Microbiología: Crecimiento Bacteriano

Introducción a la Biología: Microorganismos

• Los microorganismos incluyen bacterias, hongos, protozoos, algas microscópicas y virus.
• Algunos microorganismos son patógenos, lo que significa que causan enfermedades.
• Los microorganismos juegan un papel importante en el mantenimiento del equilibrio de los organismos vivos.
• Algunos microorganismos tienen aplicaciones comerciales, incluyendo la industria alimentaria (vinagre, chucrut, encurtidos, bebidas alcohólicas, queso, leche, yogur, pan) y la producción de enzimas para la producción de otras sustancias.
• La nomenclatura de los microorganismos obedece a un sistema de clasificación, siguiendo un esquema de Género y Especie.

Clasificación de los Microorganismos

• Los seres vivos se clasifican en cinco reinos.
• Reino Moneras: células sin núcleo (procariotas), unicelulares, a veces forman colonias.
• Reino Protistas: células con núcleo (eucariotas), pueden ser unicelulares o pluricelulares sin verdaderos tejidos. Por ejemplo: protozoos, algas.
• Reino Hongos (fungi): células con núcleo (eucariotas), unicelulares o pluricelulares sin verdaderos tejidos.
• Reino Plantas: células con núcleo (eucariotas) organismos pluricelulares con tejidos, con órganos.
• Reino Animales: células con núcleo (eucariotas), organismos pluricelulares con tejidos. Tienen órganos y sistemas.

Estructura y actividad de las células microbianas

• Propiedades de todas las células (células procariotas/eucariotas):
  • Metabolismo: Captan nutrientes, los transforman y eliminan desechos.
  • Crecimiento: Los nutrientes del ambiente se transforman en nuevo material para crear nuevas células.
  • Evolución: Los nutrientes del ambiente se transforman en nuevo material celular para crear células nuevas.
• Propiedades de algunas células:
  • Diferenciación: Algunas células pueden formar nuevas estructuras, como esporas.
  • Comunicación: Las células se comunican entre sí mediante mensajeros químicos.
  • Intercambio genético: Las células pueden intercambiar genes mediante diferentes mecanismos.
  • Movilidad: Algunas células se pueden mover por sí mismas, con apéndices o estructuras auxiliares.

División celular bacteriana

• El crecimiento bacteriano se define como el aumento en el número de células.
• Las bacterias se dividen por fisión binaria.
• El tiempo de generación es el tiempo que requiere una bacteria para dividirse; varía según la especie y las condiciones.

Fases del crecimiento bacteriano

• Fase de latencia: Se corresponde con la primera parte de la curva, donde el número de unidades formadoras de colonia (UFC) permanece prácticamente constante (las bacterias se están adaptando a las condiciones del medio).
• Fase exponencial o logarítmica: Las bacterias se multiplican con rapidez.
• Fase estacionaria: El número de microorganismos permanece constante.
• Fase de muerte: El número de microorganismos comienza a disminuir.

Microorganismos y su ambiente (Ecosistemas microbianos)

• Los microorganismos viven en asociación con otros, formando poblaciones.
• Interacción en comunidades microbianas, con interacciones beneficiosas, neutras o perjudiciales.
• Ecosistemas microbianos: acuáticos (mares, estanques, lagos, corrientes), terrestres (suelos, subsuelo), y organismos superiores (plantas, animales).
• Ecología microbiana: asocia los procesos metabólicos con aplicaciones tecnológicas, como en agricultura, alimentaria, o farmacéutica.

Microorganismos, alimentos, energía y medio ambiente

• Seguridad alimentaria: Microorganismos esenciales para la elaboración de alimentos como yogurt, manteca, leche, chucrut, encurtidos, bebidas alcohólicas, panadería.
• Biorremediación: Los microorganismos se usan para consumir componentes tóxicos y contaminantes (petróleo, disolventes, plaguicidas) y acelerar su eliminación del medio ambiente.
• Microbiología industrial: Obtención de productos comercialmente valiosos a gran escala (antibióticos, enzimas).
• Biotecnología: Modificación genética de microorganismos para producir sustancias de valor, a pequeña escala (insulina, otras proteínas humanas).
• Microorganismos como agentes de enfermedades: Algunos microorganismos causan enfermedades en los humanos.

El impacto de los microorganismos en los seres humanos

• Microorganismos y agricultura: Los microorganismos ayudan en la fijación del nitrógeno y en la digestión de la celulosa.
• Microorganismos y nutrición humana: Los microorganismos presentes en el tracto digestivo cumplen un papel importante en la digestión de los alimentos.
• Microrganismos y su microbiota: La microbiota es el conjunto de bacterias que colonizan la piel, el aparato digestivo, incluidos la boca y el aparato genital. Los seres humanos mantienen una microbiota sana por medio de una dieta balanceada, ejercicio regular, descanso adecuado, entre otras acciones.

