Permite conocer el modo de vida y el hábitat de diferentes especies bacterianas

Permite formular medios de cultivo para el aislamientoe identificación de los patógenos participantes.

Permite conocer y entender el modo de acción de algunosAntimicrobianos.

FISIOLOGÍA Y METABOLISMO BACTERIANO

Panorama del metabolismo y nutrición bacteriana

Sistema vivo

Dirigir reacciones químicas

Moléculas:estructuras específicas

Crecimiento

CCrecimientrecimientoo

NutrientesNutrientes

Aumento de los constituyentes químicos celulares en cantidades

apropiadas

Productos químicos que provienen del exterior a partir de los cuales se construye una célula

MetabolismMetabolismoo

Panorama del metabolismo y nutrición bacteriana

MetabolisMetabolismomo

Anabolismo Anabolismo oo

BiosíntesisBiosíntesis

Todos los procesos químicos que tienen lugar en una célula

Proceso en el que una célula sintetiza todos sus

componentes a partir de nutrientes tomados del medio

exterior

CatabolisCatabolismomo

Reacciones que conducen a la producción de energía

utilizable por la célula (ATP)

Energía

Panorama del metabolismo y nutrición bacteriana

Oxidación-ReducciónOxidación-Reducción

Metabolismo bacteriano

La utilización de energía química en organismos vivos implica reacciones REDOX

Oxidación: Se define como la pérdida de electrones de una

molécula

Reducción: Se define como la ganancia de electrones de una

moléculaDonadores de electrones: Molécula que

se oxida

Aceptores de electrones: Molécula que

se reduce

GlucólisiGlucólisiss

Rx preparativas

Rx oxidación

Aldolasa

Etapa I: se consumen 2 moléculas de ATP y no hay transferencia de electrones

Etapa II: ocurre transferencia

de electrones: NAD+ acepta 2

átomos de hidrógeno y se

convierte en NADH.

Ganancia neta del organismo:

2 moléculas de ATP por

molécula de glucosa.

Mecanismos para la producción de energía

El ácido pirúvico acepta electrones del NADH para

formar ácido láctico, etanol, butanol, mientras genera NAD+ para la glicolisis.

La fermentación no produce ningún ATP más que los 2 ATP formados en la glicolisis.

FermentacióFermentaciónn

Fermentación Fermentación alcohólicaalcohólica

Fermentación Fermentación lácticaláctica

En levaduras, el piruvato se reduce a etanol con liberación de CO2

En bacterias, el piruvato se reduce a ácido láctico

Piruvato decarboxilas

a

Alcohol DH

Lactato DH

Fosforilación a nivle de sustrato

Metabolismo bacteriano

Respiración Respiración aeróbicaaeróbica

Cadena respiratoria Cadena respiratoria transportadora de electronestransportadora de electrones

Sistema asociado a membranas

Funciones: (1) Aceptar electrones de un donador y

transferirlos a un aceptor

(2) Conservar energía durante la

transferencia de electrones para sintetizar ATP

Composición química de una célula bacteriana

La masa celular está formada por sustancias constituidas por 4 tipos de átomos

Carbono (50%)

Nitrógeno (12%)

Oxígeno

Hidrógeno

Esqueleto de macromolécul

as

Nutrientes:

Macronutrientes: Se requieren en altas cantidades: C, H, O,

N, P, S, Mg, Fe

Micronutrientes: Se requieren en bajas cantidades: Cu, Mn,

Ni, Zn

Crecimiento: Aumento en el número de células

Visión global del crecimiento microbiano

Procesos biosintéticos

2000 reacciones

Síntesis de macromoléculas: DNA, RNA, proteínas

Ensamblaje de macromoléculas: Pared celular, membrana

citoplasmática, flagelos, ribosomas

Se originan 2 células hijas a partir de una célula madre Todos los constituyentes celulares incrementan de manera

adecuada

Fisión Binaria

LA DINÁMICA DE CRECIMIENTO

REQUERIMIENTOS BACTERIANOS

METABOLISMO

Liberación de energía catabolismo

Requerimiento de energíaanabolismo

REQUERIMIENTOS BACTERIANOSREQUERIMIENTOS BACTERIANOSREQUERIMIENTOS BACTERIANOSREQUERIMIENTOS BACTERIANOS

FUENTE DE CARBONO

Dióxido de carbono (CO2)

Compuestos orgánicos: Glucosa, Galactosa

Fuente de carbono:

Autótrofos: Requieren CO2

Heterótrofos: Requieren compuestos orgánicos

Fuente de carbono:

Autótrofos: Requieren CO2

Heterótrofos: Requieren compuestos orgánicos

Fuente de energía

Fototrofas: Luz como fuente de energía.

Quimiotrofas: Rx químicas como fuente de energía.

Fuente de energía

Fototrofas: Luz como fuente de energía.

Quimiotrofas: Rx químicas como fuente de energía.

Fuente de electrones

Litotrofos:

Compuestos inorgánicos como fuente de electrones.

Organotrofos:

compuestos orgánicos como fuente de electrones

Fuente de electrones

Litotrofos:

Compuestos inorgánicos como fuente de electrones.

Organotrofos:

compuestos orgánicos como fuente de electrones

FUENTE DE NITRÓGENO

Orgánicos: Aminoácidos.

Inorgánicos: NO3, NH3, N2.

