Crecimiento Bacteriano: Nutrientes Esenciales y Factores Ambientales Clave

Biología29 may 202544,16 KB

Nutrición y Factores Ambientales para el Crecimiento Bacteriano

Constituye aproximadamente el 14% del peso seco de la mayoría de los microorganismos.
Es un componente esencial de proteínas, ácidos nucleicos y metabolitos vitales.
Heterótrofos: Utilizan aminoácidos, péptidos o NH4.
Autótrofos: Utilizan NO3 o N2.

Representa el 3% del peso seco bacteriano.
Constituyente clave de fosfolípidos, ácidos nucleicos, coenzimas, proteínas y metabolitos esenciales.
Se requiere en forma de fosfatos, tanto orgánicos como inorgánicos.
Las bacterias Gram negativas hidrolizan fosfatos orgánicos mediante fosfatasas extracelulares o periplásmicas (p. ej., fosfatasa alcalina).

Aproximadamente el 1% del peso seco de la mayoría de las bacterias.
Componente de dos aminoácidos, de algunos ARN de transferencia y de ciertos metabolitos esenciales.
La fuente más común en laboratorio y en la naturaleza es el SO4 (sulfato).
Heterótrofos: Utilizan cisteína, SO4 o sulfuros.
Autótrofos: Convierten SO4 → SO3 → H2S.

Compuestos inorgánicos esenciales requeridos en pequeñas cantidades.
En los tejidos, el hierro (Fe) se encuentra como hidróxido, no disponible para los microorganismos, a menos que produzcan sideróforos que lo solubilicen.

K+ (Potasio): Implicado en la activación de enzimas; asociado con los ácidos teicoicos en bacterias Gram positivas.
Mg2+ (Magnesio): Estabiliza ribosomas, membranas y ácidos nucleicos; actúa como cofactor en reacciones que involucran ATP; presente en clorofilas y bacterioclorofilas.
Ca2+ (Calcio): Cofactor de enzimas como las proteinasas.
Fe2+ (Hierro): Presente en citocromos y proteínas FeS; cofactor en diversas enzimas.
Mn2+ (Manganeso): Cofactor de ciertas enzimas.
Co2+ (Cobalto): Presente en la vitamina B12.
Zn2+ (Zinc): Estabiliza ADN-polimerasas y ARN-polimerasas.
Mo (Molibdeno): Se encuentra en molibdoflavoproteínas y en la nitrogenasa.
Ni (Níquel): Presente en hidrogenasas.

Moléculas orgánicas específicas necesarias en pequeñas cantidades que las bacterias no pueden sintetizar por sí mismas.
Ejemplos de requerimientos específicos:
- Brucella: Biotina, niacina, tiamina y ácido pantoténico.
- Haemophilus: Nucleótidos de piridina y suplementos de grupos hemo.
Tipos generales de factores de crecimiento:
- Aminoácidos: Esenciales para la síntesis de proteínas.
- Purinas y Pirimidinas: Necesarias para la síntesis de ácidos nucleicos.
- Vitaminas: Actúan como cofactores enzimáticos.

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Las bacterias requieren cierta humedad para crecer, ya que el agua es:
1. El principal constituyente del protoplasma bacteriano.
2. El medio universal donde ocurren las reacciones biológicas.
3. Un producto resultante de algunas reacciones bioquímicas.
El contenido de agua varía: desde 75% (E. coli) hasta 85% (Mycobacterium tuberculosis, Corynebacterium diphtheriae).
El agua puede ser: endógena (producida por reacciones de óxido-reducción) o exógena (del medio ambiente).
Su disponibilidad se mide como actividad del agua (potencial de agua, aW).
En bacterias oligotróficas, el aW está cercano a 1.
E. coli y Streptococcus: aW cerca de 0.995.
Vibrio cholerae y Pseudomonas: aW de 0.980.
Bacterias xerófilas: aW de 0.75.

Psicrófilas: Soportan bajas temperaturas, entre 0 - 20°C. Ejemplos: Pseudomonas, Listeria.
Mesófilas: Se desarrollan mejor a temperaturas intermedias, entre 20 - 45°C. Ejemplos: Staphylococcus, Streptococcus.
Termófilas: Son capaces de soportar altas temperaturas, de 55°C o más. Ejemplos: Bacillus stearothermophilus, bacterias del compostaje.
Hipertermófilas: Óptimo de crecimiento superior a 90°C. Ejemplos: Pyrococcus, Pirodyctium, Pyrolobus.
Estenotérmicas: Son mesófilas pero solo se desarrollan y sobreviven en rangos estrechos de temperatura, entre 35 - 36°C. Ejemplo: Neisseria.