Reproducción y Crecimiento Bacteriano: Procesos y Medición

Reproducción y Crecimiento Bacteriano

Crecimiento Bacteriano

Definición: Incremento ordenado en todos los componentes de un microorganismo. Se refiere al aumento en número, no en tamaño individual. Es el incremento ordenado de todos los elementos de los microorganismos. Al ser tan pequeñas, consideramos el crecimiento como el aumento de población por multiplicación.

Reproducción Bacteriana

Tipos de Reproducción

• Fisión binaria: Una célula madre se divide en dos células hijas. Primero, duplica el ADN. Tras duplicarlo, se produce la elongación de la bacteria y se forma el tabique de separación celular.

  La diferencia entre bacterias Gram positivas (G+) y Gram negativas (G-) es que las G+ no pierden el perfil de la bacteria madre; esta multiplica su ADN, se elonga y forma un tabique intracelular. En las G-, se pierde el perfil en la célula madre, se forma una invaginación a un lado de la bacteria, y crece (se llena de elementos). Cuando ambas células son idénticas, se produce la separación.

• Gemación: Proceso de reproducción por gemación. Solo se da en bacterias sin pared (micoplasmas). Reproducción por producción de gemas. En un punto de la célula se crea una evaginación a la cual se dirige un aparato nuclear, se estrangula y se forman dos células desiguales. Poco a poco, la gema crece hasta alcanzar su tamaño original.

• Por fragmentación: Es un modo de reproducción múltiple, es decir, a partir de una célula madre se obtienen dos o más hijas. El cuerpo filiforme alargado se fragmenta en trozos con aparato nuclear, citoplasma e inclusiones; cada fragmento lleva aparato nuclear y citoplasma. Se da en organismos con velocidad de crecimiento escasa, como Actinomyces y micobacterias.

Curva de Crecimiento

Tg (Tiempo de generación): Periodo de tiempo que tarda una bacteria en producirse la división celular, dando lugar a dos células hijas. Depende de la bacteria que estemos estudiando. El Tg varía con la especie microbiana y está influenciado por factores externos como la humedad, temperatura, nutrientes, etc.

El Tg mínimo se da en bacterias como E. coli, con un Tg aproximado de 15 minutos.

Número de generaciones: Número de veces que se ha dividido la bacteria. Si el número de generaciones es 0, habrá una bacteria (relacionado con 2⁰ = 1). Si es 1, habrá 2 (2¹), si es 2, habrá 4 (2²), etc.

Tc (Tasa de crecimiento): Número de divisiones por unidad de tiempo. Expresa la velocidad de crecimiento.

Fórmulas relacionadas: Tg = t/n ; Tc = n/t

Medición del Crecimiento Bacteriano

Recuento en Placa

Método de recuento directo (MD). Mide el número de células viables. Requiere bastante tiempo (> 24 h). Cada bacteria crece y se divide para producir una sola colonia. Se expresa en Unidades Formadoras de Colonias (UFC). Cuando hay demasiadas colonias, hay inexactitud. El rango óptimo para contar es de 25-30 a 250-300 colonias por placa.

Diluciones Seriadas

Se utiliza en conjunto con el recuento en placa para reducir la concentración de bacterias a un nivel contable.

Fórmula: Número de bacterias/mL = Número de colonias en placa * Inversa de la dilución.

Métodos de siembra asociados: Placa vertida y Diseminación en placa.

Filtración: Método de recuento directo. Se utiliza cuando la cantidad de bacterias es muy pequeña.

Número Más Probable (NMP)

Método de recuento directo. Es más útil cuando los microorganismos no crecen bien en medios sólidos. Se basa en el crecimiento en medio líquido diferencial para identificar y cuantificar microorganismos.

Recuento Microscópico Directo

Contamos células por cm². No requiere tiempo de incubación.

Turbidometría

Método de recuento indirecto (MI). La turbidez del cultivo se utiliza para controlar el crecimiento bacteriano. Se mide con un espectrofotómetro.

Actividad Metabólica

Método de recuento indirecto. La cantidad de un producto metabólico (CO₂, ácido, etc.) es proporcional a la cantidad de bacterias presentes. Uso: Determinar la cantidad de vitaminas, por ejemplo.

Peso Seco

Método de recuento indirecto. Útil para bacterias filamentosas y mohos que no se pueden contar fácilmente en placa. La biomasa se seca en un desecador y se pesa.

Sistemas de Cultivos Continuos

Son sistemas abiertos en los cuales se mantienen condiciones ambientales constantes a través de un suministro continuo de nutrientes frescos y la eliminación de los productos tóxicos del metabolismo. Hay dos tipos principales:

Quimiostato

Consiste en una cámara de crecimiento donde los microorganismos se mantienen en fase exponencial, la cual es invariable. El volumen que entra es igual al volumen que sale. El crecimiento está limitado por la concentración de un nutriente limitante. Permite estudiar aspectos fisiológicos, selección de mutantes y estudios ecológicos. Se emplea en la industria, por ejemplo, en fermentaciones.

Turbidostato

Es un sistema de control interno, ya que la misma concentración de bacterias regula el flujo de entrada y salida de medio fresco por medio de un mecanismo electrónico basado en la medición y control de la densidad óptica (D.O.) del cultivo. Es difícil de manejar y ajustar. Si las bacterias se adhieren a la superficie del recipiente, los datos de D.O. pueden ser falseados. Se emplea en el estudio de factores que aumentan o disminuyen la tasa de crecimiento.