las células bacterianas (lipopolisacáridos), solo presentes en G-. Se liberan dentro de la célula

• Recogida de la muestra en el momento apropiado (por ejemplo, en una infección en el ojo, la muestra debe recogerse antes de empezar el tratamiento).
• Almacenamiento y transporte correcto: la muestra tiene que estar almacenada y transportada correctamente. La temperatura tiene que ser la adecuada para que el microorganismo no se multiplique. Debe estar correctamente etiquetada.

 Procesamiento de la muestra : A la hora de tratar la muestra, hay que tener especial cuidado en los siguientes aspectos:

• Manejo adecuado
• Bacteriología/Virología: dependiendo del tipo de microorganismo que se trate, se deberá decidir el tipo de análisis que se va a realizar. Dependiendo de los síntomas, el análisis podrá ser de bacterias o virus.
• Métodos de diagnóstico: a la hora de identificar el origen de una enfermedad infecciosa, habrá que optar por el método más rápido (método serológico, tradicional o molecular).

Tema 3. Estructuras bacterianas

El tamaño de las bacterias medido en micras es muy variado. Existen bacterias muy grandes, algunas como la Epulopiscium fishesonii (600 micras) o Thiomargarita namibiensis.

El tamaño de las bacterias se relaciona normalmente con su forma. En la morfología en espiral, por ejemplo, encontramos muchos tipos, pero la forma más representativa es la espiroqueta.

Cocos

Staphylococos: se agrupan en racimos

Sarcinas: en agrupan en tétrades

Streptococos: se agrupan formando largas cadenas

Diplococos: se agrupan de 2 en 2.

Dentro del grupo de las bacterias nos podemos encontrar con otras morfologías (fusiforme, prosteca o de pedúnculo, micelar, o de morfología variable: son aquellas que cambian su morfología dependiendo de la fase de crecimiento en la que se encuentren).

3.1 Estructuras esenciales y no esenciales

Estructuras esenciales (comunes a todos los procariotas): son aquellas estructuras que si no están presentes o si están alteradas, la célula bacteriana se puede morir.

• Pared celular bacteriana - Membrana citoplasmática (con o sin mesosomas)
• Área nuclear, nucleoide o genóforo.
• Ribosomas

Estructuras no esenciales (no presentes en todos los procariotas),

• Cápsula/slime: estructura exterior a la pared celular.
• Flagelos: le confiere movilidad a la célula bacteriana que los tenga.
• Pili o fimbrias: tienen función de adherencia a la célula hospedadora.
• Membrana fotosintética: presente en bacterias capaces de realizar la fotosíntesis.
• Membrana de bacterias nitrificantes.
• Vacuolas de gas: sobre todo en bacterias acuáticas.
• Gránulos o inclusiones citoplasmáticas.

3.1.1 Citoplasma

Presenta una serie de proteínas que hacen de citoesqueleto: tubulina en bacteria y Archaea: implicado en el proceso de división celular en procariotas y actina: que da lugar a los microfilamentos de actina, presente en bacilos. Otro tipo de proteínas (filamentos intermedios) no está presente en todos los géneros de procariotas.

 Elevada concentración de proteínas  Cantidad de ARN variable  ADN (nucleoide) cerca del 2% del peso total

3.1.2 Nucleoide

Está constituido por un cromosoma. Normalmente no está rodeado de membrana nuclear, excepto en el género Planctomycetes. El cromosoma está constituído por una doble hélice de ADN superenrollada, acción que realiza la Topoisomerasa I. La transcripción y la traducción tienen lugar en la interfase del citoplasma y el área nuclear.

A mayores del ADN cromosómico, en algunos procariotas se encuentras material genético a mayores, normalmente ADN circular que son los plásmidos. Estos plásmidos se replican de forma independiente al material genético de los cromosomas. Los episomas pueden integrarse en el cromosoma y replicarse con él. Los plásmidos no suelen llevar información para más de 30 genes, pero si codifica para estructuras no esenciales del microorganismo. Hay diferentes tipos de plásmidos que codifican diferentes estructuras:

 Conjugativos : contienen genes que dirigen la formación de pili sexuales que unen una célula con otra.  Factores de resistencia : muchas de las resistencias a los antibióticos están codificadas por los plásmidos.  Bacteriocinas : son proteínas bacterianas que destruyen otras bacterias.  Plásmidos de virulencia : codifican para factores de virulencia.  Plásmidos para procesos metabólicos : se usan en estudios de genética molecular y para microbiología.

3.1.3 Ribosomas

importante como aceptor de electrones. También importantes en bacterias no fotosintéticas como por ejemplo, del género Beggiatoa.

