Seminario del Instituto de Fisiología Celular:

Diversity of parasite mitochondria as a drug target

Que impartirá el Dr. Kiyoshi Kita

Graduate School of Medicine, The University of Tokyo

Viernes 7 de marzo de 2014, 12:00 horas Auditorio Antonio Peña Díaz del propio Instituto

Entrada libre

http://www.ifc.unam.mx/

UNIDAD 3. Nutrición Microbiana

¡  3.4 Medios de cultivo: clasificación, diseño y aplicaciones.

Composición química de una bacteria (E. coli)

Molécula % del peso seco (2.8x10-13 g)

• Macromoléculas totales 96

Proteínas 55

Polisacáridos 5

Lípidos 9.1

ADN 3.1

ARN 20.5

• Monómeros totales 3

Aminoácidos y precursores 0.5

Azucares y precursores 2

Nucleótidos y precursores 0.5

• Iones inorgánicos 1

Total 100%

Microorganismos

Fuente de energía

Oxido-reducción Quimiótrofas

Luz Fotótrofas

Compuestos orgánicos Quimioheterótrofos Fuente de carbono

Compuestos orgánicos Quimioheterótrofos

CO2

Compuestos orgánicos Fotoheterótrofos

CO2 Fotoautótrofos

Compuestos inorgánicos Quimiolitótrofos

Compuestos Orgánicos Mixótrofos

CO2 Litoautótrofos

Fuente de carbono

Fuente de carbono

Clasificación

Macronutrientes en los medios de cultivo

Elemento Forma encontrada en el medio ambiente

Forma química en los medios de cultivo

Carbono (C) CO2, compuestos orgánicos Glucosa, malato, acetato, piruvato, cientos de otros compuestos o en mezclas

complejas (extracto de levadura, peptona y otros)

Hidrógeno (H) H2O, compuestos orgánicos H2O, compuestos orgánicos

Oxígeno (O) H2O, O2, compuestos orgánicos

H2O, O2, compuestos orgánicos

Nitrógeno (N) NH3, NO3, N2, compuestos orgánicos nitrogenados

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

Orgánicos: Aminoácidos, bases nitrogenadas de

nucleótidos y otros compuestos de nitrógeno;

PEPTONAS

Macronutrientes en los medios de cultivo

Elemento Forma encontrada en el medio ambiente

Forma química en los medios de cultivo

Fósforo (P) PO43- KH2PO4, Na2HPO4

Azufre (S) H2S, compuestos orgánicos de S, metales (FeS, CuS,

ZnS, NiS y otros)

Na2SO4, Na2S2O3, Na2S, cisteína u otros compuestos

orgánicos con azufre

Potasio (K) K+ en solución o varias sales de K

KCl, KH2PO4

Magnesio (Mg) Mg2+ en solución o varias

sales de Mg MgCl2, MgSO4

Macronutrientes en los medios de cultivo

Elemento Forma encontrada en el medio ambiente

Forma química en los medios de cultivo

Sodio (Na) Na+ en solución o como NaCl y otras sales de Na

NaCl

Calcio (Ca) Ca2+ en solución o como

CaSO4 y otras sales de Ca CaCl2

Fierro (Fe) Fe2+ o Fe3

+ en solución como FeS, Fe(OH), otras muchas

sales de Fe

FeCl3, FeSO4 y otras soluciones de fierro (o Fe3

+, EDTA, Fe2

+ citrato)

Micronutrientes en los medios de cultivo

Elemento Función celular

Cobalto Vitamina B12, transcarboxilasa

Cobre Proteínas, citocromo c oxidasa, SOD

Manganeso Activador enzimático, SOD.

Molibdeno Enzimas, nitrogenasa de molibdeno, nitrato reductasa.

Níquel Hidrogenasa, monóxido de carbono deshidrogenasa.

Selenio Hidrogenasas, aminoácido selenio-cisteína.

Tungsteno Formato deshidrogenasa.

Vanadio Nitrogenasa de vanadio.

Zinc Anhidrasa carbónica, alcohol deshidrogenasa.

Factores de crecimiento Vitamina Función

Ácido p-amino benzoico (PABA) Precursor del ácido fólico

Ácido fólico Metabolismo de un carbono, transferencia de grupos metilo

Biotina Biosíntesis de ácido grasos, beta descarboxilaciones, fijación de CO2

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

Cobalamina (B12) Reducción y transferencia de fragmentos de un solo carbono.

Riboflavina Precursor de FAD, FMN, transporte de electrones.

Ácido pantoténico Precursor de la CoA

Tiamina (B1) Alfa descarboxilaciones, transcetolasas.

Complejo B6 (piridoxal, piridoxamina) Transformaciones de aminoácidos y cetoácidos.

Grupo Vitamina K, quinonas Transportadores de electrones (ubiquinonas, menaquinonas, etc.)

Medios de Cultivo Composición Naturales o Complejos

Sintéticos

Estado Líquido

Fluido 0.1% de agar

Semisólido 0.2 a 0.8% de agar

Sólido 1.5 a 2% de agar

Uso Enriquecidos o nutritivos

De enriquecimiento

Selectivos

Diferenciales

De transporte

De mantenimiento o conservación

Pruebas Bioquímicas

Clasificación por composición de los medios de cultivo

Naturales o complejos. Son medios que no tienen una composición definida. Sangre, suelo, frutas, etc. o medios que contengan ingredientes cuya composición no esté completamente definida como el extracto de levadura, peptonas o el agua de la llave.

