(Universidad Del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

NUTRICIÓN. TIPOS DE NUTRICIÓN. REQUERIMIENTOS

NUTRICIONALES. FACTORES DE CRECIMIENTO. MEDIOS DE

CULTIVO.

Mg. Sc. Estela Memenza Z.

2013 - II

Metabolismo

AnabolismoCatabolismo

Moléculas simples comoglucosa, aminoácidos,glicerol y ácidos grasos.

Reacciones anabólicastransfieren energía delATP hacia moléculascomplejas.

Moléculas complejas comoalmidón, proteínas y lípidos.

Reacciones catabólicastransfieren energía demoléculas complejas haciael ATP.

Metabolismo Microbiano

1. Forma de obtención de los equivalentes reductores en reacciones biosintéticas (Energía)

- Luz- Compuestos inorgánicos- Compuestos orgánicos

2. Forma de obtención del C para construir la masa celular

- Autótrofos- Heterótrofos- Mixótrofos

3. Forma de obtención de los equivalentes reductores en reacciones biosintéticas

- Litotrofos- Organotrofos

Quimiotrofos

Fototrofos

Tipos Nutricionales

Química Luz

QuimiolitotróficoQuimiorganotrófico Fotolitotrófico

Fuentes de carbono

Fuente de carbono

Compuesto orgánico

CO2Compuesto

orgánicoCO2

Quimiorganotróficoheterótrofo

Quimiolitotróficoautótrofo

Fotolitotróficoheterótrofo

Fotolitotróficoautótrofo

Fuente de energía

Bacterias verde no

sulfurosas y algunas verdes del

azufre

Usan H2O donador de e

-

Cianobacterias

Usan H+, H2S y S

Fotosíntesis oxigénica

Fotosíntesis anoxigénica

Bacterias verdes

y púrpuras sulfurosas

Moléculas inorgánicasfuente de e

-Aceptor final de e-

O2-

La mayoría

de bacteriashongos

No O2-

Comp.Orgánicos

Comp.inorgánicos

FermentaciónStreptococcus

Cad. Trans. e-

Clostridium

Usan Fe, N, S

Bacterias oxidativas S, H, Fe, nitrif.

Nutrición Suministrar a las células los ingredientes químicos

necesarios (Requerimientos nutricionales) para sintetizar

los monómeros que forman las macromoléculas biológicas. Nucleótidos Ac. Nucleicos

Aminoácidos Proteínas

Ác. Grasos, glicerol Lípidos

Hexosas Carbohidratos

NutrientesCompuestos químicos disueltos en el agua a partir de las cuales los microorganismos forman su material celular y obtienen energía

Requerimientos nutricionales

Carbono (C)Hidrógeno (H)Oxígeno (O)

Nitrógeno (N)Fósforo (P)Azufre (S)Potasio (K)

Magnesio (Mg)Sodio (Na)Calcio (Ca)Hierro (Fe)

Macronutrientes

Cobalto (Co)Cobre (Cu)

Manganeso (Mn)Molibdeno (Mo)

Níquel (Ni)Selenio (Se)

Tungsteno (W)Vanadio (V)

Zinc (Zn)

Micronutrientes

Ác. p-aminobenzóicoBiotina

Cabalamina (B12)Ác. Lipoico

Ác. Nicotínico (Niacina)

Ác. PantoténicoRiboflavina

Tiamina (B1)Vitaminas B6

Vitamina K, quinonasHidroxamatos

Factores de crecimiento

Macronutrientes

Forma en el ambiente Función Forma suministrada en el medio de cultivo

Carbono CO2, compuestos orgánicos

Formar el esqueleto carbonado de moléculas orgánicas

Glucosa, malato, acetato, piruvato, aminoácidos, mezclas complejas (extracto de carne, peptona, etc.).

Hidrógeno H2O, compuestos orgánicos

Fuente de energía. H2O, compuestos orgánicos

Oxígeno H2O, compuestos orgánicos

Aceptor final de e- en la respiración aeróbica. Hidrocarburos, metano.

H2O, compuestos orgánicos

Nitrógeno NH3, NO3

-, N2,

compuestos orgánicos nitrogenados

Después del C es el más abundante (12%). Componente mayor de proteínas y ác.nucleicos

Inorgánico: NH4Cl, (NH4)2SO4, KNO3, N2

Orgánico: aminoácidos, bases nitrogenadas, etc.

Fósforo PO4

-Síntesis de ácidos nucleicos y fosfolípidos.

KH2PO4, Na2HPO4

Azufre H2S, SO4

-, compuestos

orgánicos con S, sulfuros metálicos (FeS, CuS, ZnS, NiS, etc.)

Elemento estructural de del aa cis y met y vitaminas como tiamina, biotina, ác. Lipóico, coenzima A.

Na2SO4, Na2S2O3, Na2S, cisteína y otros compuestos azufrados.

Potasio K+ en solución o como varias sales con K+

Varias enzimas involucradasen la síntesis de proteínas y otras.

KCl, KH2PO4

Macronutrientes

Forma en el ambiente

Función Forma suministrada en el medio de cultivo

Magnesio Mg2+ en solución o como varias sales con Mg2+

Estabiliza los ribosomas, membranas celulares, ácidos nucleicos y se requiere en la actividad de varias enzimas.

MgCl2, MgSO4

Sodio Na+ en solución, NaCl o como varias sales con Na+

Requerido en el hábitat de muchos microorganismos.

NaCl

Calcio Ca2+ en solución, CaSO4 o como varias sales con Ca+

Ayuda a estabilizar la pared celular bacteriana y es importante en la termorresistencia de la endospora.