5. Magnetosomas: son estructuras con forma de cristal que se encuentra en el interior de algunos tipos de bacterias. Los magnetosomas es un material compuesto que es la magnetita (Fe 3 O 4 ).La magnetita es una mezcla entre óxido ferroso y férrico, El nº de magnetosomas puede variar desde 5 hasta 50. Su disposición y forma también pueden varian dependiendo de la especia bacteriana. Normalmente se orienten en el interior de la célula siguiendo los campos magnéticos de la Tierra, lo que se conoce como magnetotaxis.

3.1.5 Membrana plasmática : su proporción en lípidos es del 10% del peso total de la célula. Dentro de estos lípidos, los principales van a ser los fosfolípidos de tipo anfipático (con una parte hidrófila y otra parte hidrófoba). La parte hidrófila es soluble en agua, mientras que la parte hidrófoba es insoluble en agua y soluble en lípidos.

 En bacterias G-: el lípido general es la fosfatidil etanolamina  En bacterias G+: el lípido general es la fosfatidil serina

En bacterias Gran-positivas, además de los fosfolípidos, puede haber glucolípidos, carotenoides, etc. Lo que no vamos a encontrar en estas bacterias son esteroles, pero si encontraremos opanoides (estructuras similares a los esteroles: se sintetizan a partir de los mismos precursores que los esteroles y cuya función es estabilizar la membrana).

Los micoplasmas si tienen esteroles, pero de forma general en procariotas no hay esteroles y si hay opanoides. Los micoplasmas no tienen pared celular, por tanto necesitan de los esteroles para mantener la estabilidad de la membrana.

La composición de las bacterias en ácidos grasos es diferente dependiendo del tipo de bacteria que se trate. En bacterias G+, los ácidos grasos son de 15 carbonos, saturados (sin dobles enlaces) y ramificados. En bacterias G-, los ácidos grasos son de 16 y 18 carbonos, y los hay tanto saturados como insaturados.

3.1.6 Proteínas de la membrana plasática : constituyen el 70% del peso de la membrana. Hay hasta 200 tipos de proteínas. Hay 2 tipos de proteínas de membrana: extrínsecas e intrínsecas. Las proteínas extrínsecas son periféricas o epiproteínas. Son solubles en agua o soluciones acuosas (20-30%) y estos a menudo son lipoproteínas. Las proteínas intrínsecas se encuentran en el interior de la membrana plasmática. Son integrales o endoproteínas. Insolubles en agua. Para su extracción se usa solventes orgánicos o detergentes (70-80%).

La membrana plasmática es una estructura fina que recubre la célula bacteriana, formada por lípidos y proteínas (externas o internas). Las proteínas van a ser las responsables del transporte de nutrientes y de la formación del ATP.

La estructura de la membrana plasmática es típica del modelo de mosaico fluido (Singer y Nicolson en 1972), que consta de una bicapa bioestratificada u hoja bimolecular de lípidos. Su grosor es de aproximadamente 5-10nm observada desde un microscopio electrónico de transmisión. Esta membrana se estabiliza mediante

puentes de hidrógeno y cationes de Mg+2^ y Ca+2, etc (estos cationes van a interaccionar con la carga negativa de los fosfolípidos).

Membrana plasmática en Archaea

 Poseen hidrocarburos ramificados de fitano (20 carbonos) derivados del isopreno unidos a glicerol en vez de ácidos grasos.  La unión de molécula se realiza mediante enlaces de tipo ÉTER.  Dos moléculas de glicerol pueden estar unidas bifitano (40 carbonos) para formar un tetraeter.  En algunos tipos de Archaea, hay una capa lipídica muy rígida que le da resistencia al microorganismo.

Función de la membrana plasmática en procariotas

 Permeabilidad selectiva: hace de barrera osmótica y a través de ella tienen lugar los intercambios de solutos entre el medio externo e interno.  Transporte electrónico respiratorio: todos los enzimas implicados en la cadena respiratoria, implicados en el transporte de electrones, se encuentran en la membrana plasmática (citocromos, ATPasa). Tienen la misma función que la membrana de las mitocondrias en eucariotas.  Síntesis de lípidos: que forman parte de la membrana plasmática de la pared celular. Tiene lugar también la síntesis de los polímeros que forman la pared celular.  Hay secreción de proteínas y algún proceso de fotosíntesis

3.1.7 Mesosomas

Son estructuras fotosintéticas que llevan los pigmentos necesarios para realizar la fotosíntesis. En otros casos pueden tener implicación en procesos respiratorios. También hay estructuras especializadas en estas funciones (aunque su estructura no proviene de la bicapa lipídica).

3.1 8 Pared celular bacteriana

Funciones de la pared celular bacteriana

 Da forma y protege de la lisis osmótica  Contribuye a la patogenicidad del patógeno  Protegen a la bacteria de sistemas tóxicos y es el lugar de acción de los antibióticos.