Los medios sintéticos son aquellos cuya composición en completamente conocida, sus componentes son extrapuros, como en los medios empleados para investigación.

Medios de cultivo deshidratados

Clasificación por estado de los medios de cultivo

Medios líquidos. Generalmente tienen componentes completamente solubles. Son útiles en la propagación de microorganismos pero tienen la desventaja de que no se pueden detectar contaminaciones.

Agar Extraído a partir de un tipo de algas rojas (de los géneros Gelidium y Gracilaria), Agar es un gelificante que se emplea en Japón desde el siglo XV. En 1859 se introdujo en Europa como alimento característico de la cocina china y a principios del siglo XX se empezó a aplicar en la industria alimentaria. Es una fuente de fibra y tiene capacidad de formación de gel en proporciones muy bajas. Permite la elaboración de gelatinas calientes.

Clasificación por estado de los medios de cultivo

Los medios fluidos contienen agar en una concentración aproximada a 0.1%, el medio tiene una consistencia líquida pero la presencia de agar disminuye la velocidad de disolución de O2 ambiental. Se emplea generalmente en el cultivo de microorganismos anaerobios y microaerofílicos.

Medio fluido de tioglicolato con resarzurina (indicador

de oxido/reducción)

Clasificación por estado de los medios de cultivo

Los medios de cultivo semisólidos contienen de entre el 0.2 y el 0.8% de agar, son suaves y permiten observar la movilidad de los microorganismos. Esta consistencia es utilizada en los medios de transporte, las pruebas de movilidad, pruebas bioquímicas y pruebas genéticas.

Clasificación por estado de los medios de cultivo

Los medios sólidos contienen entre 1.5 a 2.0% de agar, esto los hace tener una consistencia dura y forman un soporte para el crecimiento microbiano. Se emplean para cultivo, aislamiento, diferenciación, cuantificación, pruebas de sensibilidad y en algunos casos para conservación (inclinados).

Uso. Medios enriquecidos Contienen componentes ricos nutritivamente y permite el crecimiento de microorganismos no exigentes. Ejemplos: • Agar cuenta estándar (cuenta en placa) • Infusión cerebro y corazón (BHI) • Agar Soya Tripticaseína (TSA) • Agar nutritivo (AN) • Agar sangre (AS)

Uso. Medios de enriquecimiento

Contiene componentes y condiciones que permiten el desarrollo de un tipo microbiano y disminuyen la velocidad de crecimiento de la flora acompañante. Ejemplos:

• Caldo selenito Detección de

Salmonella, Enterobacter sakazakii y Yersinia enterocolitica

• Agua peptonada pH 9 Detección de V. cholerae

• Caldo tetrationato Pre-enriquecimiento para Salmonella

Uso. Medios selectivos Contienen componentes que permiten el desarrollo de un tipo microbiano e inhiben el crecimiento de los demás microorganismos. Ejemplos: • Agar cetrimida (Pseudomonas) • Caldo bilis verde brillante (coliformes totales) • Agar Bacillus cereus • Agar Sabouraud cicloheximida (hongos patógenos primarios)

Uso. Medios diferenciales Contiene componentes que permiten diferenciar las actividades metabólicas de los microorganismos inoculados. La presencia de indicadores o el uso de reveladores después de la incubación ponen de manifiesto la actividad. Ejemplos: • Agar DNAsa • Agar almidón • Agar cromogénico para Candida

Uso. Medios diferenciales y Selectivos

• Agar sal y manitol (MSA) (estafilococos) • Agar eosina azul de metileno (EMB)

(bacterias entéricas Gram negativas) • Agar XLD (Xilosa, Lisina, Desoxicolato)

Shigella • Agar Endo (coliformes) • Agar Mc Conkey (Bacterias Gram negativas)

Uso. Medios de conservación

Algunos medios de cultivo son empleados para la conservación temporal de microorganismos, como son:

• Medio sólido en caja a 4ºC (hasta 1 semana).

• Medio de agar inclinado 4ºC (hasta 2 semanas) con sello de glicerol estéril a 4ºC (varios meses dependiendo del microorganismo).

• Medio fluido de tioglicolato con carne molida con sello de aceite mineral estéril a temperatura ambiente (varios meses dependiendo del microorganismo).

En la liofilización también se emplea la leche descremada (años).

Son medios que se emplean para el transporte de muestras sin alterar la viabilidad y la proporción de microorganismos. Tienen consistencia semisólida, con amortiguador de pH y reducidos en nutrientes para preservar la proliferación de microorganismos por varias horas.

Las muestras se recolectan con asas o con hisopos de alginatos que no inhiben a los microorganismos.

• Medio Amies

• Medio de Stuart

Uso. Medios de transporte

Uso. Pruebas Bioquímicas Son medios de cultivo que tienen los nutrientes para poner en evidencia la actividad metabólica de un microorganismo puro. Pueden emplear reveladores y/o indicadores.