CaCl

Hierro Fe2+ o Fe3+ en solución, FeS, Fe(OH)3 o como varias sales con Fe

Componente clave en los citocromos (respiración celular) en proteínas con cofactores de Fe y S implicadas en el transporte de e-, en los sideróforos (sales de hierro),

FeCl3, FeSO4, varias soluciones de hierro quelado (Fe3+,EDTA,Fe3+,citrato, etc.)

Micronutrientes Función

Cobalto Forma parte de la Transcarboxilasa en el caso de bacterias del ác. Propiónico.

Cobre En la respiración Citrocomo C oxidasa, en fotosíntesis plastocianina y en algunas superóxido dismutasas.

Manganeso Activador de muchas enzimas, presentes en algunas superóxido dismutasas

Molibdeno En algunas enzimas que contienen flavina, nitrogenasa, nitrato reductasa, sulfito oxidasa,

Niquel La mayoría de hidrogenasas, deshidrogenasa del monóxido de carbono y ureasa.

Selenio Formato deshidrogenasa, algunas hidrogenasas

Tungsteno Algunas formatos deshidrogenasas y oxotransferasas de hipertermófilos.

Vanadio Vanadio deshidrogenasa, bromoperoxidasa

Zinc Anhidrasa carbónica, alcohol deshidrogenasa, RNA y DNA polimerasas, y muchas proteínas que se unen al DNA.

Hierro Citrocomos, catalasas, peroxidasas, proteínas con hierro y azufre, oxigenasas y todas las nitrogenasas.

Factores de crecimiento

Función

Ác. p-aminobenzóico Precursor del ácido fólico

Ácido fólico Metabolismo de un compuesto de un carbono, transferencia de grupos metilo

Biotina Biosíntesis de ácidos grasos, algunas reacciones de fijación del CO2

Cobalamina reducción y transferencia de compuestos C1; síntesis dedesoxirribosa

Niacina (ácido nicotínico)

Niacina (ácido nicotínico) precursor del NAD; transferencia de electrones en reacciones redox

Riboflavina Precursor de FAD y FMN

ácido pantoténico Precursor de la CoA

Tiamina (vitamina B1) Descarboxilaciones, transcetolasas. Complejo B6 (piridoxal, piridoxamina) transformaciones de aminoácidos y cetoácidos

Grupo Vitamina K, quinonas

Transportadores de electrones (ubiquinonas, menaquinonas, etc.)

Medios de cultivoSoluciones nutritivas líquidas o sólidas que se usan

en el laboratorio para el cultivo de los microorganismos.

Composición

Utilidad

Componentes básicos para satisfacer las mínimas exigencias nutricionales para el desarrollo microbiano. Incluyen: Agua, Macronutrientes, Micronutrientes, Factores de Crecimiento. Además Condiciones de Temperatura, pH, O2, CO2 parcial o total.

Aislamiento, Crecimiento, Multiplicación, Identificación, Caracterización y Conservación de m.o. heterotróficos. Contienen: Compuestos proteicos, sales inorgánicas, extractos de carne o levadura, etc.

Definidos o sintéticos

Complejos

Composición química

Composición química y cantidades exactas conocidas

No definidos y cantidades exactas desconocidas

Naturales

SintéticosOrigen

Sustancias naturales animal o vegetal. Extractos, Infusiones.

Composición química conocida

Semisintético Sintéticos + Factores de Crecimiento.

Clasificación

Escherichia coli

Medio Definido

K2HPO4 7gKH2PO4 2g(NH4)2SO4 1gMgSO4 0.1 gCaCl2 0.02 gGlucosa 4 -10 g

Elementos traza (Fe, Co, Mn, Zn, Cu, Ni, Mo) 2 – 10 µg

cada unoAgua destilada 1000 ml

pH 7

Bacterias en general

Medio complejo

Peptona 5 gExtracto de Carne 3 gAgar 15 g

Agua destilada 1000 mlpH 7

Ejemplos de medios de cultivos para el aislamiento de microorganismos con requerimientos nutricionales simples y complejos

Consistencia

Líquidos

Sólidos

Caldos: Peptonado, Nutricio, Triptosa, Carne, etc.

Gel blando (0.5%)Semisólidos

Consistencia de gel: Agar Nutricio, Agar Papa Dextrosa, Agar Extracto de Malta, etc.

Ejemplos de medios de cultivos para el aislamiento de microorganismos según su consistencia

Medios sólidos

Medios semisólidosMedios líquidos

Utilización

Comunes

Enriquecimiento

Agar/Caldo Nutritivo, Peptona, Agar Almidón, Soya.

Grupo determinado de m.o. Agar Staphylococcus, Agar McConkey, Agar Verde Brillante, Agar King´B, Agar YCD, etc.

Selectivos

Bacterias más exigentes. Vitaminas, extracto de levadura, bases nitrogenadas, carbohidratos y sales minerales

Diferenciales

Grupo determinado de m.o., géneros y especies (metabolismo). Pruebas de fermentación, utilización de un carbohidrato, producción de acidez, motilidad, producción de enzimas, tipo de respiración. Indol, Hugh y Leifson, SIM, etc.

Cultivo de microorganismos en el laboratorio

Técnica Aséptica

Método de Aislamiento por

Estriado

Cultivo de microorganismos en el laboratorio

Técnica Aséptica

Técnica de Dilución

Cultivo de microorganismos en el laboratorio

Técnica Aséptica Método de

Aislamiento por Difusión

Cultivo de microorganismos en el laboratorio

Técnica Aséptica

Método de Aislamiento por

Diseminación

Crecimiento de colonias

Cultivo mixtos

Cultivos Puros o Axénicos

Bacillus subtilis Escherichia coli Saccharomyces cereviceae