El polímero responsable de la rigidez es el péptido-glucano o mureína. Este polímero está presente en microorganismos G+ y G-. La composición de la pared celular va a diferir si se tratan de bacterias G+ o G-. La distribución de este polímero es mayor en bacterias G+ (+50%). Además de este compuesto, vamos a encontrar también ácidos teicoicos (solo presentes en G+), polisacáridos (G+), proteínas (en los 2 tipos), fosfolípidos (G-), lipoproteínas (G-), lipopolisacáridos (G-).

 Está presente solo en procariotas, excepto en micoplasmas. Ausente en alguna Archaea (no existe el ácido murámico, sino que en su lugar es el ácido N- acetiltalasoaminomurámico, o también llamado pseudomureína).  En Archaea, la unión entre mureína es mediante enlaces β(1-3).  En Archaea, los aminoácidos siempre están en las formas L, nunca en las D.  El ácido N-acetilmurámico (NAM) y el ácido diaminopimélico (DAP) son característicos de procariotas, mientras que los demás compuestos se pueden encontrar en eucariotas.  Presencia de aminoácidos  Hay grupos de procariotas en los que el puente de glicina puede estar compuesto de cualquiera de los 4 aminoácidos que forman el tetrapéptido. Nunca puede haber aminoácidos aromáticos, ramificados o grupos sulfuro.

3.2 Ácidos teicoicos

Están presentes solo en bacterias G+. Son polisacáridos de tipo ácido y en los que hay grupos fosfato, polialcoholes, aunque de este último grupo siempre hay unido azúcares como la D-glucosa o la D-alanina. Dependiendo del tipo de alcohol que lleve unido, estos pueden ser glicerol-teicoicos (lipoteicoicos) o el ribitol-teicoicos. Forman parte de la pared celular en bacterias G+ y se une a una de las subunidades de la mureína mediante enlaces fosfodiéster. Los ácidos teicoicos tienen carga negativa, por lo que contribuyen a la carga negativa total de la superficie de la pared celular en bacterias G+. Este compuesto le confiere rigidez a la pared.

3.3 Polisacáridos

Están presentes en bacterias G+ y son del tipo hidropolisacáridos. Pueden estar formados solo por un azúcar o por azúcares unidos a algún tipo de ácido. La composición de este compuesto es específica para cada microorganismo. En bacterias G+ son responsables de su antigenicidad: el hospedador va a desarrollar anticuerpos frente a estos antígenos. Es aquí donde se unen también los bacteriófagos (virus que invaden bacterias).

3.4 Lipopolisacáridos (LPS)

Están presentes en bacterias G-. Constituye el 80% de la composición total de la pared bacteriana. En las bacterias G-, los lipopolisacáridos son los responsables de su antigenicidad. También son los responsables de la presencia de distintos grupos serológicos dentro de la misma especie bacteriana. Los LPS tienen una estructura en la que se diferencian 2 partes: una parte central llamada núcleo oligosacarídico o core (que es común a todas los grupos serológicos dentro de la misma especie). La parte variable, la que permite que haya diferentes cepas dentro de la misma especie es la cadena lateral. La parte de lípido A tiene actividad de endotoxina, ya que forma parte de la pared bacteriana. Es una de las causas de la virulencia en estas bacterias.

3.5 Proteínas en bacterias G-

Hay 2 tipos de proteínas: una de ellas unida a lípidos (lipoproteínas de Brown) y las porinas (que actúan como transportadores de moléculas de pequeño tamaño). Hay

otras proteínas que están en sistemas específicos de transporte de sustancias (de hierro o vitaminas).

3.6 Relación entre la tinción Gram y la pared celular bacteriana

La tinción Gram es una tinción diferencial específica, que nos va a diferenciar las bacterias G+ de las G-.

 Diferencia en la composición: mayor cantidad de lípidos en G-  Diferencia en la estructura: mayor grosor y entrecruzamiento en G+

Tema 4. Técnicas de estudio y observación de bacterias

4.1 Tipos de microscopios

 M. ópticos

• Campo claro (normal o invertido)
• Campo oscuro
• Invertido
• Contraste de fase
• Fluorescencia  M. electrónicos
• De transmisión (TEM)
• De barrido (SEM)

 Nuevos microscopios

• De interferencia diferencial (DIC)
• Cofocal
• De efecto túnel

Rango de resolución de los microscopios:

 Ópticos: 0,2 micras  Electrónicos: 10 armstrong  De efecto túnel: 1 armstrong

4.1.1 Microscopios ópticos

1. Microscopio de campo claro: Con él se pueden ver microorganismos que son ya coloreados de por sí (bacterias fotosintéticas, etc).
2. Microscopio de campo oscuro: Su fundamento es el mismo que el del microscopio de campo claro, con la diferencia de que lleva un diafragma oscuro, que permite ver lo que no forma parte de la muestra (de color oscuro) de lo que es la muestra en si (de un color claro). Tiene mayor resolución que el microscopio de campo claro. Se usa sobre todo para ver estructuras de bacterias que no se ven bien con otros microscopios.
3. Microscopio invertido: Este funciona al revés que los 2 anteriormente mencionados. Se usa sobre todo en prácticas de Virología (con este microscopio se puede ver, de

4.1.2 Microscopios electrónicos

1. Microscopio electrónico de transmisión (MET) y microscopio electrónico de barrido (MEB)

Ventaja s: poder de resolución de hasta 10 armstrong

Desventajas : preparación de la muestra de especímenes o la no utilización de especímenes vivos.

La preparación de las muestras para este tipo de microscopio es mucho más complicada que en el microscopio óptico, Se suele usar parafina. Se necesitan hacer cortes ultrafinos de la muestra y una vez hechos los cortes, se echan los colorantes especiales para este microscopio.

En los MEB (o también llamados SEM por sus siglas del inglés), las muestras preparadas para estos microscopios no necesitan desecación ni inclusión. El tipo de material que se usa para ver la muestra es un material pesado (normalmente platino).

4.1.3 Los nuevos microscopios

1. Microscopio de interferencia diferencial (DIC): es similar al microscopio de contraste de fases pero con mayor potencia. Permite ver estructuras internas de microorganismos o células.
2. Cofocal: permite ver imágenes en 3D. Es muy usado en muestras de suelo, agua y en ecología microbiana.
3. Microscopio de efecto túnel: permite ver imágenes en 3D. Permite ver estructuras tan pequeñas como los átomos que las sustancias de interés (es el microscopio con el mayor poder de resolución)

4.2 Medios de cultivo bacterianos

Un medio de cultivo es un material nutritivo que sirve para el crecimiento bacteriano. Es un medio en el que van a estar todos los nutrientes necesarios para que crezca un determinado microorganismo.

Criterios a seguir para conseguir un medio de cultivo adecuado

 Tener los nutrientes necesarios  Suficiente humedad, pH adecuado y concentración de oxígeno óptima  Medio de cultivo estéril (no contaminado)  Debe poder incubarse a una temperatura correcta

4.2.1 Tipos de medios de cultivo

 Líquidos: son reversibles  Sólidos: son reversibles. Se le suele agregar un agente solidificante como el agar. Se usa en: 1.Tubos de ensayo 2.Tubos en pico 3. Placas Petri

Químicamente definidos: son aquellos cuya composición química es conocida. Pueden ser sencillos o muy complejos. Se emplean frecuentemente en investigación.

Medios complejos

 Son medios que contienen algunos ingredientes cuya composición química es desconocida.  Son muy útiles ya que un único medio de cultivo puede satisfacer las necesidades nutricionales de diversos microorganismos.  Tienen componentes como peptonas, extracto de carne o levadura (por ejemplo, caldo nutritivo, caldo de triptona soja).

Aquellos medios de cultivo que llevan más de un componente se pueden considerar como medios complejos.

Medios basales

Son aquellos que se usan para el crecimiento de muchos microorganismos a la vez. No necesitan nutrientes especiales, suelen llevar agua, TSA, peptona, extracto de carne, etc.

Medios enriquecidos

Son medios basales que llevan algún nutriente especial para favorecer el crecimiento de un determinado tipo de microorganismo. En este medio crecen bacterias que necesitan sangre para su crecimiento, yema de huevo o suero para determinados grupos microbianos.

Medios selectivos

Son medios que seleccionan un determinado grupo de microorganismo porque inhibe el crecimiento de otros (por ejemplo: el agar sulfito de bismuto inhibe el crecimiento de bacterias G+ y permite el crecimiento de bacterias G-. El crecimiento de la bacteria E.coli sería posible en este medio ya que se trata de una bacteria G-).

Medios diferenciales

En principio, funcionan como un medio enriquecido en sangre. Allí crecen bacterias que destruyen los glóbulos rojos, produciendo hemolisis. Hay otras bacterias que no provocan la hemolisis total. El grado de utilización de la sangre por las diferentes bacterias es diferente en función de la bacteria que se esté considerando. Las bacterias β hemolíticas producen una degradación total de los glóbulos rojos. Las α hemolíticas no producen una degradación total de los glóbulos rojos.

Medios mixtos

Nos permiten diferenciar grupos de bacterias en función de los tipos de medios de cultivo que se use en cada medio mixto (por ejemplo, el ágar MacConkey se usa en este cultivo mixto).

 Medios enriquecidos-selectivos