Las células de bacteria y Archaea

• Tamaño: 0,2 μm a 700 μm.
• Mayor superficie de la célula respecto al volumen celular que las eucariotas.
• Diversas formas (cocos, bacilos, espirilos)

Membranas arqueas

• Componentes estructurales diferentes a las de las bacterias.
• Presencia de lípidos con enlaces éter. Esta diferencia da resistencia a la descomposición.
• Se encuentran en distintos ambientes extremos y poseen un metabolismo particular.
• Los hipertermófilos son un tipo especial de Arqueas.

La pared celular en bacteria

• Importante para la protección de las bacterias contra la lisis osmótica.
• Las dos grandes categorías de pared celular bacteriana: Gram positivas y Gram negativas. Se distinguen por la composición y espesor de la pared celular.
• Estructura química del peptidoglicano en la pared celular bacteriana.
• La importancia de la morfología celular.

La tinción de Gram

• Un metodo de identificación y clasificación de las bacterias.
• Las bacterias Gram positivas se tiñen de morado, las bacterias Gram negativas se tiñen de rosa.
• Importante conocer para la identificación de posibles patógenos.

Micoplasmas

• No tienen pared celular.
• Algunos son patógenos que causan enfermedades.
• Soporta supervivencia en ambientes hostiles.

Lipopolisacáridos (LPS): Membrana externa

• Componentes importantes de la membrana exterior de las bacterias Gram negativas.
• Importancia en la patogenia de algunas bacterias por su toxicidad para los animales.

La pared celular en Archaea

• Diversidad de tipo de pared celular.
• Algunas cuentan con una estructura similar al peptidoglicano llamada pseudomureína.

Especies extremas (extremófilos)

• Resisten temperaturas extremas (hipertermófilos, psicrófilos).
• Tolera pH muy extremos (acidófilos, alcalófilos).
• Resistencia a la presión (barófilos).
• Resisten altas concentraciones de sal (halófilos).

Estructuras de la superficie celular

• Cápsulas y capas mucosas: Protegen de la desecación, facilitan la adherencia a superficies y evaden el sistema inmune.
• Fimbrias y pelos: Adherencia a superficies y en algunos casos, intercambio genético entre células.
• Flagelos: Facilitan la locomoción.
• Inclusiones celulares como reserva energética y de carbono
• Vesículas de gas: Confieren flotabilidad a los microorganismos planctónicos.

Endosporas

• Estructuras de resistencia.
• Soportan condiciones de crecimiento desfavorables (seca, alta temperatura).
• Las especies del género Bacillus.

El movimiento microbiano

• Bacterias y Arqueas se mueven mediante flagelos.
• Los flagelos son apéndices largos y finos en forma de un pequeño motor de rotación.
• Formados por proteínas.

Diversidad funcional de bacterias

• Clasificación de las bacterias como proteobacterias.
• Diversidad de las bacterias que se adaptan a ambientes extremos.

Diversidad funcional de Archaea

• Diversas especies de arqueas que pueden sobrevivir en ambientes extremos.

Microorganismos eucariotas: Protistas

• Gran variedad morfológica y filogenética.
• Diversidad nutricional (fotoautótrofos con cloroplastos, heterótrofos, mixótrofos).
• Tipos: Protozoos (similares a los animales), Algas (similares a las plantas), Protistas (similares a los hongos), en ambientes acuáticos o húmedos.
• Diversidad reproductiva: sexual y asexual.
• Tipos de locomoción: flagelos, cilios y pseudopodos.
• Grupos representativos: algas, mohos mucilaginosos, protozoos.

Microorganismos eucariotas: Hongos

• Multicelulares y forman un entramado de filamentos (hifas).
• Diversidad (mohos, setas, levaduras).
• Algunos son parásitos de plantas y animales
• Importantes en la mineralización del carbono orgánico en el suelo.
• Usos: Alimentación, procesos fermentativos, producción de antibióticos.
• Tipos de hongos: Unicelulares (levaduras), Pluricelulares (mohos), Hongos que forman setas.

Este cuestionario evalúa tus conocimientos sobre el crecimiento bacteriano y sus características. Preguntas sobre el proceso de división celular de las bacterias, el tiempo de generación de E. coli y las fases del crecimiento bacteriano te ayudarán a profundizar en el tema. ¡Pon a prueba tus conocimientos y descubre lo que sabes sobre microbiología!