FUENTE DE FÓSFORO

Fosfato inorgánico: PO4.

Algunos organofosfatados: Hexosas-6-fosfato.

FUENTE DE AZUFRE

Inorgánica: SO4, H2S.

Orgánica: Aminoácidos azufrados

Tipos nutricionales

Fotolitoautotrofa:

Energía: luz

Electrones: Compuesto inorgánico

Carbono: CO2.

Fotoorganoheterotrofa:

Energía: Luz

Electrones: Compuestos orgánicos

Carbono: Compuestos orgánicos.

Quimiolitoautotrofa

Energía: Rx químicas.

Electrones: Compuestos inorgánicos.

Carbono: CO2

REQUERIMIENTOS DE LOS MICROORGANISMOS

REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS

En función de la fuente de energíaFotótrofos: LuzQuimiótrofos: Oxidan compuestos químicos

REQUERIMIENTOS DE CARBONO

En función de la fuente de carbono Autótrofos: CO2 (CIANOBACTERIAS)Heterótrofos: Compuestos orgánicos Carbonados

Fotoautótrofos: Luz + CO2. Bacterias fotosintéticasFotoheterótrofos: Algunas bacterias fotosintéticasQuimioautótrofos o quimiolitotrofos: Usan como fuente de energía compuestos inorgánicos reducidos: NO2, H2, Fe++...

TEMPERATURAPsicrófilas

Mesófilas

Termófilas

Hipertermófilas

PSICRÓFILAS15-20 °CAGUAS O TERRENOS FRÍOSPRODUCEN TOXINAS

MESÓFILAS25-40 °C SOPORTAN CORTOS PERÍODOS DE EXPOSICIÓN A ELEVADAS TEMPERATURASEscherichia coli

TERMÓFILAS50-60 °C Facultativos y obligadosBacillus stearotermophilus (65-75 °C)

HIPERTERMÓFILAS150-500 °C RELACIONADOS CON FENÓMENOS VOLCÁNICOS. USA, NUEVA ZELANDA, ITALIA, INDONESIA JAPÓN

TEMPERATURAS CARDINALES

Temperatura de mínimo crecimientoTemperatura más baja en la cual la bacteria puede dividirse

Temperatura de máximo crecimientoTemperatura más alta en la cual la bacteria puede dividirse

Temperatura de óptimo crecimientoTemperatura en la cual la bacteria crece más rápidamente (tiempo de generación más corto)

pHAcidófilaspH 1-5,4

Neutrófilas5,4- 8

Causan enfermedadesEn mamíferos Escherichia coli

Alcalófilas7- 11,5Alcaligenes fecalis

            Vibrio cholerae 

O2

Aerobias Obligados Capaces de crecer en presencia de oxígeno y no llevan a cabo fermentaciónPseudomonas

Anaerobias Obligados No realizan fosforilación oxidativa, mueren en presencia de oxígeno,

carecen de enzimas como la catalasa.

Clostridium

MicroaerófilasCrecen bien a bajas concentraciones de oxígeno, pero no resisten altas concentraciones.Streptococos Neisseria

Anaerobios facultativos Crece tanto en presencia como en ausencia de Oxigeno . E. coli

Anaerobios aerotolerantes Respiran anaeróbicamentre, pero pueden sobrevivir en presencia de oxígeno. Lactobacillus

Medio de Cultivo El material alimenticio en el que

crecen los microorganismos

El Cultivo El crecimiento de los

microorganismos

Uno de los sistemas más importantes para la identificación de

microorganismos es observar su crecimiento en sustancias alimenticias artificiales preparadas en el laboratorio

MEDIOS DE CULTIVO

SEGÚNSU ESTADO

FÍSICO

SEGÚN SU FINALIDAD ENMICROBIOLOGÍA

LÍQUIDO

SÓLIDO

SEMI-SÓLIDO

NO SELECTIVOS

SELECTIVOS

ENRIQUECIDOS

DIFERENCIALES

Semisólidos

MENOR CONCENTRACION DE AGAR

MOVIMIENTO

Líquidos

AGUA PEPTONA

Sólidos

CULTIVAR BACTERIASAISLAR CULTIVOS PUROSCONTAJEAGAR 1,5-2 %

NO SELECTIVOS:PERMITEN CRECIMIENTO DE GRAN VARIEDAD

DE MICROORGANISMOS

SELECTIVOS

PERMITEN EL CRECIMIENTO DE UN TIPO DE MICROORGANISMOS E INHIBEN EL CRECIMIENTO DE OTROS

AGAR VERDE BRILLANTE: INHIBE EL CRECIMIENTO DE GRAM-POSITIVASPERMITE EL CRECIMIENTO DE GRAM-NEGATIVAS (Salmonella)

ENRIQUECIMIENTOSELECTIVOS QUE SE LE

AGREGA, SANGRE, SUERO ALBÚMINA

(PARA MICROORGANISMOS EXIGENTES)

DIFERENCIALES

PERMITEN ESTABLECER DIFERENCIAS ENTRE DIVERSOS TIPOS DE MICROORGANISMOS(POSEEN CONSTITUYENTES)EVIDENCIAR UN CAMBIO OBSERVABLE

LACTOSA + INDICADOR DE pH

AGAR S-S

Técnicas de siembra

Siembra por estría en placa

Vertido de agar en placa

La confianza en sí mismo es el primer decreto del éxito